VorticellaCharacteristics, szerkezet, szaporodás és élőhely
áttekintés: mi a Vorticella?
a Vorticella egy protozoa (Protista), amely a Ciliophora törzshez tartozik. Mint ilyenek, eukarióta csillók, amelyek többek között olyan élőhelyeken találhatók, mint a friss és sós víztestek.
tanulmányok szerint a Vorticella az ülő peritrich ciliates legnagyobb nemzetsége, több mint 100 azonosított fajjal. Az élőhelytől függően ez a faj az előcsarnokon keresztül számos élelmiszer-anyaggal táplálkozik, amely az élelmiszerek bejárati útvonalaként működik.
a táplálékláncon kívül számos fontos szerepet játszik a környezetben, amelyek az emberek javát szolgálják.
néhány faj ebbe a nembe tartoznak:
- V. campanula
- V. citrina
- V. marina
- V. communis
- V. striata
- V. utriculus
- V. sphaerica
osztályozás
a Vorticella a csillós protozoonok nemzetsége, amelyet a következők szerint osztályoznak:
- Királyság: Chromalveolata
- törzs: Cilophora
- Superphylum: Alveolata
- osztály: Oligohymenophorea
- alosztály: Peritrichia
- rendelés: sessilida
- család: Vorticellidae
szaporodás és életciklus
mint sok más Infusoria (apró vízi élőlények, mint például a protozoonok) osztódás (bináris hasadás) a szervezetek két (vagy néha több) leánysejtre kimutatták, hogy az egyik eszköze a szaporodás Vorticella.
mielőtt az organizmusok osztódása megkezdődik, a szervezet teste lerövidül, ahogy növekszik a szélessége. Ezt követi a mag felosztása, ahol a makronukleusz amitotikusan oszlik meg, míg a mikronukleusz mitotikusan oszlik meg. Ezt az organizmusok összehúzódása kíséri, amelyek végül két vagy több organizmusra osztották a szervezetet.
míg az anyaszervezet két vagy több Vorticellát alkot, érdemes megjegyezni, hogy az új organizmusok közül csak az egyik tartja meg az eredeti szárat. Ez lehetővé teszi a másik számára, hogy új csillókat (ideiglenes csillókat) alakítson ki, végül pedig egy új szárat, amelyen keresztül egy másik szubsztrátumhoz vagy felülethez kapcsolódhat.
Az ilyen Peritrichia, mint a Vorticella bináris hasadása egyedülállónak bizonyult a többi csillóhoz képest, mivel gyakran egyenlőtlen és hosszanti (mivel a szervezet orális-aborális tengelye mentén fut).
a longitudinális bináris hasadás Diagrammatikus ábrázolása:
ebben a diagrammatikus ábrázolásban meg lehet határozni az organizmusok egyes részeit, beleértve: a perisztómát, a mikronukleuszt, a macronucleust, a kontraktilis vakuolát, az aboralis csillókat, valamint a longitudinális barázdát.
amint a bináris hasadás megkezdődik, a perisztóma először bezáródik, amikor a szervezet teste (harang) lerövidül és növekszik (keresztirányú megnyúlás). A kontraktilis pulzál az osztódás során, miközben a macronucleus lerövidül és kondenzálódik (ahogy a sejt közepén keresztirányban mozog).
ahogy az osztódás folytatódik, a szűkület a sejt elülső végén kezdődik, és fokozatosan felosztja a sejtet hosszában (a perisztómától a szár felé). Ez végül két egyenlőtlen részre osztotta a szervezetet (az egyik leánysejt kisebb volt).
míg a nagyobb sejt megtartja a szárat, amellyel a felülethez rögzíthető, a kisebbiknél nincs szár, de hátsó részén aborális csillók alakulnak ki. Összehasonlítva a nagyobb sejt egy szár, a kisebb sejt válik hengeres alakú, és ismert, mint egy teletroch.
az aporalis csillót használva a sejt elúszik, és az aporalis végén lévő scopulán keresztül egy felülethez kapcsolódik. A scopula felelős azért is, hogy új szárat állítson elő a leánysejt számára, amely lehetővé teszi a szervezet számára, hogy a felülethez kapcsolódjon. Idővel a hengeres alak harang alakúvá alakul, amikor a szervezet érlelődik.
* Ez a felosztás általában 20-30 percet vesz igénybe.
nemi szaporodás/konjugáció
a bináris hasadáson kívül a vorticella konjugáción (nemi szaporodáson) keresztül is reprodukálódik.
Ez két fő fázisra oszlik, amelyek a következők:
mikro-és makro konjugánsok kialakulása
Ez a fázis egy bináris hasadási folyamatot foglal magában, amely nagyobb és kisebb sejtet (egyenlőtlen sejteket) hoz létre. Itt a kisebb sejtet (amely bizonyos esetekben egynél több is lehet) mikro-konjugánsnak nevezik.
Az ebben a fázisban előállított mikro-konjugánsok hátsó csillókat fejlesztenek ki, és miután leváltak a másik nagyobb sejtről, úsznak és más felületekhez kapcsolódnak. Az ivartalan szaporodás révén előállított telotrochokhoz képest a mikro-konjugánsok kisebb méretűnek bizonyultak. Ezenkívül a mikro-konjugánsok nem fejlődnek (metamorfózis) felnőtt formákba, és nem alakulnak ki szár. 24 óra elteltével inkább elpusztulnak, mintsem encyst, mint néhány telotrochs érintési körülmények között.
ezenkívül a nagyobb sejtek, amelyek megtartották a szárat, nukleáris módosításokon mennek keresztül, és makro-konjugánsokká fejlődnek. Ebben az állapotban a makro-konjugánsok életképes mikro-konjugánsokkal szexuálisan szaporodhatnak.
fúzió
a nemi szaporodás második szakaszát általában a konjugánsok fúziójának nevezik. Ahogy a mikro-konjugánsok úsznak, érintkezhetnek a makro-konjugánsokkal, és a sejttest alsó részéhez kapcsolódhatnak a szár közelében; Ezt a kötődést követően a mikro-konjugánsok csillója leesik, majd a két konjugáns magjában bekövetkező változások következnek be.
míg mindkét konjugáns makronukleusa degenerálódik (és elnyeli a sejt citoplazmájában), a makrokonjugáns mikronukleusa osztódáson megy keresztül, amelynek eredményeként négy mikronukleusz alakul ki, míg a mikronjugánsé többször osztódik, így nyolc mikronukleusz keletkezik.
mindkét konjugánsban az összes mikronukleusz egytől eltekintve degenerálódik, így minden konjugánsnak egyetlen mikronukleusa van (a makro konjugáns női pronucleusa és a mikronukleusz hím pronucleusa).
a két konjugáns közötti fal ezután eltűnik, lehetővé téve a kettő egyesülését. Ezt követi a két pronucleus fúziója, ami egy zigóta mag (synkaryon) kialakulását eredményezi. A zigóta felosztása viszont hét macronucleust és egyetlen micronucleust eredményez.
a mikronukleusz egy másik osztódáson is átesik, hogy két mikronukleust képezzen, amelyeket a sejt felosztása után választanak el egymástól. Ennek eredményeként az egyik sejtben egy mikronukleusz és négy makronukleusz, a másikban három makronukleusz és egy mikronukleusz található.
az egyes sejtek és a mikronukleuszok is folytatódnak az osztódással, végül egy makro-és mikronukleusszal rendelkező sejteket hoznak létre.
ezeknek a felosztásoknak a végeredménye hét leánysejtet tartalmaz, amelyek metamorfózisuk során fokozatosan fejlődnek a szárak. Miután teljesen megérettek, folytathatják az életciklust.
túlélés kedvezőtlen körülmények között
azokban az esetekben, amikor a környező körülmények kedvezőtlennek bizonyulnak a Vorticella számára, néhány tanulmány kimutatta, hogy az organizmusok leválnak a szubsztrátumról és szabadon úsznak a kedvezőbb környezetbe. Szélsőséges kedvezőtlen körülmények esetén azonban ciszta képződik a védelem érdekében.
Ez a folyamat a perisztóma kivonásával kezdődik, majd az organizmusok labdává összehúzódnak. Ezután kiválasztódik egy zselatinos bevonat, amely végül megszilárdul és kapszulát képez. A kapszulázás körülveszi és védi az organizmusokat a szélsőséges környezeti feltételek időtartama alatt.
míg az organizmusok magja és kontraktilis vakuolája változatlan maradhat a ciszta kialakulásakor, ebben az időszakban a következők fordulhatnak elő:
** normális esetben, ha a körülmények javulnak, a cisztát a csontszövetben lévő eltörik, hogy felszabadítsa a szervezetet. Amint az organizmusok a kedvező környezetbe kerülnek, a kontraktilis vakuol fejlődik és lüktetni kezd.
amint a szervezet megnagyobbodik, a csillók aborális köre termelődik, hogy telotrochot képezzen. A szervezet ezután szabadon úszik, amíg egy szubsztrátumhoz nem kapcsolódik, ahol a szár végül a szervezet érésével fejlődik ki.
Habitat
Vorticella gyakran olyan víztestek, mint tavak, tavak, folyók és patakok többek között. Megtalálhatók azonban sós környezetben (sós vizek), valamint a vízi növényzetben is.
ezek a környezetek ideálisak, mivel ideális táplálékforrások. Mint említettük, a Vorticella általában a szárukon keresztül kapcsolódik a szubsztrátokhoz. Ennek eredményeként általában nem úsznak szabadon, hogy élelmet találjanak. Vízi környezetükben azonban könnyű élelmet szerezni a víz közvetlen környezetéből.
etetés
lényegében a Vorticella szuszpenziós adagoló. Itt érdemes megjegyezni, hogy a telotroch nagyrészt nem adagolók. Ebben a szakaszban (és kedvező körülmények között) elkezdik újra felszívni a szomatikus csillókat, amelyek biztosítják a szárszekrécióhoz és a metamorfózisokhoz szükséges energiát és anyagot.
amint az organizmusok érik és szárat alkotnak, egy szubsztrátumhoz kötődnek, és elkezdenek táplálkozni a környezetükben lévő anyagok széles skálájával. A perisztóma az a nyílás, amelyen keresztül az élelmiszer-anyagot fogyasztják. E szájszerű nyílás körül csillók vannak, amelyek fontos szerepet játszanak abban, hogy a környéken lévő élelmiszeranyagokat az elfogyasztandó orális horonyba söpörjék.
tekintettel arra, hogy nem mozognak/úsznak szabadon, a Vorticella nagymértékben függ a környezetükben szabadon mozgó anyagtól. Ide tartoznak más kisebb protozoonok, baktériumok és más apró szerves anyagok körülöttük.
* a perisztóma (szájszerű nyílás) az a nyílás is, amelyen keresztül a vorticella hulladékot bocsát ki a környezetbe.
szerkezet és jellemzők
fáziskontraszt mikroszkóp segítségével a hallgatók könnyen megfigyelhetik a Vorticella különböző részeit és szerkezetét.
a fáziskontraszt mikroszkóp használatának egyik legnagyobb előnye az a tény, hogy lelassítja a szervezet sűrű részeibe belépő fényt, ami viszont a mikroszkóp alatt egyes struktúrák megkülönböztetését okozza a kevésbé sűrű részekhez képest.
ennél is fontosabb, hogy ez a technika lehetővé teszi az élő szervezetek megfigyelését, ami lehetővé teszi az organizmusok megtekintését, miközben még életben vannak, ahogy a természetes környezetükben lennének.
* az eljárás egyszerűen magában foglalja a szervezet megszerzését a tó vizéből (vagy bármely más víztestből, ahol a Vorticella organizmus megtalálható), és megfigyeljük őket különböző nagyításokkal.
a vorticella képe fáziskontraszt mikroszkóp alatt:
a Vorticella egyik legkülönbözőbb jellemzője, hogy kúp alakú testük van (harang alakú). A fenti képen finom hajszerű szerkezetek láthatók a harang alakú organizmus felső részén. Ezeket a finom hajszerű struktúrákat csillóknak nevezik, és fontos szerepet játszanak abban, hogy az élelmiszer-anyagot a perisztómába söpörjék (széles nyílás, amelyet csillók vesznek körül).
a második képen látható egy karcsú szár a szervezet alján. Ez fontos szerepet játszik abban, hogy a szervezet egy szubsztrátumhoz kapcsolódik, amely lehetővé teszi a szervezet számára, hogy lebegjen és táplálkozzon a vízben lebegő élelmiszeranyagokkal. A nem elágazó szár megkülönbözteti a Vorticellát a többi csillótól.
az egyik másik jellemzője, hogy a szár myoneme-t tartalmaz, amely egy összehúzódó fibrill, amely lehetővé teszi a szár rövidülését és tekercselését stimulálás közben. Ezért a mikroszkóp alatt nézve megfigyelhető, hogy a szár rugóként feltekercselt.
Ez egy egyenes, rugószerű szár képe:
mérések
a Vorticella különböző fajainak mérete változó. A vorticella campanula esetében a harang alakú test körülbelül 157 mikron hosszú és 99 mikron széles. A szár viszont jelentősen változhat körülbelül 53 mikrontól egészen 4150 mikronig.
A Vorticella jelentősége
környezetükben a Vorticella fajok számos anyaggal és organizmussal táplálkoznak, beleértve más kisebb protozoonokat és baktériumokat is. Élelmiszer-rendszerükben ez fontos, mivel elősegíti ezen organizmusok populációjának ellenőrzését a környezetükben.
ez a faj bőséges a szennyvíztisztító rendszerekben, valamint a vízi gazdálkodási tavakban. Úszó adagolóként a Vorticella Fajok fontos szerepet játszanak az ilyen rendszerekben azáltal, hogy ezekben a környezetekben elfogyasztják és lebontják a szerves anyagokat.
a szennyvíztisztító rendszerekben segítenek a szerves anyagok lebontásában, ami így hozzájárul a szennyvíz kezeléséhez a rendszerbe beépített egyéb rendszerekkel együtt.
újabban ezeknek az organizmusoknak a mechanizmusát beépítik a mesterséges mérnöki rendszerekbe, hogy segítsék a különféle szerves anyagok lebontását.
visszatérés a Vorticella-ból a Protozoonokba
olvassa el a Protistákat
visszatérés az eukarióták főoldalára
lásd a csillókat a mikroszkóp alatt
visszatérés a Mikroszkópmesterhez haza
Ping Sun, John C. Clamp, Dapeng Xu, Bangqin Huang, Mann Kyoon Shin és Franziska Turner. (2018). A vorticella nemzetség its-alapú filogenetikai kerete: molekuláris és morfológiai rések megtalálása egy taxonómiailag nehéz csoportban.