Fatti sull’Ameba

Fatti sull’Ameba

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Che cos’è l’Ameba?

L’ameba (plurale amebe/amoebae) è un gruppo di protisti primitivi. Tra la grande famiglia delle amebe, l’Amoeba proteus è probabilmente il membro più conosciuto – comune nelle aule e nei laboratori di ricerca.
Amoeba proteus è nota per il modo in cui si muove, un modo primitivo di strisciare – attraverso l’estensione e la ritrazione di “falsi piedi” (o pseudopodi) su vari substrati. Amoeba proteus non ha una forma fissa – cambia costantemente perché estende i suoi pseudopodi.
La capacità di muoversi con gli pseudopodi è la caratteristica comune della famiglia Amoeba, anche se alcune di esse hanno un aspetto molto diverso da Amoeba proteus.

L’Amoeba è una cellula?

Sì, l’Amoeba è un organismo unicellulare, cioè un’Amoeba consiste di una sola cellula gigante.
L’Amoeba appartiene alle cellule eucariotiche, il che significa che il loro materiale genetico (o DNA) è ben organizzato e racchiuso in una membrana formando un “nucleo”. In questo aspetto, l’Amoeba è più vicina ai nostri esseri umani (sono anche eucarioti) che ai batteri (procarioti).

La microanatomia dell’Amoeba: un’ameba ha un unico nucleo granulare, contenente la maggior parte del DNA dell’organismo.
L’ameba si muove e caccia estendendo gli pseudopodi.
Un vacuolo contrattile serve a mantenere l’equilibrio osmotico espellendo l’acqua in eccesso dalla cellula.
Diversi vacuoli alimentari sono utilizzati per digerire le particelle di cibo.
Il citoplasma può essere diviso in due parti: un endoplasma granulare interno e uno strato esterno di ectoplasma chiaro, entrambi racchiusi in una membrana plasmatica flessibile.
I cristalli sono rifiuti condensati prodotti dalla cellula.

Cosa c’è dentro i “falsi piedi” o “pseudopodi” delle amebe?

Uno pseudopiede è una proiezione temporanea simile a un braccio che si sviluppa nella direzione del movimento.
Quando l’Ameba allunga i suoi pseudopodi, i citoscheletri (come il sistema di scheletro delle cellule) all’interno della cellula si riorganizzano ed estrudono la membrana cellulare per cambiare la forma della cellula. Una volta che le punte degli pseudopodi aderiscono al substrato, il citoplasma della cellula fluisce per riempire lo spazio e l’intera cellula si muove in avanti.
Sotto il microscopio, si possono vedere i componenti (compresi nucleo e vacuoli) all’interno dell’Amoeba scorrere dolcemente come in un gel mentre si muove. Questa forma di movimento per estensione del citoplasma è chiamata “movimento ameboide”.

Movimento ameboide: un’ameba si muove allungando i suoi pseudopodi.
Sotto la membrana plasmatica degli pseudopodi, ci sono organizzati citoscheletri che generano la forza per guidare il cambiamento della forma della cellula.

Oltre a usare gli pseudopodi per muoversi, le amebe li usano anche per inghiottire particelle di cibo.
Gli pseudopodi non sono un’esclusiva delle amebe. Infatti, la maggior parte delle cellule eucariotiche possono cambiare la loro forma muovendo i loro citoscheletri. Per esempio, i globuli bianchi del nostro sistema immunitario possono pattugliare e predare i batteri invasi tramite pseudopodi.

Come mangia l’Amoeba proteus?

Amoeba proteus inghiotte la sua preda con un processo chiamato “fagocitosi”. Mentre l’ameba si muove verso la sua preda, i suoi pseudopodi raggiungono, circondano e inghiottono il cibo all’interno della membrana cellulare di Amoeba proteus formando un vacuolo alimentare. Poi gli enzimi digestivi vengono rilasciati nel vacuolo per scomporre il cibo in piccole molecole nutritive che l’Amoeba proteus può utilizzare.

Fagocitosi di Amoeba.
Gli pseudopodi prima circondano e portano la particella di cibo vicino all’Amoeba. Poi una parte della membrana cellulare si apre per permettere alla particella di muoversi all’interno della cellula e in un vacuolo alimentare dove viene digerita dagli enzimi.

Qual è il cibo preferito di Amoeba proteus?

Amoeba proteus è un predatore di batteri, protozoi e alghe. Può mangiare quasi tutti i nutrienti organici nella sua dimora. Il paramecio è probabilmente la preda più famosa per Amoeba proteus. Guarda il video di Amoeba a caccia di parameci!

Dimmi di più sui segreti di Amoeba proteus!

Certo, l’Amoeba proteus è una creatura sorprendente sotto diversi aspetti.

Genoma estremamente grande

In primo luogo, Amoeba proteus è eucariota, il che significa che il suo materiale genetico (DNA) è racchiuso nel nucleo. Gli scienziati chiamano l’intero codice DNA di un particolare organismo il suo “genoma”. Indovina quanto è grande il genoma dell’Amoeba proteus? L’Amoeba proteus ha 290 miliardi di coppie di basi (una coppia di basi è uguale a un codice DNA), il che lo rende 100 volte più grande del genoma umano (3 miliardi)!!!
Uno dei più grandi genomi appartiene a una creatura molto piccola, Amoeba dubia, una cugina di Amoeba proteus, ha 670 miliardi di coppie di basi! Tuttavia, le grandi dimensioni del genoma non sono correlate al numero di geni.
Amoeba proteus ha un genoma così grande a causa di una replicazione estrema dello stesso set di geni (un classico esempio di poliploidia). Può avere più di 500 cromosomi in un solo nucleo. Gli esseri umani sono diploidi e abbiamo solo due copie degli stessi geni (o cromosomi).

Un confronto tra le dimensioni del genoma di diversi organismi.
Il pensiero iniziale riteneva che la dimensione del genoma dovesse essere direttamente correlata alla complessità degli organismi. Tuttavia, questo non è vero. Alcuni organismi più semplici possono avere dimensioni del genoma ancora più grandi delle specie ai livelli più alti dell’albero dell’evoluzione.
Per esempio, Amoeba proteus e Amoeba dubia hanno un genoma molto più grande di quello degli esseri umani.
Nota: le dimensioni del genoma di Amoeba dubia (chiamata anche Polychaos dubium) e Amoeba proteus sono state misurate con metodi del 1960 che analizzavano l’intera cellula piuttosto che i singoli nuclei. Il risultato potrebbe essere confuso includendo i contributi del DNA mitocondriale, possibili nuclei multipli e tutto ciò che l’ameba ha ingerito di recente.

Vacuolo contrattile – organello unico

La seconda caratteristica dell’Amoeba proteus è il suo sistema di pompaggio incorporato all’interno della cellula, chiamato “vacuolo contrattile”. Il vacuolo contrattile è una bolla d’acqua all’interno del citoplasma di Amoeba proteus. La sua funzione è quella di regolare il contenuto di acqua della cellula. Poiché Amoeba proteus è un organismo unicellulare, le molecole d’acqua possono fluire liberamente dentro o fuori attraverso la membrana cellulare semipermeabile tramite osmosi.
Quando Amoeba proteus si sposta in un luogo con meno ioni (potrebbe essere minerali), l’ambiente diventa ipotonico per la cellula. Questo significa che più molecole d’acqua si sposteranno nella cellula di Amoeba proteus per raggiungere un equilibrio. Quando questo accade, i vacuoli contrattili possono immagazzinare l’acqua in più e aiutare a gettarla (insieme ai rifiuti) fuori dalla cellula.
Senza i vacuoli contrattili, l’ameba può scoppiare. Indubbiamente, è un organello molto importante con una funzione essenziale per l’ameba, così come per molti microrganismi d’acqua dolce.

Osmoreulation in Amoeba.
Il vacuolo contrattile è il regolatore chiave della pressione osmotica nell’ameba (anche in molti protisti monocellulari). Il vacuolo contrattile serve da serbatoio per immagazzinare l’acqua in eccesso all’interno delle cellule. Una volta che l’acqua è vicina al suo limite, il vacuolo contrattile si muove e si fonde con la membrana plasmatica per espellere l’acqua.

Molti microvilli sulla sua membrana cellulare

Il terzo segreto di Amoeba proteus è la sua membrana cellulare non è così liscia come si vede al microscopio ottico. Infatti, la faccia esterna della membrana ha molti microvilli attaccati ad essa (possono essere visti solo al microscopio elettronico). Questi microvilli possono aiutare l’Amoeba proteus ad attaccarsi e liberarsi dalla superficie del substrato.

Quanto è grande l’Amoeba proteus?

Amoeba proteus è un grande protozoo, e può crescere fino a 1 mm di lunghezza (dimensione media 250-750 µm). La dimensione varia in base alla quantità di cibo che ingerisce. Può quasi essere visto ad occhio nudo (ancora molto difficile a causa del suo corpo incolore e trasparente).

Dimensioni del più piccolo insetto e di due protozoi a confronto. (A) Megaphragma mymaripenne. (B) Paramecium caudatum. (C) Amoeba proteus. La barra della scala è di 200 μm. Megaphragma mymaripenne, una vespa parassita, è il più piccolo insetto volante conosciuto.

Quanto velocemente può muoversi l’Amoeba proteus?

L’Amoeba proteus può muoversi ad una velocità di 2-5 mm al minuto.

L’Amoeba proteus ha gli occhi?

No, Amoeba proteus non ha occhi (non dimenticare che è una singola cellula). Tuttavia, l’Amoeba proteus può percepire la luce e tende ad allontanarsi da essa. Una luce intensa può anche far cessare improvvisamente tutti i movimenti.
Gli scienziati hanno scoperto che l’Amoeba proteus può rispondere allo stimolo della luce a causa di reazioni nel suo plasmagel, il citoplasma simile a gel sulle punte degli pseudopodi. La luce rende il suo plasmagel più spesso e più rigido, e di conseguenza, più difficile da spostare.
Oltre alla luce, l’Amoeba proteus può anche percepire diversi stimoli, come le sostanze chimiche, la durezza, la temperatura e persino il campo elettrico!

Anche se l’ameba è solo un organismo unicellulare, può rispondere a vari cambiamenti ambientali.
(1) L’ameba evita la luce intensa. Inoltre non rimane nel buio completo a causa della mancanza di cibo. Amoeba preferisce in un ambiente poco luminoso come sotto l’ombra di piante acquatiche o rocce.
(2) L’Amoeba può percepire ed evitare alcune sostanze chimiche che sono tossiche.
(3) Amoeba non ama galleggiare. Se possibile, preferisce aderire alla superficie del substrato.
(4) L’ameba eviterà gli ostacoli e gli oggetti appuntiti mentre si muove.
(5) Quando gli scienziati mettono un’ameba in un campo elettrico, l’ameba tende a muoversi verso il catodo.
(6) All’ameba piace stare ad una temperatura intorno ai 25oC.

Come respira l’Amoeba proteus?

Perché l’Amoeba proteus è un organismo unicellulare, l’ossigeno e l’anidride carbonica possono diffondere liberamente dentro e fuori la sua membrana cellulare. Inoltre, altre sostanze (molecole solubili in acqua come il sale) possono essere trasportate attraverso la membrana per osmosi.

Come si riproduce l’Amoeba proteus?

La maggior parte del tempo, Amoeba proteus si riproduce asessualmente dividendo una cellula in due cellule, un processo chiamato “Fissione binaria”. Appena prima di riprodursi, Amoeba proteus ritrae la maggior parte dei suoi pseudopodi e si arrotonda in una palla.
Dopo aver replicato il suo materiale genetico (DNA) nel nucleo, il nucleo originale dell’Amoeba si divide per formare due nuclei figli attraverso il processo di Karyokinesis. In questo processo, le lunghe molecole di DNA si condensano in cromosomi (forma a bastoncino) per facilitare la separazione.
Dopo che il nucleo si è diviso in due, avviene il processo di Citochinesi in cui il citoplasma della cellula madre si stringe e si divide in due cellule figlie. Questo porta alla formazione delle due cellule figlie Amoebae, che hanno un nucleo e il proprio citoplasma cellulare e organelli. Di solito, l’intero processo può durare da 30 minuti a un’ora.

Due modi di riproduzione delle amebe: Fissione binaria e Fissione multipla.
La maggior parte del tempo, le amebe si riproducono per fissione binaria. Quando l’ambiente diventa duro, le amebe si adattano alla fissione multipla per aumentare la possibilità di sopravvivere.

C’è un altro modo raro per le amebe di riprodursi, chiamato Encystment o Fissione multipla.
Quando l’ameba sente che l’ambiente diventa sfavorevole (ad esempio, mancanza di nutrienti, troppo acido o troppa luce), ritira i suoi pseudopodi e rilascia un mantello protettivo (chiamato ciste) fatto di una sostanza simile alla chitina per coprire la sua membrana cellulare. Questa ciste è in grado di sopravvivere in condizioni molto più difficili. Allo stesso tempo, la mitosi si verifica molte volte all’interno della ciste, producendo più di due cellule figlie. Quando la parete della ciste si rompe (quando le condizioni diventano favorevoli), queste cellule figlie vengono rilasciate per diventare diverse nuove amebe.
Quando l’ambiente di vita diventa estremamente sfavorevole, le amebe si riproducono attraverso le spore. Questa riproduzione sessuale può creare una diversità genetica e aumentare la sua possibilità di sopravvivere in condizioni difficili.

Dove cercare Amoeba proteus?

Amoeba proteus ama stare sul fondo delle acque dolci pulite. Si trova a nutrirsi di sostanze in decomposizione sul fondo di corsi d’acqua dolce e stagni stagnanti. Puoi usare un contagocce per raccogliere i sedimenti del fondo per cercare Amoeba proteus.
Amoeba proteus può anche essere ordinata da aziende di forniture scientifiche ed è il classico esemplare usato in classe per dimostrare gli pseudopodi in azione.

Dove raccogliere le amebe? Ecco alcune foto di abitazioni dove ho recentemente avvistato Amoeba proteus.
(A-C) Le amebe amano nascondersi nei sedimenti del fondo (come le foglie) degli stagni di acqua chiara. (D-E) Ho usato la pinza per raccogliere alcune foglie in decomposizione e l’acqua con sedimenti nella mia fiala di campione. Lo porterò a casa per cercare amebe e altre forme di vita dello stagno sotto il mio microscopio.

Come trovare Amoeba proteus sotto un microscopio ottico?

Le amebe possono essere osservate direttamente al microscopio ottico senza macchie aggiuntive. Ci vuole pazienza per individuare le amebe al microscopio perché sono trasparenti (senza colore), si muovono lentamente e amano coprirsi sotto detriti o sedimenti di fondo.

Le amebe possono anche essere studiate tramite colorazione con coloranti per visualizzare gli organelli cellulari. Tuttavia, questo richiede i prodotti chimici e le attrezzature per fissare e montare le amebe morte. Se vuoi conoscere i dettagli, guarda questo link.

Un vetrino di Amoeba proteus colorato.

Cosa cercare al microscopio?

L’osservazione diretta dell’Amoeba proteus ha un vantaggio significativo perché l’Amoeba proteus è ancora viva e si muove attivamente quando viene vista al microscopio. Questo permette di vedere le proiezioni simili a dita (pseudopodi) allungarsi e accorciarsi quando l’ameba si muove o inghiotte particelle di cibo.

Altri organelli visibili al microscopio sono:

• Nucleo: Il nucleo si trova a circa 35 µm di diametro.
• Vacchino contrattile: La dimensione del vacuolo contrattile può variare da 20 a 100 µm. Tipicamente, sembra chiaro all’interno perché è in realtà una palla riempita d’acqua.
• Citoplasma: Il fluido interno che contiene tutti i tipi di organelli e minuscoli cristalli.
• Vacuolo alimentare: I vacuoli alimentari sono più piccoli del nucleo. È di circa 20 µm.

Il colore dei vacuoli alimentari all’interno delle amebe può anche indicare le fonti di nutrimento nell’abitazione. Per esempio, ho notato che le amebe raccolte nella tarda primavera contengono più particelle verdi (potrebbero essere alghe verdi) e le amebe dell’inizio della primavera sono più marroncine (diatomee marroni incise).

Esempi di fonti di cibo possono influenzare il colore dei vacuoli alimentari delle amebe.

A volte, si possono vedere le amebe in riposo e rimanere immobili con una forma ovale.
Se avete una macchina fotografica o un telefono cellulare montato sul vostro microscopio, le amebe che si muovono lentamente sono ottimi modelli per praticare le vostre abilità di microfotografia e video-making.

Ho visto delle particelle brillanti all’interno dell’Amoeba proteus. Che cos’è?

Un’altra caratteristica che si può facilmente osservare è l’abbondanza di inclusioni cristalline all’interno di Amoeba proteus. La maggior parte dei cristalli di Amoeba proteus hanno una forma bi-piramidale. Questi cristalli sono contenuti in vacuoli e composti da triureto, un prodotto di scarto dell’azoto. Altre specie di Amoeba hanno i loro cristalli in forme diverse, come sfere, fogli e persino cristalli a forma di croissant.
Ecco alcuni esempi di cristalli in diverse specie di Amebe.

Cristalli in diverse specie di Amebe.
Fonte: https://www.arcella.nl/inclusions/

Alcune grandi amebe hanno anche corpi di glicogeno per immagazzinare la loro riserva di nutrienti. Questi corpi di glicogeno sono sferoidi lucidi e variano in dimensione. Il glicogeno è una forma di zucchero e nel nostro corpo, immagazziniamo il glicogeno nel fegato e nei muscoli.
Quando l’ameba digerisce grandi quantità di diatomee, si possono anche vedere le goccioline di olio all’interno della cella dell’ameba. Questo perché alcune diatomee sono piccoli produttori di olio!
Alcune grandi amebe contengono batteri e piccole alghe verdi nel loro citoplasma. Questi organismi hanno una relazione simbiotica con il loro ospite e sono chiamati “endosimbionti”. Per esempio, le alghe verdi vivono all’interno possono fornire energia supplementare al loro ospite (l’ameba), rendendo l’ameba può vivere in ambienti poveri di nutrienti.

Anche altre amebe assomigliano ad Amoeba proteus?

La risposta è no. La famiglia delle Amebe comprende membri molto diversi con oltre 15.000 specie descritte. Anche se tutte condividono una caratteristica – il movimento tramite pseudopodi, possono essere totalmente diverse per forme e dimensioni.

Cugini di Amoeba proteus
(A) Pelomyxa è un genere di ameboidi giganti, di solito 500-800 μm ma occasionalmente fino a 5 mm di lunghezza. (B) Thecamoeba. Il corpo di Thecamoeba forma spesso una forma di cornucopia rugosa. (C) Vampyrella ha preso il suo nome dal modo in cui si nutre. La Vampyrella si attacca alle sue vittime (di solito alghe), fa un grande buco nella parete cellulare algale e succhia il protoplasto dell’alga. (Credit: Pelomyxa and Thecamoeba – eol.org ; Vampyrella – Sebastian Hess)

Le amebe possono essere divise in due grandi gruppi: ameboidi nudi (sottoclasse: Gymnamoebae) e ameboidi con guscio (sottoclasse: Testacea).
Queste amebe con corpi cellulari morbidi e simili a gel, come Amoeba proteus, Pelomyxa, Thecamoeba e Vampyrella, sono tutte ameboidi nude.
Sorprendentemente, alcune specie di amebe fanno gusci protettivi, chiamati “test”, intorno alle loro cellule. Alcune amebe sgusciate fanno i test interamente da sole e i materiali possono essere componenti organici, silicei (contenenti silice) o calcarei (contenenti carbonato di calcio) prodotti dalle amebe. Questi test sono chiamati test autogeni.
Alcune amebe sgusciate preparano i loro test raccogliendo particelle di sedimento intorno a loro e incollano insieme queste particelle minerali con ingredienti melmosi secreti dalle cellule. Questi test sono chiamati test xenogenici.

A sinistra: Guscio di Difflugia acuminata: il test xenogenico (lungo circa 300 µm) composto da particelle minerali incollate insieme con secrezioni dall’interno della cellula. (Credito: Deuterostome su wiki); A destra: La prova autogena (circa 100 µm di diametro) di Arcella discoides, costituita da placche organiche prodotte dalla cellula. (Credito: Frank Fox su wiki)

Queste amebe sgusciate possono essere raccolte con gli stessi metodi delle amebe nude. Tuttavia, poiché i test potrebbero facilmente rompersi, bisogna fare attenzione quando li si esamina al microscopio. Il peso del vetrino coprioggetti può far crollare i test delle amebe sgusciate. Usa i vetrini microscopici con una sola concava o aggiungi alcuni punti di vaselina sotto gli angoli del coprioggetti per fornire più spazio a queste creature.

Da dove viene il nome “Amoeba”?

Amoeba protegge il suo nome da due parole greche: “amoibe” che significa cambiamento e “proteus” che significa Dio del mare. Il significato greco descrive questo microbo come il Dio del mare Proteo che ha una forma che cambia costantemente.

Illustrazione di Proteo di Andrea Alciato da Il libro degli emblemi (1531)

Come viene classificata l’Ameba?

Le amebe appartengono al regno dei protisti (un protista è qualsiasi organismo eucariotico che non sia un animale, una pianta o un fungo). Tuttavia, in termini di classificazione, la posizione delle amebe proprio come la loro forma – cambia costantemente.
Nei primi tempi, quando la microscopia era l’unico modo per caratterizzare i microrganismi, le amebe erano classificate come Phylum Sarcodina con diverse altre specie come Heliozoa. Una volta introdotta la filogenetica molecolare (classificare una specie in base al suo materiale genetico), le amebe sono ora nel Phylum Amoebozoa. Dobbiamo comunque tenere a mente che la classificazione dei protisti è attualmente molto discussa.

Heliozoa è comunemente conosciuto come sole-animali. A me personalmente piace chiamarlo un microscopico “Uni” (riccio di mare in giapponese)!

Ho sentito che le amebe possono mangiare il cervello umano. È vero?

Purtroppo, è vero. Anche se la maggior parte delle amebe sono innocue per gli esseri umani, alcune rare specie possono essere parassite all’interno del corpo umano.
Naegleria fowleri, colloquialmente conosciuta come “ameba mangia-cervelli”, vive in stagni d’acqua dolce o ruscelli in aree geografiche calde. La Naegleria fowleri ha due flagelli (come code) in modo da poter nuotare nell’acqua. La maggior parte del tempo, la Naegleria fowleri è a vita libera e si nutre di batteri. In alcuni casi molto rari, la Naegleria fowleri può essere inalata attraverso il naso e viaggiare fino al cervello, causando una malattia mortale chiamata Naegleriasi.
In effetti, un caso di ameba mangia-cervello è stato confermato nella zona di Tampa, secondo il Dipartimento della salute della Florida il 6 luglio 2020. Notizie correlate si prega di visitare qui.

Naegleria fowleri (comunemente chiamata “ameba mangia-cervelli”) è un’ameba microscopica a vita libera. In una certa fase del suo ciclo vitale, la Naegleria fowleri può nuotare con due flagelli. (Fonte: CDC – https://www.cdc.gov/parasites/naegleria/)

Lo sapevi?

Amoeba Proteus, Euglena, Tardigrado, e Paramecium caudatum sono le creature della microvita più studiate nelle aule e nei laboratori.

Riferimento

DOGS – Database Of Genome Sizes: https://services.healthtech.dtu.dk/
Enciclopedia della Natura Monaco – Amoeba proteus di Giorgio Venturini e Mario Beltramini: https://www.monaconatureencyclopedia.com/amoeba-proteus/
Amoeba proteus – Un approfondimento sul protista Amoeba proteus: https://davidwangblog.wordpress.com/
Microbus: https://microscope-microscope.org/pond-water-critters-protozoan-guide/sarcodina/amoeba-proteus/
Microworld – Il mondo degli organismi ameboidi: https://www.arcella.nl/
“Le amebe sono più che semplici blob” di Wim van Egmond: http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/indexmag.html?http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artsep01/shelled.html
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Amoeba_proteus
“La natura della risposta alla luce in Amoeba proteus (Leidy)” di S. O. Mast. Pubblicato su Zeitschrift für vergleichende Physiologie volume 15, pagine139-147(1931)
“Amoeba: Protists Which Move and Feed Using Pseudopodia” di David J. Patterson.

Genome size:
http://www.genomenewsnetwork.org/articles/02_01/Sizing_genomes.shtml
https://ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-3-genetics/32-chromosomes/genome-size.html
http://book.bionumbers.org/how-big-are-genomes/