przegląd: co to jest Vorticella?

Vorticella jest pierwotniakiem (protist), który należy do kladu Ciliophora. Jako takie są eukariotycznymi ciliatami, które można znaleźć m.in. w takich siedliskach, jak zbiorniki wody słodkiej i słonej.

według badań „Vorticella” jest największym rodzajem perytricha z ponad 100 zidentyfikowanymi gatunkami. W zależności od siedliska, gatunek ten będzie żywił się szeregiem materiałów spożywczych przez przedsionek, który działa jako droga wejściowa dla pokarmu.

oprócz bycia częścią łańcucha pokarmowego, odgrywa również wiele ważnych ról w środowisku, które przynoszą korzyści ludziom.

niektóre gatunki z tego rodzaju obejmują:

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

Klasyfikacja

Vorticella to rodzaj ciliate protozoa, który jest klasyfikowany pod następującymi:

• Królestwo: Chromalveolata
• Filum: Cilophora
• Superphylum: Alveolata
• Klasa: Oligohymenophorea
• podklasa: Peritrichia
• /li>
• kolejność: sessilida
• rodzina: Vorticellidae

rozmnażanie i cykl życiowy

podobnie jak wiele innych Infusorii (małych organizmów wodnych, takich jak pierwotniaki) podział (binarne rozszczepienie) organizmów na dwie (lub czasami więcej) komórki potomne okazał się jednym ze sposobów rozmnażania Vorticella.

zanim rozpocznie się podział organizmów, ciało organizmu skraca się wraz ze wzrostem szerokości. Następnie następuje podział jądra, w którym makronukleus dzieli się amitotycznie, podczas gdy mikronukleus dzieli się mitotycznie. Towarzyszy temu zwężenie organizmów, które ostatecznie podzieliły organizm na dwa lub więcej organizmów.

podczas gdy organizm macierzysty dzieli się tworząc dwie lub więcej Vorticella, warto zauważyć, że tylko jeden z nowych organizmów zachowuje pierwotną łodygę. Pozostawia to inne rozwijać nowe rzęski (rzęski tymczasowe) i ostatecznie nową łodygę, przez które może dołączyć do innego podłoża lub powierzchni.

binarne rozszczepienie takich Peritrichia jak Vorticella okazało się unikalne w porównaniu z innymi ciliatkami, ponieważ często jest nierówne i podłużne (w tym, że biegnie wzdłuż osi oralno-aboralnej organizmu).

Schematyczne przedstawienie podłużnego rozszczepienia binarnego:

w tym schematycznym przedstawieniu można zidentyfikować niektóre części organizmów, w tym: perystom, mikrojądro, makronukleus, wakuol kurczliwy, rzęski aboralne, a także bruzdę podłużną.

gdy rozpoczyna się rozszczepienie binarne, perystom najpierw zamyka się, gdy ciało (dzwonek) organizmu skraca się i zwiększa szerokość (wydłużenie poprzeczne). Skurcz pulsuje podczas podziału, podczas gdy makronukleus skraca się i kondensuje (gdy porusza się w środku komórki poprzecznie).

gdy trwa podział, zwężenie zaczyna się na przednim końcu komórki i stopniowo dzieli komórkę na swoją długość (od perystomu do łodygi). To ostatecznie podzieliło organizm na dwie nierówne części (przy czym jedna z komórek potomnych była mniejsza).

podczas gdy większa komórka zachowuje łodygę, z którą może pozostać przymocowana do powierzchni, mniejsza nie ma łodygi, ale rozwija rzęski aboralne na jej tylnej powierzchni. W porównaniu do większej komórki o łodydze, mniejsza komórka staje się bardziej cylindryczna i jest znana jako teletroch.

za pomocą rzęsek aporalnych komórka odpływa i przyłącza się do powierzchni przez Skop na jej końcu aporalnym. Scopula jest również odpowiedzialna za produkcję nowej łodygi dla komórki potomnej, która pozwala organizmowi pozostać przyczepionym do powierzchni. Z czasem Cylindryczny kształt rozwija się w kształt dzwonu, gdy organizm dojrzewa.

* Ten podział trwa zwykle od 20 do 30 minut.

rozmnażanie płciowe/Koniugacja

oprócz rozszczepienia binarnego Wykazano również, że Vorticella rozmnaża się poprzez koniugację (rozmnażanie płciowe).

jest to podzielone na dwie główne fazy, które obejmują:

Tworzenie mikro i makro-koniugantów

faza ta obejmuje binarny proces rozszczepienia, który wytwarza większą i mniejszą komórkę (nierówne komórki). Tutaj mniejsza komórka (która może być więcej niż jedna w niektórych przypadkach) jest znana jako mikro-koniugant.

mikro-koniuganty wytwarzane w tej fazie rozwijają rzęski tylne i odłączają się od innych większych komórek, pływają i przyłączają się do innych powierzchni. W porównaniu z telotrochami wytwarzanymi w wyniku rozmnażania bezpłciowego, mikro-koniuganty okazały się mniejsze. Ponadto mikro-koniuganty nie rozwijają się (metamorfozy) w postaci dorosłej i nie rozwijają łodygi. Po 24 godzinach umierają, a nie encyst, jak to robią niektóre telotrochy podczas warunków dotykowych.

Co więcej, większe komórki, które zachowały łodygę, przechodzą modyfikacje jądrowe i rozwijają się w makro-koniuganty. W tym stanie makro-koniuganty mogą rozmnażać się płciowo z żywotnymi mikro-koniugantami.

fuzja

druga faza rozmnażania płciowego jest powszechnie określana jako fuzja koniugantów. Gdy mikro-koniuganty pływają, mogą wejść w kontakt z makro-koniugantami i dołączyć do dolnej części ciała komórki w pobliżu łodygi; Po tym przyłączeniu rzęski mikro koniugantów odpadają, a następnie następują zmiany w jądrze dwóch koniugantów.

podczas gdy makronukleia obu koniugantów degenerują się (i absorbują w cytoplazmie komórkowej) mikronukleus w koniugancie makro ulega podziałom, w wyniku których powstają cztery mikronukleie, podczas gdy mikronukleia koniuganta dzielą się kilka razy, tworząc osiem mikronuklei.

w obu koniugantach wszystkie mikrojądra oprócz jednego zdegenerowanego tak, że każdy koniugant ma jeden mikrojądro (żeński pronucleus koniuganta makro i męski pronucleus mikrojądra).

ściana między dwoma koniugantami znika, umożliwiając ich połączenie. Następnie następuje fuzja dwóch pronuklei, w wyniku której powstaje jądro zygoty (synkaryon). Podział zygota z kolei produkuje siedem makronuklei i jeden mikronukleus.

mikrojądro ulega również innemu podziałowi, tworząc dwa mikrojądra, które są oddzielone po podziale komórki. W wyniku tego jedna komórka z jednym mikrojądrem i czterema makronukleami, a druga z trzema makronukleami i jednym mikronukleusem.

poszczególne komórki i mikrojądra również kontynuują podział ostatecznie produkując komórki z jednym makro i mikro jądrem.

końcowy wynik tych podziałów obejmuje siedem komórek potomnych, które stopniowo rozwijają łodygi w miarę ich metamorfozy. Gdy są w pełni dojrzałe, mogą kontynuować cykl życia.

przetrwanie w niesprzyjających warunkach

w przypadkach, gdy warunki otoczenia okażą się niekorzystne dla Vorticella, niektóre badania wykazały, że organizmy odłączają się od podłoża i płyną swobodnie do korzystniejszego otoczenia. Jednak w przypadkach skrajnie niekorzystnych warunków tworzy się torbiel w celu ochrony.

proces ten rozpoczyna się od wycofania perystomu, po którym organizmy kurczą się w kulę. Następnie wydzielana jest żelatynowa powłoka, która ostatecznie krzepnie i tworzy kapsułkę. Hermetyzacja otacza i chroni organizmy w czasie ekstremalnych warunków środowiskowych.

podczas gdy jądro i wakuola skurczowa organizmów mogą pozostać takie same, gdy torbiel jest utworzona, w tym okresie mogą wystąpić następujące objawy:

• jądro może rozpadać się na kilka małych dysków
• koścista może również zacząć rozpadać się na kilka worków (z których niektóre mogą przebić się przez torbiel i swobodnie pływać)

** normalnie, gdy warunki ulegną poprawie, torbiel pęknie, aby uwolnić organizm. Po uwolnieniu organizmów do sprzyjającego otoczenia rozwija się wakuola kurczliwa i zaczyna pulsować.

w miarę powiększania się organizmu powstaje krąg rzęsek, który tworzy telotroch. Następnie organizm pływa swobodnie, dopóki nie przywiązuje się do podłoża, gdzie łodyga ostatecznie rozwija się w miarę dojrzewania organizmu.

siedliska

Vorticella często występują w takich zbiornikach wodnych jak m.in. stawy, jeziora, rzeki i strumienie. Można je jednak spotkać również w środowiskach zasolonych (słone wody), a także w roślinności wodnej.

środowiska te są idealne, biorąc pod uwagę, że są idealnym źródłem pożywienia. Jak wspomniano, Vorticella są zwykle przymocowane do substratów przez ich łodygi. W rezultacie zazwyczaj nie pływają swobodnie, aby znaleźć pożywienie. Jednak w ich środowisku wodnym łatwo jest uzyskać pokarm z najbliższego otoczenia w wodzie.

karmienie

zasadniczo Vorticella to podajniki zawiesinowe. Tutaj warto zauważyć, że w przeważającej części telotroch nie są podajnikami. Na tym etapie (i w sprzyjających warunkach) zaczynają wchłaniać rzęski somatyczne, które dostarczają energii i materiału potrzebnego do wydzielania łodyg i metamorfoz.

gdy organizmy dojrzeją i utworzą łodygę, przyłączają się do podłoża i zaczynają żerować na różnych materiałach w ich otoczeniu. Perystom jest otworem, przez który spożywany jest materiał spożywczy. Wokół tego otworu ustnego znajdują się rzęski, które odgrywają ważną rolę w zamiataniu materiału spożywczego w otoczeniu do rowka doustnego, który ma być spożywany.

biorąc pod uwagę, że nie poruszają się/pływają swobodnie, Vorticella będzie w dużej mierze zależeć od materiału poruszającego się swobodnie w ich środowisku dla pożywienia. Obejmuje to inne mniejsze pierwotniaki, bakterie i inne małe materiały organiczne wokół nich.

* peristom (otwór przypominający usta) jest również otworem, przez który Vorticella uwalnia odpady do środowiska.

struktura i charakterystyka

korzystając z mikroskopu kontrastu fazowego, uczniowie mogą łatwo obserwować różne części i struktury Vorticelli.

jedną z największych zalet stosowania mikroskopu kontrastu fazowego jest fakt, że spowalnia on światło wpadające do gęstych części organizmu, co z kolei powoduje, że niektóre struktury są wyraźne pod mikroskopem w porównaniu z częściami, które są mniej gęste.

co ważniejsze, technika ta pozwala na obserwację żywych organizmów, co umożliwia obserwację organizmów, gdy są one jeszcze żywe, tak jak byłyby w ich naturalnym środowisku.

* procedura polega po prostu na pozyskaniu organizmu z wody w stawie (lub z dowolnego innego zbiornika wodnego, w którym można znaleźć organizm Vorticella) i obserwowaniu ich pod różnymi powiększeniami.

Obraz Vorticelli pod mikroskopem kontrastu fazowego:

jedną z najbardziej wyraźnych cech Vorticelli jest to, że mają one stożkowaty korpus (dzwonkowaty). Na powyższym zdjęciu można zobaczyć cienkie struktury podobne do włosów w górnej części ciała w kształcie dzwonu. Te cienkie struktury podobne do włosów są znane jako rzęski i odgrywają ważną rolę zamiatania materiału spożywczego do perystomu (szeroki otwór otoczony rzęskami).

na drugim zdjęciu można zobaczyć smukłą łodygę u podstawy organizmu. Odgrywa to ważną rolę przytwierdzenia organizmu do podłoża umożliwiającego mu unoszenie się i karmienie pływającym materiałem pokarmowym w wodzie. Nierozgałęziająca się łodyga odróżnia Vorticellę od pozostałych ciliowatych.

jedną z jego innych cech jest to, że łodyga zawiera mioneme, który jest kurczliwym fibrilem, który umożliwia skracanie i zwijanie łodygi po stymulacji. Dlatego obserwując pod mikroskopem, można obserwować łodygę zwiniętą jak sprężyna.

jest to obraz prostej i sprężystej łodygi:

wymiary

różne gatunki Vorticella różnią się wielkością. W przypadku Vorticella campanula wykazano, że ciało w kształcie dzwonka mierzy około 157 mikronów długości i 99 mikronów szerokości. Z drugiej strony łodyga może się znacznie różnić od około 53 mikronów do nawet 4150 mikronów.

Znaczenie Vorticella

w swoim środowisku gatunki Vorticella żywią się wieloma materiałami i organizmami, w tym innymi mniejszymi pierwotniakami i bakteriami. W ich systemie pokarmowym jest to ważne, ponieważ pomaga kontrolować populację tych organizmów w ich środowisku.

gatunek ten występuje w systemach oczyszczania ścieków oraz stawach wodnych. Jako pływające podajniki, gatunki Vorticella odgrywają ważną rolę w takich systemach, pochłaniając i rozkładając materię organiczną w tych środowiskach.

w systemach oczyszczania ścieków pomagają w rozkładaniu materii organicznej, co przyczynia się do oczyszczania ścieków wraz z innymi systemami wbudowanymi w system.

ostatnio mechanizm tych organizmów jest włączany do systemów sztucznej inżynierii, aby pomóc w rozkładaniu różnych materii organicznej.

powrót z Vorticelli do pierwotniaków

przeczytaj o Protistach

powrót do strony głównej eukariotów

Zobacz Ciliaty pod mikroskopem

powrót do strony głównej MicroscopeMaster

Ping Sun, John C. Clamp, Dapeng Xu, Bangqin Huang, Mann Kyoon shin i Franziska Turner. (2018). An its-based filogenetic framework for the genus Vorticella: finding the molecular and morphological luki in a taxonomically difficult group.