로델피스
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1. 개요
로델피스는 아케플라스티다에 속하며 홍조식물과 자매군 관계에 있는 단세포 생물로, 2019년 처음 기술되었다. 현재까지 세 종이 알려져 있으며, 담수와 해수 환경에서 발견된다. 로델피스는 엽록체를 잃었지만, 엽록체 유래 단백질을 가지고 있으며, 최초의 색소체를 얻은 생물의 조상에 대한 통찰력을 제공하여 색소체 진화 연구에 중요한 가치를 지닌다.
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- 원시색소체생물 - 회청조식물
회청조식물은 담수에서 발견되는 진핵조류의 일종으로, 남세균과의 내공생 관계를 보이는 시아넬을 가지며, 녹조류, 홍조류와 함께 아케플라스티다에 속하지만 계통적 위치는 논쟁 중이고 시아노포라강, 글라우코시스타강, 글레이오카에테강으로 나뉜다. - 원시색소체생물 - 녹색식물
녹색식물은 엽록체를 통해 광합성을 하는 생물군으로, 엽록소 a와 b를 가지며, 세포벽, 편모, 세포 구조, 광합성 및 생식 방식에서 다양성을 보이고, 녹조식물과 스트렙토식물로 나뉘어 해양, 담수, 육상 등 다양한 환경에서 생태계의 중요한 역할을 수행하고 인간에게 활용된다.
로델피스 - [생물]에 관한 문서 | |
---|---|
로델피스 정보 | |
분류 정보 | |
역 | 진핵생물 |
상계 | 디아포레티케스 |
계 | 원시색소체생물 |
문 | 로델피스문 (Rhodelphidia) |
문 명명자 | Tikhonenkov, Gawryluk, Mylnikov & Keeling, 2019 |
강 | 로델피스강 (Rhodelphea) |
강 명명자 | Tikhonenkov, Gawryluk, Mylnikov & Keeling, 2019 |
목 | 로델피스목 (Rhodelphida) |
목 명명자 | Tikhonenkov, Gawryluk, Mylnikov & Keeling, 2019 |
과 | 로델피스과 (Rhodelphidae) |
과 명명자 | Tikhonenkov, Gawryluk, Mylnikov & Keeling, 2019 |
속 | 로델피스속 (Rhodelphis) |
속 명명자 | Tikhonenkov, Gawryluk, Mylnikov & Keeling, 2019 |
하위 분류 | |
종 | R. limneticus R. marinus R. mylnikovi |
2. 분류
분자 계통 분석 결과 아케플라스티다에 속하며, 홍조식물문과 자매군 관계에 있다.[2]
2. 1. 계통 분류
다음은 원시색소체생물의 계통 분류이다.[4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]{| class="wikitable"
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| 원시색소체생물
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| 회청조식물
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{| class="wikitable"
|-
| 홍조식물
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| 녹색식물
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{| class="wikitable"
|-
| 녹조식물
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| 스트렙토식물
|-
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{| class="wikitable"
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{| class="wikitable"
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| 클레브소르미디움강
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| 윤조강
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{| class="wikitable"
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| 콜레오카이테강
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2. 2. 종
현재까지 세 종의 ''로델피스''가 기술되었다.- ''Rhodelphis limneticus'' Rhodelphis limneticus|로델피스 리메티쿠스la 티호넨코프, 가브릴룩, 밀니코프 & 킬링, 2019[1]
- ''Rhodelphis marinus'' Rhodelphis marinus|로델피스 마리누스la 티호넨코프, 가브릴룩, 밀니코프 & 킬링, 2019[1]
- ''Rhodelphis mylnikovi'' Rhodelphis mylnikovi|로델피스 멜니코비la 프로키나, 티호넨코프, 로페즈-가르시아 & 모레이라, 2023
분자 계통 분석 결과 아케플라스티다에 속하며, 홍조식물문과 자매군 관계에 있다.[2]
- Rhodelphis limneticus|로델피스 리메티쿠스la: 기준종. 담수산. 우크라이나 체르니히우주의 담수호에서 단리되었다. 수축포를 가지고 있다. 시스트 형성이 확인되었다.
- Rhodelphis marinus|로델피스 마리누스la: 해수산. 베트남 남부 꼰다오 제도의 산호초에서 단리되었다.
3. 형태
''로델피스''(Rhodelphis)는 직경 10-13 μm의 타원형 단세포 생물이다. 세포는 색소를 포함하지 않아 현미경으로 보면 대부분 투명하게 보이며, 우산 모양의 당단백질로 덮여 있다.[1] 세포는 운동성이 있으며 두 개의 편모를 사용하여 헤엄칠 수 있다. 세포 앞쪽 끝 바로 아래에서 시작되는 편모는 서로 수직이며 길이가 거의 같다.[1] 뒤쪽으로 향하는 편모는 털 모양의 마스티고네메로 덮여 있다. 뚜렷한 섭식 장치는 없지만, 먹이의 식세포 작용은 뒤쪽 끝에서 일어난다.[1]
현미경으로는 확인되지 않았지만, 엽록체 수입 단백질의 증거는 ''로델피스''의 비광합성 잔류 엽록체를 밝혀냈다. 엽록체는 철-황 클러스터 조립 및 헴 생합성에서 어느 정도 기능을 유지했지만 지방산이나 아이소프레노이드를 합성하지는 않는다. ''로델피스''는 이를 위해 세포질에서 다른 경로를 사용한다.[1] ''로델피스''는 또한 철-황 클러스터 생합성 경로를 가지고 헴 생합성에 관여하는 관형 크리스타가 있는 미토콘드리아를 포함한다.[1]
4. 생태
''로델피스''는 종속영양생물 포식자로 세균과 작은 진핵생물 편모충류를 먹고 살지만, 수생 생태계에서 그 역할에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 현재 알려진 세 종의 ''로델피스''는 매우 다양한 수생 서식지에서 분리되었는데, 그 중 하나는 얕은 해수 (''R. marinus'')에서, 다른 두 종은 담수 (''R. limneticus''와 ''R. mylnikovi'')에서 발견되었다.[1]
5. 유전체 정보
''로델피스''는 홍조류의 자매 그룹이지만, 두 그룹은 유전적 구성에서 실질적인 차이를 보인다. ''로델피스''의 유전체는 홍조류 유전체보다 훨씬 크며, 유전자에는 훨씬 더 많은 인트론이 포함되어 있다.[1] 또한, 유전체 분석 결과 ''로델피스''는 편모 단백질을 암호화하는 서열 및 식세포 작용에 필요한 구성 요소와 같이 홍조류에는 없는 많은 서열을 포함하고 있는 것으로 나타났다.[1]
홍조류와 ''로델피스''의 공통 조상은 고세균류의 진화 초기에 일어난 1차 공생 사건의 결과이다.[1] ''로델피스''는 엽록체에서 발견되는 단백질 수송체와 유사한 단백질뿐만 아니라 엽록체 표적 단백질도 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다. 엽록체로 표적화된 유전자는 홍조류에서 발견되는 유전자와 일치했다.[1] 핵에서 엽록체로 단백질이 표적화됨에도 불구하고, ''로델피스''는 광합성에 관여할 수 있는 단백질을 단 두 개만 포함하고 있으며, 엽록체 유전체는 완전히 손실된 것으로 보인다.[1]
로델피스는 홍조류의 자매군이지만, 그 게놈은 상당히 다른 특징을 가지고 있다. 게놈 크기는 홍조류에 비해 매우 크며, 인트론의 수도 많다. 또한 편모나 탐식에 관여하는 등, 홍조류가 갖지 않는 유전자를 다수 가지고 있다.[2] 한편, 홍조류에서 발견되는 것과 유사한, 엽록체로 이동하는 단백질군을 가지고 있다. 직접 관찰된 적은 없지만, 광합성 능력이 없는 흔적적인 엽록체를 가지고 있으며, 그 기능은 헴 합성이나 철-황 클러스터의 형성으로 생각된다.[2]
6. 중요성
''로델피스''는 최초로 색소체를 얻을 수 있었던 공통 조상을 공유하는 고색소체생물에 속한다. 최초의 내생 공생 사건의 중간 단계가 거의 없기 때문에, ''로델피스''의 발견은 최초로 색소체를 획득했을 가능성이 있는 생물, 즉 모든 고색소체생물의 조상에 대한 통찰력을 제공할 수 있다. 또한 단백질 표적화와 포식 영양에서 혼합 영양으로의 전환과 같은 색소체 진화 초기에 일어난 몇 가지 단계를 보여준다.[1] 이러한 발견은 전 세계적으로 필수적인 1차 생산자인 녹조류, 식물 및 홍조류의 진화를 이해하는 데 중요하다.
참조
[1]
논문
Non-photosynthetic predators are sister to red algae
https://www.nature.c[...]
2019-08
[2]
논문
Non-photosynthetic predators are sister to red algae
[3]
논문
Non-photosynthetic predators are sister to red algae
https://www.nature.c[...]
2019-08
[4]
논문
Phylogeny and Molecular Evolution of the Green Algae
http://images.algaeb[...]
[5]
논문
Nested in the Chlorellales or Independent Class? Phylogeny and Classification of the Pedinophyceae (Viridiplantae) Revealed by Molecular Phylogenetic Analyses of Complete Nuclear and Plastid-encoded rRNA Operons
[6]
논문
Origin of land plants revisited in the light of sequence contamination and missing data
[7]
논문
Chloroplast phylogenomic analyses reveal the deepest-branching lineage of the Chlorophyta, Palmophyllophyceae class. nov
http://www.nature.co[...]
2016-05-09
[8]
서적
Handbook of the Protists
https://link.springe[...]
Springer International Publishing
2017
[9]
논문
Green algae and the origin of land plants
http://www.amjbot.or[...]
[10]
논문
From algae to angiosperms–inferring the phylogeny of green plants (Viridiplantae) from 360 plastid genomes
https://doi.org/10.1[...]
2014-02-17
[11]
논문
The Revised Classification of Eukaryotes
http://onlinelibrary[...]
2012-09-01
[12]
논문
A clade uniting the green algae Mesostigma viride and Chlorokybus atmophyticus represents the deepest branch of the Streptophyta in chloroplast genome-based phylogenies
https://doi.org/10.1[...]
2007-01-12
[13]
논문
Green Algae and the Origins of Multicellularity in the Plant Kingdom
http://cshperspectiv[...]
2014-11-01
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