Kenmerkend voor groenwieren zijn de chloroplasten die groen zijn door de dominerende hoeveelheid chlorofyl a en b. Groenwieren komen voor in zeewater, zoetwater en in vochtige omgevingen op het land. In de fylogenetische hypothese gevolgd in het handboek "Biology van Campbell et al. (zie levencycli) worden de Groenwieren onderverdeeld in:
Chlorofyten (bijv. Chlamydomonas, Volvox, Ulva en Ulothrix, zie levenscycli hieronder) en
Chlamydomonas is een ééncellige Groenwier. Naast een celkern en een echte celwand met twee of meer lagen cellulose en pectine vindt men in het cytoplasma van deze organismen, mitochondria, Golgi en één of meerdere chloroplasten. Deze chloroplasten zijn veelvormig, maar ze bevatten steeds een eiwitachtig centrum betrokken bij de zetmeelproductie: het pyrenoïd. Daarnaast heeft Chlamydomonas twee kloppende vacuolen die een rol spelen bij de uitdrijving van overtollig water dat via osmose binnendringt. Twee flagellen maken actieve voortbeweging mogelijk. Een oogvlek dient voor lichtwaarneming en zorgt ervoor dat de groenwier adequaat op de lichtintensiteit kan reageren door naar licht toe te zwemmen of juist ervan weg (positieve of negatieve phototaxis).
Chlamydomonas: levencyclus
Chlamydomonas wordt veel gebruikt als model in onderzoek. Het is een haplont. Na bevruchting ondergaat de zygote spoedig meiose. Uit deze reductiedeling ontstaan vier haploïde sporen met flagellen (zoömeiosporen) die uitgroeien tot haploïde individuen. Sporenvorming uit meiose producten door middel van een extra mitose stap komt ook voor (vorming van zoömitosporen). Dit is dan een vorm van gewone vegetatieve voortplanting. Verder kunnen de haploïde individuen via mitotische delingen tot gameten overgaan. De gameten versmelten (syngamie) vervolgens tot een diploïde zygote. Deze kan als zogenaamde cystozygote overgaan in een ruststadium.
Levencyclus van Chlamydomonas
Chlamydomonas: differentiatie
Binnen het geslacht Chlamydomonas zien we differentiatie optreden op het niveau van de gameten. Bij sommige soorten zijn ze volkomen gelijk aan elkaar (isogamie), maar bij andere is de ééne gameet duidelijk groter (anisogamie) dan de andere en soms zijn bij die gameet ook de flagellen afwezig (öogamie). Er wordt dan van "vrouwelijke" (de grote) en "mannelijke" (de kleinere en bewegelijke) gameten gesproken.
Bouw van Chlamydomonas
Schetsen van de bouw van Chlamydomonas
Schetsen van variaties in de vormen van chloroplasten in Chlamydomonas
Microscopische opname van gekleurde preparaten van Chlamydomonas
Volvox: ééncellige verschijningsvorm en kolonie
Volvox is een groenwier dat beschouwd kan worden als een aggregatie van ééncellige Chlamydomonas-achtige groenwieren : een kolonie. De dochtercellen van een dergelijke eencellige wier gaan niet meer uit elkaar, maar worden door een geleimassa bijeengehouden. De kolonie die louter uit haploïde cellen bestaat vergroot zich door de groei van de individuele cellen en door (haploïde) mitotische delingen, waarbij de dochtercellen op hun beurt ook weer binnen het verband worden gehouden door plasmastrengen. Bij Volvox ontstaan zo holle bollen van zo'n 500 tot wel 60 000 aanvankelijk uniforme cellen! De naar buiten toe gerichte flagellen zorgen voor een rotatiebeweging.
Volvox kolonie
Filmopnamen van de levenscyclus van Volvox
Confocale laser scanning microscopie van Volvox. Anaglyf stereo projectie (diepte te zien met rood - groen stereobrilletje). Ziehier een grotere opname
Volvox: levencycli met vegetatieve en geslachtelijke voortplanting
Bij Volvox komt zowel ongeslachtelijke als geslachtelijke voortplanting voor. In grote kolonieën is er sprake van enige differentiatie tussen vegetatieve en niet vegetatieve cellen, terwijl de cellen allemaal haploïd zijn.
Vegetatieve (ongeslachtelijke) en asexuele (ongeslachtelijke) voortplanting bij Volvox
Vegetatieve voortplanting geschiedt doordat een cel door herhaalde delingen een instulping vormt. Er is echter een probleem: de flagellen zijn in deze nieuwe formatie naar binnen toe gericht. Door een opmerkelijk proces, genoemd inversie, keert de laag met cellen zich binnenste buiten (zie schema) waardoor de flagellen toch weer aan de buitenkant van de kleine bol komen te liggen. Vervolgens raakt deze dochterkolonie los van de moederwand; je krijgt zo een jonge kolonie binnen een grotere oudere bol. Het verschijnsel van instulping en losraken herhaalt zich. Uiteindelijk gebeurt het dat de oude kolonie desintegreert en de jonge dochterkoloniën vrijkomen.
Bij sexuele voortplanting gaan bepaalde vegetatieve cellen zich vergroten tot eicellen en in andere cellen ontstaan na delingen antherozoïden. Deze spermacellen kunnen door zwembeweging de eicel bereiken, waardoor bevruchting tot stand komt. De zygote vormt een harde dikke wand en blijft ook in de holte tot de kolonie afsterft. Na het vrijkomen uit haar kapsel ondergaat de naakte zygote meiose. De producten van de meiose kunnen een nieuwe kolonie gaan stichten.
Zygoten in Volvox
Zygoten: overzicht en detail
Confocale laser scanning microscopie van Volvox. Anaglyf stereo projectie van een zygote ingekapseld in dikke celwand (diepte te zien met rood - groen stereobrilletje; zoom)
Ulva: levencyclus
Levencyclus van Ulva
Ulothrix
Microscopische opnamen van Ulothrix
levencyclus van Ulothrix
Overzicht van de onvertakte draden van Ulothrix en detail (fase-contrast) van de zoösporen
