Cos'È Un Paramecium?

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I paramecia sono protisti unicellulari naturalmente presenti negli habitat acquatici.

I paramecia sono protisti unicellulari naturalmente presenti negli habitat acquatici. Sono in genere di forma oblunga o a forma di pantofola e sono ricoperti da piccole strutture pelose chiamate ciglia. Certi parametri sono facilmente coltivati ​​nei laboratori e servono come organismi modello utili.

caratteristiche

Aspetto

Le cellule Paramecia sono caratteristicamente allungate. Storicamente, sulla base della forma cellulare, questi organismi erano divisi in due gruppi: l'aurelia e la bursaria, secondo la "Biologia del Paramecio, 2° Ed." (Springer, 1986). Il tipo morfologico di aurelia è di forma oblunga o "a sigaro", con estremità posteriore un po 'affusolata. Bursaria, d'altra parte, rappresenta le cellule che sono "a forma di pantofola". Tendono ad essere più corti e la loro estremità posteriore è arrotondata.

I paramecia fanno parte di un gruppo di organismi noti come ciliati. Come suggerisce il nome, i loro corpi sono ricoperti di ciglia, o protrusioni corte e pelose. Le cilia sono essenziali per il movimento dei parameci. Mentre queste strutture si muovono avanti e indietro in un ambiente acquatico, spingono l'organismo attraverso i suoi dintorni. Paramecia può avanzare a ritmi fino a 2 millimetri al secondo, come sottolinea José de Ondarza, professore associato presso il Dipartimento di Scienze Biologiche di SUNY Plattsburgh sul suo sito web di ricerca. A volte l'organismo esegue "reazioni di evitamento" invertendo la direzione in cui batte la ciglia. Ciò si traduce in arresto, rotazione o svolta, dopo di che il paramecio riprende a nuotare in avanti. Se le reazioni multiple di evitamento si susseguono, è possibile per un paramecio nuotare all'indietro, anche se non così dolcemente come il nuoto in avanti.

Anche la cilia aiuta a nutrirsi spingendo il cibo in un'apertura della bocca rudimentale nota come solco orale. I paramecidi si nutrono principalmente di batteri, ma sono noti per mangiare lievito, alghe unicellulari e persino alcune sostanze non viventi come latte in polvere, amido e polvere di carbone, secondo la "Biologia del Paramecio".

Struttura cellulare

I paramecia sono eucarioti. In contrasto con gli organismi procarioti, come i batteri e l'archaea, gli eucarioti hanno cellule ben organizzate. Le caratteristiche che definiscono le cellule eucariotiche sono la presenza di un meccanismo cellulare specializzato legato alle membrane chiamato organelli e il nucleo, che è un compartimento che contiene il DNA. I Paramecia hanno molti organuli caratteristici di tutti gli eucarioti, come i mitocondri che generano energia. Tuttavia, l'organismo contiene anche alcuni organelli unici.

Sotto un rivestimento esterno chiamato la pellicola è uno strato di citoplasma un po 'rigido chiamato ectoplasma. Questa regione è composta da organelli a forma di fuso conosciuti come tricocisti. Quando scaricano il loro contenuto, diventano lunghi, magri e appuntiti, secondo "Biology of Paramecium". L'esatta funzione delle tricocisti non è del tutto chiara, anche se una teoria popolare è che sono importanti per la difesa contro i predatori. Questo è stato testato nel corso degli anni e si è dimostrato vero Paramecium specie contro predatori particolari. Ad esempio, un articolo del 2013 pubblicato sulla rivista Zoological Science ha rilevato che i tricocisti di Paramecium tetraurelia erano efficaci contro due dei tre predatori che sono stati testati: il Cephalodella specie di rotiferi e il Eucypris specie di artropodi.

Sotto l'ectoplasma si trova un tipo più fluido di citoplasma: l'endoplasma. Questa regione contiene la maggior parte dei componenti cellulari e degli organelli, compresi i vacuoli. Queste sono tasche con chiusura a membrana all'interno di una cella. Secondo un articolo del 2013 pubblicato sulla rivista Bioarchitecture, il nome "vacuolo" descrive il fatto che appaiono trasparenti e vuoti. In realtà, questi organelli tendono ad essere riempiti con fluidi e altri materiali. I vacuoli svolgono funzioni specifiche con una cella paramecium. I vacuoli alimentari incapsulano il cibo consumato dal paramecio. Si fondono quindi con organuli chiamati lisosomi, i cui enzimi rompono le molecole del cibo e conducono una forma di digestione. I vacuoli contrattili sono responsabili dell'osmoregolazione o dello scarico dell'acqua in eccesso dalla cellula, secondo gli autori di "Advanced Biology, 1st Ed." (Nelson, 2000). A seconda della specie, l'acqua viene alimentata nei vacuoli contrattili tramite canali o da piccoli vacuoli che trasportano l'acqua. Quando il vacuolo contrattile collassa, quest'acqua in eccesso lascia il corpo del paramecio attraverso un poro nella pellicola ("Biologia del Paramecio").

Forse la caratteristica più insolita di paramecia è il loro nucleo. "Paramecium insieme agli altri ciliati hanno questa caratteristica piuttosto unica ", ha detto James Forney, professore di biochimica alla Purdue University." Hanno due tipi di nuclei, che si differenziano per forma, contenuto e funzione. "

I due tipi di nuclei sono il micronucleo e il macronucleo. Il micronucleo è diploide; cioè, contiene due copie di ciascun cromosoma del paramecio. Forney nota che il micronucleo contiene tutto il DNA che è presente nell'organismo. "È il DNA che viene trasmesso da una generazione all'altra durante la riproduzione sessuale", ha affermato. D'altra parte, il macronucleo contiene un sottoinsieme di DNA dal micronucleo, secondo Forney. "È il nucleo trascrizionalmente attivo", ha aggiunto."Quindi è il nucleo che viene trascritto per produrre mRNA e proteine ​​da quegli mRNA." Il macronucleo è poliploide o contiene più copie di ciascun cromosoma, a volte fino a 800 copie.

Tutti Paramecium le specie hanno un macronucleo, secondo Forney. Tuttavia il numero di micronuclei può variare in base alla specie. Dà l'esempio del Paramecium aurelia complesso di specie, che ha due micronuclei e Paramecium multimicronucleatum, che hanno diversi.

Perché la presenza di due nuclei distinti? Una ragione evolutiva è che si tratta di un meccanismo mediante il quale paramecia e altri ciliati possono allontanare gli intrusi genetici: frammenti di DNA che si incorporano nel genoma. "Nel caso dei ciliati, c'è un meccanismo in cui, se un pezzo di DNA è nel micronucleo ma non nel macronucleo, sarà rimosso dal prossimo macronucleo che è stato creato", ha spiegato Forney. "In altre parole, se qualcosa di estraneo entrasse nel genoma micronucleare, allora quando il prossimo macronucleo sarà fatto, verrebbe rimosso e non incluso nella versione espressa [trascritta] del genoma". Forney nota che questo è stato descritto da alcuni come un sistema immunitario del DNA primitivo; cioè, esaminando il genoma e cercando di tenere fuori gli elementi invasori.

Schema di un paramecio.

Schema di un paramecio.

Credito: Designua Shutterstock

Riproduzione

I parametri possono riprodursi asessualmente o sessualmente, a seconda delle loro condizioni ambientali. La riproduzione asessuata avviene quando sono disponibili nutrienti abbondanti, mentre la riproduzione sessuale avviene in condizioni di fame. Inoltre, la paramecia può anche subire "autogamia" o autofecondazione in condizioni di fame prolungata, secondo il sito di ricerca di de Ondarza.

Riproduzione asessuata (fissione binaria)

Durante la fissione binaria, una cellula del paramecio si divide in due progenie geneticamente identiche o cellule figlie. Secondo Forney, il micronucleo subisce la mitosi, ma il macronucleo divide un altro modo, chiamato meccanismo amitotico o non mitotico. "Non si basa sulla mitosi, ma [il macronucleo] si divide tra le due cellule e in qualche modo è in grado di conservare approssimativamente lo stesso numero di copie di ciascun gene", ha affermato.

Riproduzione sessuale (coniugazione)

La coniugazione tra paramecia è simile all'accoppiamento. Forney ha detto che ci sono due tipi di accoppiamento per paramecia, che sono indicati come dispari e pari. Questo riflette il fatto che i tipi di accoppiamento per vari Paramecium le specie sono indicate da un numero dispari o pari. Ad esempio, secondo Forney, Paramecium tetraurelia avere accoppiamenti di tipo 7 e 8. "Odd si accoppierà con il tipo di accoppiamento uniforme ma non si può accoppiare se si è lo stesso tipo di accoppiamento", ha detto. Inoltre, solo le cellule all'interno di un singolo Paramecium le specie possono accoppiarsi l'una con l'altra.

Il processo è facilmente distinguibile in condizioni di laboratorio. "Le cellule si uniscono e possono formare formazioni piuttosto drammatiche di cellule quando vengono inizialmente miscelate", ha detto Forney. "Allora quelli gradualmente si accoppiano in coppie individuali in cultura."

Durante la riproduzione sessuale, i micronuclei di ciascun paramecio subiscono la meiosi, in definitiva dimezzando il contenuto genetico per creare un nucleo aploide. Questi sono scambiati tra i due compagni collegati. I nuclei aploidi di ciascun compagno si fondono per creare un nuovo micronucleo geneticamente vario. A sua volta, il nuovo micronucleo si replica per dare origine a un nuovo macronucleo, secondo il sito di ricerca di de Ondarza.

Autogamia (autofecondazione)

"L'autogamia è essenzialmente la stessa cosa della coniugazione, ma sta accadendo solo con una singola cella", ha detto Forney. Durante questo processo, il micronucleo si replica più volte. Uno di questi nuovi micronuclei subisce un riarrangiamento del loro contenuto genetico. Alcuni DNA sono frammentati e alcune sequenze di DNA, note come "sequenze interne eliminate", sono rimosse, secondo il sito di ricerca di de Ondarza.

Classificazione

Il termine generale "paramecium" si riferisce a un singolo organismo all'interno del genere Paramecium. Un genere, secondo l'Oregon State University, si riferisce a un gruppo strettamente correlato di organismi che condividono caratteristiche simili. Il genere Paramecium è ulteriormente diviso in gruppi noti come sottogeneri, che contengono ciascuno una o più specie.

I metodi di classificazione dei parametri sono cambiati nel corso degli anni. I primi metodi erano attraverso l'osservazione visiva e si basavano sulla morfologia, in definitiva descrivendo tutti i parameci come aurelia o bursaria. Più recentemente, la classificazione ha combinato l'osservazione morfologica con informazioni molecolari e genetiche. Ciò ha contribuito a sviluppare un albero genealogico, noto come albero filogenetico, che rappresenta le relazioni evolutive. Questo passaggio dalla morfologia alla filogenetica molecolare ha influito sulla comprensione delle relazioni all'interno diParamecium diversità di genere e di specie, secondo Michaela Strüder-Kypke, manager di microscopia ottica avanzata presso il Molecular and Cellular Imaging Facility presso l'Università di Guelph in Ontario, Canada. Ha detto che dal 2012 ci sono cinque sottogeneri generalmente supportati dalla filogenesi molecolare a vari livelli: Chloroparamecium, Helianter, Cypriostomum, Viridoparamecium e Paramecium.

Strüder-Kypke ha detto che è stato usato un metodo per identificare le specie conosciute come "DNA barcoding" Paramecium. "L'identificazione di specie basate sulla sequenza di un particolare frammento di DNA è stata definita DNA barcoding", ha spiegato."Proprio come un codice a barre nei negozi identifica ogni prodotto, una breve sequenza di DNA che è sufficientemente divergente, in grado di identificare ogni specie." Uno di questi codici a barre, il COX1 gene, è stato "ampiamente utilizzato per il genere Paramecium", Ha detto Strüder-Kypke.

Ci sono attualmente 19 morfospecie riconosciute di Paramecium, secondo Strüder-Kypke. Ha spiegato che una morfospecie è una specie definita solo da distinte caratteristiche morfologiche, non dalla genetica o dalla capacità di produrre prole fertile. Di questo, 15 specie fratelli formano ciò che è noto come il Paramecium aurelia complesso di specie. Le specie di fratelli e sorelle, secondo Strüder-Kypke, si assomigliano senza caratteristiche morfologicamente distintive, ma si differenziano per aspetti biochimici e genetici e non possono coniugarsi l'una con l'altra. Il Paramecium aurelia complesso conta come una singola morfospecie.

Nuove intuizioni in Paramecium la tassonomia e l'esistenza di nuove specie continuano a essere descritte ancora oggi. Le 19 morfospecie,Paramecium buetschlii, è stato scoperto in una pozza d'acqua dolce in Norvegia e descritto in un documento di ricerca del 2015, pubblicato sulla rivista Organisms Diversity & Evolution. Lo stesso articolo descriveva anche tre nuove "specie criptiche" trovate in Germania, Ungheria e Brasile. Gli autori spiegano che sono stati trattati come specie criptiche perché erano difficili da distinguere morfologicamente dagli altri membri delParamecium genere. Tuttavia, i marcatori tassonomici nel loro DNA [DNA barcode] indicano che sono una specie separata.

"L'idea è che, se guardiamo in habitat insoliti o in regioni" sotto campionate "di questo mondo, possiamo ancora trovare nuove specie", ha detto Strüder-Kypke a WordsSideKick.com.

Risorse addizionali

  • Rutgers: video di paramecia in movimento
  • José de Ondarza Paramecium sito web
Cos'È Un Paramecium?

FAQ - 💬

❓ Как питается инфузория туфелька?

👉 На теле инфузории имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются специализированные реснички околоротовой цилиатуры, «склеенные» в сложные структуры. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды основную пищу инфузорий — бактерии, грибы (дрожжи), а также водоросли.

❓ Почему инфузория туфелька это животное?

👉 Инфузория-туфелька относится к типу Простейшие. Он объединяет виды животных организмов, тело которых состоит из одной клетки. В состав типа входят пять классов: Корненожки, Жгутиковые, Споровики, Грегарины, Ресничные.

❓ Где обитает инфузория туфелька?

👉 Форма тела инфузорий может быть разнообразной, размеры одиночных форм от 10 мкм до 4,5 мм. Живут в морях и пресных водоёмах в составе бентоса и планктона, некоторые виды — в интерстициали, почве и во мхах.

❓ Какой тип у инфузории?

👉 Инфузории, или ресничные (лат. Ciliophora) — тип протистов из группы Alveolata. Есть подвижные и прикреплённые формы, одиночные и колониальные. Форма тела инфузорий может быть разнообразной, размеры одиночных форм от 10 мкм до 4,5 мм.

❓ Как выглядит инфузория?

👉 Инфузория-туфелька под микроскопом напоминает след от туфли. Длина тела составляет примерно 0,5 мм. Живёт она в пресных водоёмах. Инфузория плавает при помощи постоянного биения ресничек, покрывающих всю поверхность клетки.

❓ Почему инфузории туфельки нет митохондрий?

👉 Решение: Отличительной особенностью строения клеток прокариотических организмам, к которым относится тифозная палочка, является отсутствие мембранных органелл. Митохондрии – мембранные органеллы.


Supplemento Di Video: Bellissimo Paramecio - Beautiful Paramecium.




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