Descripción general: ¿Qué es Vorticella?

Vorticella es un protozoo (protista) que pertenece al filo Ciliophora. Como tales, son ciliados eucariotas que se pueden encontrar en hábitats como cuerpos de agua dulce y salada, entre otros.

Según los estudios, Vorticella es el género más grande de ciliados peritricos sésiles con más de 100 especies identificadas. Dependiendo del hábitat, esta especie se alimentará de una variedad de material alimenticio a través del vestíbulo que actúa como ruta de entrada para alimentos.

Además de ser parte de la cadena alimentaria, sino que también desempeña una serie de funciones importantes en el medio ambiente que benefician a los seres humanos.

Algunas de las especies de este género son:

• V. campanula
• V. citrina
• V. marina
• V. communis
• V. striata
• V. utriculus
• V. sphaerica

Clasificación

Vorticella es un género de protozoo ciliado que se clasifican en las siguientes:

• Reino: Chromalveolata
• Phylum: Cilophora
• Superphylum: Alveolata
• Clase: Oligohymenophorea
• Subclase: Peritrichia
• Orden: Sessilida
• la Familia: Vorticellidae

Reproducción y Ciclo de Vida

Al igual que muchas otras Infusorias (organismos acuáticos diminutos como los protozoos), se ha demostrado que la división (fisión binaria) de los organismos en dos (o a veces más) células hijas es uno de los medios de propagación de Vorticella.

Antes de que comience la división de los organismos, el cuerpo del organismo se acorta a medida que aumenta su anchura. Esto es seguido por la división del núcleo donde el macronúcleo se divide amitóticamente mientras que el micronúcleo se divide mitóticamente. Esto se acompaña de la constricción de los organismos que finalmente dividieron el organismo en dos o más organismos.

Mientras que el organismo progenitor se dividió para formar dos o más Vorticelas, vale la pena señalar que solo uno de los nuevos organismos retiene el tallo original. Esto deja que el otro desarrolle nuevos cilios (cilios temporales) y, en última instancia, un nuevo tallo a través del cual se puede unir a otro sustrato o superficie.

La fisión binaria de Peritrichia como Vorticella ha demostrado ser única en comparación con otros ciliados, dado que a menudo es desigual y longitudinal (en el sentido de que corre a lo largo del eje oral-aboral del organismo).

representación Esquemática de la Longitudinal de la Fisión Binaria:

En esta representación esquemática, es posible identificar algunas de las partes de los organismos, incluyendo: la peristome, micronúcleos, macronúcleo, una vacuola contráctil, aboral de los cilios así como el surco longitudinal.

A medida que comienza la fisión binaria, el peristoma se cierra primero a medida que el cuerpo (campana) del organismo se acorta y aumenta de anchura (alargamiento transversal). El contráctil pulsa durante la división, mientras que el macronúcleo se acorta y se condensa (a medida que se mueve en el centro de la célula transversalmente).

A medida que la división continúa, la constricción comienza en el extremo anterior de la célula y gradualmente divide la célula en su longitud (desde el peristoma hacia el tallo). Esto finalmente dividió el organismo en dos partes desiguales (con una de las células hijas siendo más pequeña).

Mientras que la célula más grande retiene un tallo con el que puede permanecer unida a una superficie, la más pequeña carece de un tallo pero desarrolla cilios aborales en su parte posterior. En comparación con la célula más grande con un tallo, la célula más pequeña se vuelve más cilíndrica y se conoce como teletroch.

Usando los cilios aporales, la célula luego se aleja nadando y se une a una superficie a través de su escópula en su extremo aporal. La escópula también es responsable de producir un nuevo tallo para la célula hija que permite que el organismo permanezca unido a la superficie. Con el tiempo, la forma cilíndrica se desarrolla en forma de campana a medida que el organismo madura.

* Esta división normalmente tarda de 20 a 30 minutos.

Reproducción / Conjugación sexual

Además de la fisión binaria, también se ha demostrado que la Vorticela se reproduce a través de la conjugación (reproducción sexual).

Esta fase se divide en dos fases principales que incluyen:

Formación de micro y macro conjugantes

Esta fase implica un proceso de fisión binaria que produce una célula más grande y más pequeña (células desiguales). Aquí, la célula más pequeña (que puede ser más de una en algunos casos) se conoce como el micro-conjugante.

Los micro-conjugantes producidos a través de esta fase desarrollan cilios posteriores y, al separarse de la otra célula más grande, nadan y se adhieren a otras superficies. En comparación con los telótrocos producidos a través de la reproducción asexual, se ha demostrado que los micro-conjugantes son de menor tamaño. Además, los micro-conjugantes no se desarrollan (metamorfosean) en formas adultas y no desarrollan un tallo. Después de 24 horas, mueren en lugar de enquistarse como algunos de los telótrocos lo hacen durante las condiciones de contacto.

Además, las células más grandes que retienen un tallo pasan por modificaciones nucleares y se desarrollan en macro-conjugantes. En este estado, los macro-conjugantes pueden reproducirse sexualmente con micro-conjugantes viables.

Fusión

La segunda fase de la reproducción sexual se conoce comúnmente como fusión de los conjugantes. A medida que los micro-conjugantes nadan, pueden entrar en contacto con los macro-conjugantes y unirse a la parte inferior del cuerpo celular cerca del tallo; Después de este apego, los cilios de los micro-conjugantes se desprenden seguidos de cambios en el núcleo de los dos conjugantes.

Mientras que los macronúcleos de ambos conjugantes degeneran (y absorben en el citoplasma celular), los micronúcleos del macro conjugante sufren divisiones que dan como resultado cuatro micronúcleos, mientras que los del micro-conjugante se dividen varias veces para producir ocho micronúcleos.

En ambos conjugantes, todos los micronúcleos excepto uno degenerado, de modo que cada conjugante tiene un único micronúcleo (pronúcleo femenino del macro conjugante y pronúcleo masculino del micronúcleo).

La pared entre los dos conjugantes desaparece permitiendo que los dos se unan. Esto es seguido por la fusión de los dos pronúcleos resultando en la formación de un cigoto núcleo (synkaryon). La división del cigoto a su vez produce siete macronúcleos y un único micronúcleo.

El micronúcleo también sufre otra división para formar dos micronúcleos que se separan después de la división de la célula. Esto resulta en una célula con un micronúcleo y cuatro macronúcleos y la otra con tres macronúcleos y un micronúcleo.

Las células individuales y los micronúcleos también continúan con la división produciendo células con un macro y un micro núcleo.

El resultado final de estas divisiones incluye siete células hijas que desarrollan tallos gradualmente a medida que se metamorfosean. Una vez que están completamente maduros, pueden continuar el ciclo de vida.

Supervivencia en Condiciones Desfavorables

En los casos en que las condiciones circundantes prueban ser desfavorables para la Vorticella, algunos estudios han demostrado que los organismos se desprenden del sustrato y nadan libremente hacia un entorno más favorable. Sin embargo, en casos de condiciones desfavorables extremas, se forma un quiste para protección.

Este proceso comienza con la retirada del peristoma seguido por la contracción de los organismos en una bola. Luego se secreta una cubierta gelatinosa que finalmente se solidifica y forma una cápsula. La encapsulación rodea y protege a los organismos en la duración de las condiciones ambientales extremas.

Mientras que el núcleo y la vacuola contráctil de los organismos pueden permanecer iguales cuando se forma el quiste, puede ocurrir lo siguiente durante este período:

• El núcleo puede romperse en varios discos diminutos
• El hueso también puede comenzar a romperse en varios sacos (algunos de los cuales pueden romperse a través del quiste y nadar libremente)

*, el quiste se romperá para liberar el organismo. Una vez que los organismos han sido liberados en el entorno favorable, la vacuola contráctil se desarrolla y comienza a pulsar.

A medida que el organismo se agranda, se produce un círculo aboral de cilios para formar un telotroch. El organismo luego nada libremente hasta que se adhiere a un sustrato donde el tallo finalmente se desarrolla a medida que el organismo madura.

Hábitat

Las vorticelas se encuentran a menudo en cuerpos de agua como estanques, lagos, ríos y arroyos, entre otros. Sin embargo, también se pueden encontrar en ambientes salinos (aguas saladas), así como en vegetación acuática.

Estos ambientes son ideales dado que son fuentes ideales de alimentos. Como se mencionó, las Vorticelas generalmente se adhieren a sustratos a través de su tallo. Como resultado, generalmente no nadan libremente para encontrar comida. Sin embargo, en sus ambientes acuáticos, es fácil obtener alimentos de su entorno inmediato en el agua.

Alimentación

Esencialmente, Vorticella son alimentadores de suspensión. Aquí, vale la pena señalar que, en su mayor parte, los telotrocos no son alimentadores. En esta etapa (y en condiciones favorables) comienzan a reabsorber los cilios somáticos que proporcionan la energía y el material necesarios para la secreción del tallo y las metamorfosis.

Una vez que los organismos maduran y forman un tallo, se adhieren a un sustrato y comienzan a alimentarse de una variedad de material en su entorno. El peristoma es la abertura a través de la cual se consume material alimenticio. Alrededor de esta abertura similar a la boca hay cilios que desempeñan un papel importante al barrer el material alimenticio en el entorno hacia el surco oral para ser consumido.

Dado que no se mueven/nadan libremente, la Vorticella dependerá en gran medida de que el material se mueva libremente en su entorno para alimentarse. Esto incluye otros protozoos más pequeños, bacterias y otro material orgánico diminuto a su alrededor.

* El peristoma (abertura similar a la boca) es también la abertura a través de la cual la Vorticella libera material de desecho al medio ambiente.

Estructura y características

Usando un microscopio de contraste de fase, es posible que los estudiantes observen fácilmente las diferentes partes y estructuras de Vorticella.

Uno de los mayores beneficios de usar un microscopio de contraste de fase es el hecho de que ralentiza la luz que ingresa a las partes densas del organismo, lo que a su vez hace que algunas de las estructuras sean distintas bajo el microscopio en comparación con las partes menos densas.

Lo que es más importante, esta técnica permite observar a los organismos vivos, lo que hace posible ver a los organismos mientras aún están vivos como lo harían en su entorno natural.

* El procedimiento consiste simplemente en obtener el organismo del agua del estanque (o de cualquier otro cuerpo de agua donde se pueda encontrar el organismo de Vorticella) y observarlo con diferentes aumentos.

Imagen de Vorticella bajo microscopio de contraste de fase:

Una de las características más distintivas de Vorticella es que tienen un cuerpo en forma de cono (en forma de campana). En la imagen de arriba, es posible ver finas estructuras en forma de pelo en la parte superior del organismo en forma de campana. Estas estructuras finas en forma de pelo se conocen como cilios y desempeñan un papel importante al barrer el material alimenticio en el peristoma (abertura ancha rodeada de cilios).

En la segunda imagen, es posible ver un tallo delgado en la base del organismo. Esto juega un papel importante de unir el organismo a un sustrato que permite que el organismo flote y se alimente de material alimenticio flotante en el agua. El tallo no ramificado distingue a Vorticella de los otros ciliados.

Una de sus otras características es que el tallo contiene mionema, que es una fibra contráctil que hace posible que el tallo se acorte y se enrolle cuando se estimula. Por lo tanto, cuando se observa bajo el microscopio, es posible observar el tallo en espiral como un resorte.

Esta es una imagen de una recta y como la primavera-tallo:

Medidas

Diferentes especies de Vorticella varían en tamaño. Para Vorticella campanula, se ha demostrado que el cuerpo en forma de campana mide aproximadamente 157 micras de largo y 99 micras de ancho. El tallo, por otro lado, puede variar considerablemente de aproximadamente 53 micras a hasta 4150 micras.

Importancia de Vorticella

En su entorno, las especies de Vorticella se alimentan de una variedad de materiales y organismos, incluidos otros protozoos y bacterias más pequeños. En su sistema alimentario, esto es importante ya que ayuda a controlar la población de estos organismos en su entorno.

Esta especie es abundante en sistemas de tratamiento de aguas residuales, así como en estanques de agricultura acuática. Como alimentadores flotantes, las especies de Vorticella desempeñan un papel importante en tales sistemas al consumir y descomponer la materia orgánica en estos entornos.

En los sistemas de tratamiento de aguas residuales, ayudan en la descomposición de la materia orgánica, lo que contribuye al tratamiento de las aguas residuales junto con otros sistemas incorporados en el sistema.

Más recientemente, el mecanismo de estos organismos se está incorporando en sistemas de ingeniería artificial para ayudar en la descomposición de varias materias orgánicas.

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Ping Sun, John C. Clamp, Dapeng Xu, Bangqin Huang, Mann Kyoon Shin y Franziska Turner. (2018). An ITS-based phylogenetic framework for the genus Vorticella: finding the molecular and morphological gaps in a taxonomically difficult group (en inglés).