Stentor: A Trumpet-Shaped Organism With Interesting Behavior
Linda Crampton ha una laurea con lode in biologia. Ha insegnato biologia, chimica e scienze alle scuole superiori e alle scuole medie.
Un predatore interessante
Lo Stentor è un organismo unicellulare che ha la forma di una tromba quando è esteso. È interessante da osservare, specialmente quando cattura la sua preda. L’organismo ha alcune caratteristiche impressionanti. I ricercatori hanno scoperto che lo Stentor roeselii sembra prendere decisioni relativamente complesse per evitare il danno. Può “cambiare idea” sul suo comportamento mentre uno stimolo pericoloso continua. Capire la biologia di questo processo potrebbe aiutarci a capire il comportamento delle nostre cellule.
Stentor si trova in stagni e altri corpi d’acqua ferma. È lungo tra uno e due millimetri e può essere visto ad occhio nudo. Una lente a mano fornisce una visione migliore. Un microscopio è necessario per vedere i dettagli della struttura e del comportamento dell’organismo. Se un microscopio è disponibile, guardare uno Stentor vivente può essere un’attività molto coinvolgente.
Terminologia: Ciliati, Protisti e Protozoi
Ciliati
Stentor è un membro del phylum Ciliophora. Gli organismi di questo phylum sono comunemente conosciuti come ciliati e vivono in ambienti acquatici. Sono unicellulari e portano strutture simili a peli chiamati cilia su almeno una parte del loro corpo. Le ciglia battono e muovono il fluido circostante. In alcuni organismi, muovono la cellula stessa. Anche se i ciliati sono di solito indicati come microrganismi e sono studiati dai microbiologi, Stentor è visibile senza un microscopio.
Protisti
Stentor, altri ciliati, e alcuni organismi aggiuntivi sono talvolta indicati come protisti. Protista è il nome di un regno biologico. Contiene organismi unicellulari o unicellulari-coloniali, tra cui Stentor, così come alcuni multicellulari Il sistema del regno è spesso usato per classificare gli organismi nelle scuole. Gli scienziati preferiscono usare il sistema cladistico di classificazione biologica.
Protozoi
I ciliati e alcuni altri organismi unicellulari sono talvolta chiamati protozoi. Questo è un vecchio termine che deriva dalle parole greche antiche proto (che significa prima) e zoa (che significa animale).
La parola “Stentor” è un nome di genere oltre che un nome comune. Esistono più specie nel genere. S. coeruleus è chiamato così per il pigmento blu-verde chiamato stentorina che contiene. S. roeselii è stato usato nel recente esperimento riguardante il comportamento dell’organismo di “cambiare idea”. S. polymorphus contiene alghe viventi.
Morfologia di Stentor
Stentor prende il nome da un araldo greco della guerra di Troia che è menzionato nell’Iliade di Omero. Nel racconto, Stentor aveva una voce forte come quella di cinquanta uomini. L’organismo vive in corpi d’acqua dolce come stagni, ruscelli lenti e laghi. Passa parte del suo tempo nuotando nell’acqua e il resto attaccato a oggetti sommersi come alghe e detriti.
Quando nuota, Stentor ha una forma ovale o a pera. Quando è attaccato a un oggetto e si nutre, ha una forma a tromba o a corno. È coperto da ciglia corte e pelose. Il bordo dell’apertura della tromba porta ciglia molto più lunghe. Queste battono, creando un vortice che attira la preda.
Stentor è attaccato al substrato da una regione leggermente espansa nota come holdfast. Ha la capacità di contrarsi in una palla quando è unito a un substrato. In alcuni individui, un rivestimento chiamato lorica circonda l’estremità holdfast della cellula. La lorica è mucillaginosa e contiene detriti e materiale espulso dallo Stentor.
Stentor ha organelli che si trovano in altri ciliati. Contiene due nuclei: un grande macronucleo e un piccolo micronucleo. Il macronucleo sembra una collana di perline. I vacuoli (sacche circondate da membrana) si formano secondo necessità. Il cibo ingerito entra in un vacuolo alimentare, dove gli enzimi lo digeriscono. Stentor ha anche un vacuolo contrattile, che assorbe l’acqua che entra nell’organismo e la espelle nell’ambiente esterno quando è pieno. L’acqua viene rilasciata attraverso un poro temporaneo nella membrana cellulare.
Vita di uno Stentor
Stentor può allungare il suo corpo ben oltre il substrato mentre si nutre. Mangia batteri, organismi unicellulari più avanzati e rotiferi. Anche i rotiferi sono creature interessanti. Sono multicellulari, ma sono più piccoli di molti unicellulari e molto più piccoli di uno Stentor.
Stentor polymorphus e poche altre specie contengono un’alga verde unicellulare chiamata Chlorella, che sopravvive nel ciliato e fa la fotosintesi. Stentor utilizza parte del cibo che le cellule algali producono. L’alga è protetta all’interno del ciliato e assorbe le sostanze di cui ha bisogno dal suo ospite.
Le specie di Stentor che sono state studiate si riproducono principalmente dividendosi a metà, un processo noto come fissione binaria. Si riproducono anche attaccandosi l’un l’altro e scambiando materiale genetico, che è noto come coniugazione.
Il video qui sotto è interessante e vale la pena guardare. Come dice uno dei creatori in un commento su YouTube, tuttavia, il commento contiene un errore. I tardigradi hanno otto gambe, non sei.
Il codice genetico
I ricercatori stanno scoprendo che Stentor ha molteplici caratteristiche di particolare interesse. Tre di queste caratteristiche sono il suo codice genetico, la sua capacità di rigenerarsi e la poliploidia nel suo macronucleo.
Stentor usa principalmente il codice genetico standard, che noi usiamo. Altri ciliati il cui genoma è stato studiato hanno un codice non standard. Il codice genetico determina molte delle caratteristiche di un organismo. È creato dall’ordine di sostanze chimiche specifiche nell’acido nucleico (DNA e RNA) di una cellula. Le sostanze chimiche sono chiamate basi azotate e sono spesso rappresentate dalla loro lettera iniziale.
Ogni sequenza di tre basi azotate ha un significato particolare, ed è per questo che il codice viene chiamato codice a tripletta. La sequenza è nota come codone. Molti codoni contengono istruzioni relative alla fabbricazione di polipeptidi, che sono le catene di amminoacidi usate per fare molecole proteiche.
Nel codice genetico standard, UAA e UAG sono chiamati codoni di stop perché segnalano la fine di un polipeptide. (U rappresenta una base azotata chiamata uracile, A rappresenta l’adenina e G rappresenta la guanina). I codoni di stop “dicono” alla cellula di smettere di aggiungere aminoacidi al polipeptide che viene prodotto e che la catena è stata completata. UAA e UAG sono codoni di stop in noi e in Stentor coeruleus. Nella maggior parte dei ciliati, i codoni dicono alla cellula di aggiungere un aminoacido chiamato glutammina al polipeptide che viene prodotto invece di segnalare la fine della catena.
Anche piccoli frammenti (di Stentor), 1/64 della dimensione della cellula originale, sono in grado di rigenerarsi in una cellula piccola ma di proporzioni normali, e poi crescere fino alla dimensione completa.
– Athena Lin et al, Journal of Visualized Experiments
Rigenerazione e poliploidia
Stentor è noto per la sua incredibile capacità di rigenerarsi. Se il suo corpo viene tagliato in molti piccoli pezzi (ovunque da 64 a 100 segmenti, secondo diverse fonti), ogni pezzo può produrre un intero Stentor. Il pezzo deve contenere una parte del macronucleo e della membrana cellulare per potersi rigenerare. Questa non è una condizione così improbabile come può sembrare. Il macronucleo si estende per tutta la lunghezza della cellula e una membrana copre l’intera cellula.
Il macronucleo mostra poliploidia. Il termine “ploidia” indica il numero di serie di cromosomi in una cellula. Le cellule umane sono diploidi perché hanno due serie. Ognuno dei nostri cromosomi contiene un partner che porta i geni per le stesse caratteristiche. Il macronucleo dello Stentor contiene così tante copie di cromosomi o segmenti di cromosomi (decine di migliaia o più, secondo vari ricercatori) che è altamente probabile che un piccolo pezzo contenga le informazioni genetiche necessarie per creare un nuovo individuo.
Gli scienziati hanno anche osservato che lo Stentor ha una straordinaria capacità di riparare i danni alla membrana cellulare. L’organismo sopravvive a ferite che molto probabilmente ucciderebbero altri ciliati e organismi unicellulari. La membrana cellulare viene spesso riparata e la vita sembra continuare normalmente per uno Stentor ferito, anche quando ha perso parte del suo contenuto interno a causa di una ferita.
Modifica della risposta ad uno stimolo
Lo Stentor consiste di una sola cellula, quindi molte persone probabilmente hanno l’impressione che il suo comportamento debba essere molto semplice. Ci sono due problemi con questo presupposto. Uno è che i ricercatori stanno scoprendo che l’attività delle cellule – inclusa la nostra – è tutt’altro che semplice. Il secondo è che gli scienziati della Harvard Medical School hanno scoperto che almeno una specie di Stentor può cambiare il suo comportamento in base alle circostanze.
La ricerca di Harvard si basa su un esperimento eseguito nel 1906 da uno scienziato chiamato Herbert Spencer Jennings. Lo Stentor roeselii era (presumibilmente) il soggetto del suo esperimento. Jennings aggiunse polvere di carminio all’acqua attraverso le aperture a forma di tromba del ciliato. Il carminio è un colorante rosso. La polvere era irritante.
Lo scienziato notò che all’inizio Stentor piegava il suo corpo per evitare la polvere. Se la polvere continuava ad apparire, il ciliato invertiva la direzione del suo movimento ciliare, che normalmente avrebbe spinto la polvere lontano dal suo corpo. Se questa azione non ha funzionato, ha contratto il suo corpo nel suo holdfast. Se questo non riusciva a proteggerlo dall’irritante, staccava il suo corpo dal substrato e nuotava via.
I risultati dell’esperimento attirarono l’attenzione di altri scienziati. Un tentativo del 1967 di ripetere l’esperimento non riuscì però a replicare le scoperte. Il lavoro di Jennings fu screditato e ignorato. Recentemente, uno scienziato di Harvard si è interessato all’esperimento e al fatto che i suoi risultati sono stati confutati. Dopo aver indagato la situazione, ha scoperto che l’esperimento del 1967 aveva usato Stentor coeruleus, non Stentor roeselii, perché i ricercatori non riuscivano a trovare quest’ultima specie. Le due specie hanno un comportamento leggermente diverso.
I ricercatori di Harvard hanno provato a usare la polvere di carminio come irritante per S. roeselii, ma non hanno visto molta risposta. Hanno scoperto che le microsfere di plastica erano un irritante, tuttavia. Sono stati in grado di replicare tutte le osservazioni di Jennings utilizzando le perline. Hanno anche fatto alcune nuove scoperte.
Prima fanno le cose semplici, ma se continui a stimolare, “decidono” di provare qualcos’altro. S. roeselii non ha cervello, ma sembra esserci qualche meccanismo che, in effetti, gli permette di ‘cambiare idea’ quando sente che l’irritazione è andata avanti troppo a lungo.
– Jeremy Gunawardena, Harvard Medical School
Comportamento affascinante
I ricercatori di Harvard hanno scoperto che alcuni individui avevano una serie di comportamenti leggermente diversi dagli altri e in alcuni non si osservava una sequenza ordinata, ma in generale si osservava una chiara sequenza di comportamenti in risposta alla continua presenza dell’irritazione.
Il più delle volte, i singoli Stentors prima si piegavano lontano dallo stimolo e invertivano la direzione delle loro ciglia. Questi comportamenti venivano spesso eseguiti simultaneamente. Mentre l’irritazione continuava, gli stentori si contraevano e poi in alcuni casi si staccavano dal substrato e nuotavano via.
Si potrebbe chiedere perché gli scienziati di una scuola medica sono interessati al comportamento di un ciliato. Credono che il comportamento mostrato da Stentor potrebbe applicarsi allo sviluppo di un embrione umano, al comportamento del nostro sistema immunitario e persino al cancro.
Nessuno sta suggerendo che Stentor abbia una mente, nonostante l’uso della frase “cambiare idea”. Tuttavia, la scoperta della sua reazione a uno stimolo dannoso e il suo comportamento più autonomo rispetto a quello di altre cellule potrebbe essere importante per quanto riguarda la nostra biologia. Come dicono i ricercatori nel secondo articolo di riferimento qui sotto, Stentor sfida le nostre ipotesi su ciò che una cellula può o non può fare.
Studiare Stentor
Stentor non è stato studiato così bene come altri ciliati, anche se questo potrebbe cambiare. Fino a poco tempo fa, i ricercatori non erano in grado di creare una grande popolazione dell’organismo in cattività, anche tramite fissione binaria. Il ciliato ha anche una bassa frequenza di accoppiamento, almeno in condizioni di cattività. La situazione sembra migliorare man mano che gli scienziati si stanno interessando a Stentor e stanno imparando di più sul suo comportamento e le sue esigenze.
I ricercatori che stanno studiando l’organismo hanno scoperto alcuni fatti intriganti, ma ci sono ancora molte domande senza risposta sulla sua vita. Sarà molto interessante scoprire se qualcuna delle nostre cellule si comporta in modo simile a Stentor. Lo studio della sua cellula può insegnarci di più sul ciliato e forse anche sulle nostre cellule.
- Morfologia di Ciliata da UCMP (University of California Museum of Paleontology)
- Informazioni su Stentor coeruleus da Current Biology
- Lo studio della rigenerazione in Stentor da Journal of Visualized Experiments/US National Library of Medicine
- Il genoma macronucleare in Stentor coeruleus da Current Biology
- Processo decisionale complesso in un organismo monocellulareorganismo cellulare dal servizio di notizie ScienceDaily
© 2020 Linda Crampton
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 22 giugno 2020:
Grazie, Umesh. Apprezzo la tua visita.
Umesh Chandra Bhatt da Kharghar, Navi Mumbai, India su 22 giugno 2020:
Articolo incredibile. Argomento unico. Nuove informazioni per me.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on March 30, 2020:
Come dico nell’articolo, Stentor si riproduce principalmente per fissione binaria ma mostra anche la coniugazione. La fissione binaria è un tipo di riproduzione asessuata e la coniugazione è un tipo di riproduzione sessuale. Descrivo l’importanza del macronucleo di Stentor nell’articolo. In generale, il macronucleo di un ciliato controlla lo sviluppo e il metabolismo e il micronucleo diventa attivo durante la riproduzione.
aidan fredette on March 26, 2020:
Lo stentor è asessuato o si riproduce sessualmente? Inoltre qual è il senso del macro e micro-nucleo
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on February 03, 2020:
La forma a tromba è interessante. Spero che i ricercatori scoprano presto di più su Stentor e la sua vita.
Suchismita Pradhan da India on February 03, 2020:
Non ho mai saputo di questo organismo prima di leggere il tuo articolo.Iam more fascinated towards trumpet like structure.I know amoeba but stentar is new to me.
Linda Crampton (author) from British Columbia, Canada on February 03, 2020:
Thanks for the visit, DreamerMeg. Un microscopio è uno strumento meraviglioso perché può rivelare così tante cose inaspettate. Penso che Stentor sia il membro più interessante del gruppo che hai menzionato, anche se mi piace osservare gli altri.
DreamerMeg da Irlanda del Nord il 03 febbraio 2020:
Mi piaceva guardare gli organismi nell’acqua dello stagno al microscopio. Come dici tu, sono affascinanti. Non ricordo di aver sentito parlare di Stentor prima, ancora più affascinante di ameba, euglena e paramecium!
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada su 26 gennaio 2020:
Ciao, Peggy. Penso che il microscopio sia uno strumento meraviglioso. È incredibile quello che si può vedere con esso, come dici tu. Grazie per la visita.
Peggy Woods da Houston, Texas il 26 gennaio 2020:
È incredibile quello che si può vedere con l’aiuto di un microscopio. Grazie per aver introdotto me e altri all’affascinante mondo degli stentor. Quel primo video in cui lo stentor è stato ferito e poi ha continuato a guarire da solo è stato interessante da vedere. Forse con ulteriori studi, gli scienziati scopriranno cose sugli stentor che possono aiutare gli esseri umani quando si feriscono o affrontano cose come il cancro. Grazie, Linda, per aver scritto di questo.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 24 gennaio 2020:
Grazie per la visita, Linda. Anch’io penso che siano organismi sorprendenti.
Linda Chechar da Arizona on January 24, 2020:
Sono organismi sorprendenti. Sono forme di tromba incredibilmente microscopiche.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 13, 2020:
Grazie, Eman. I minuscoli organismi sono interessanti da studiare.
Eman Abdallah Kamel da Egitto on January 13, 2020:
Un articolo molto interessante. È la prima volta che leggo dell’organismo Stentor.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 11, 2020:
Ciao, Nithya. Sono in attesa di nuove scoperte su Stentor. Sospetto che possa avere più cose da insegnarci.
Nithya Venkat da Dubai on January 11, 2020:
Un articolo interessante e informativo sullo Stentor. È incredibile come un organismo così semplice possa essere una fonte di ricerca dettagliata che può portare a scoperte che aiutano gli esseri umani.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 11, 2020:
Grazie per aver sollevato i punti interessanti, Mel. Apprezzo il tuo commento.
Mel Carriere da Snowbound and down in Northern Colorado on January 11, 2020:
Cos’è comunque una “mente”, se non un sofisticato fascio di neuroni? Penso che il comportamento dello Stentor indichi che noi esseri multicellulari, nonostante le nostre illusioni di grandezza, non siamo davvero così speciali. Grazie per avermi insegnato ancora una volta qualcosa che non sapevo.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 10 gennaio 2020:
Grazie mille, Liz. Anch’io penso che il mondo naturale sia incredibile!
Liz Westwood da UK on January 10, 2020:
Questo è un racconto affascinante. Mette in evidenza quanto sia incredibile il mondo naturale e attira l’attenzione su un piccolo organismo che potremmo facilmente trascurare.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 09, 2020:
Ciao, Liza. Anch’io penso che sia un argomento eccitante. Un microscopio può rivelare un mondo nuovo e sorprendente! Grazie per il commento.
Liza dagli USA il 09 gennaio 2020:
Questo articolo è un argomento così emozionante, Linda. Penso che l’ultima volta che ho usato il microscopio quando ero in una classe di biologia al liceo. Scommetto che è stato affascinante vedere questo organismo al microscopio. Grazie per aver condiviso questo articolo sperimentale, Linda.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 08 gennaio 2020:
Ciao, Dora. Trovo tutte le cellule affascinanti, ma devo ammettere che trovo il comportamento di Stentor sorprendente. Grazie mille per la visita.
Dora Weithers dai Caraibi il 08 gennaio 2020:
La capacità rigenerativa dello stentor è molto intrigante. La capacità di “cambiare idea” è sbalorditiva. Grazie per questa interessante lezione su un’altra creatura di cui non avrei mai sentito parlare, se non fosse stato per le tue lezioni di scienze.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 08, 2020:
Ciao, Nell. Penso che il mondo microscopico sia molto interessante. Sembra che ci sia sempre qualcosa di nuovo da imparare sugli organismi che ci sono.
Nell Rose da Inghilterra on January 08, 2020:
Che affascinante. Non ho mai sentito parlare di Stentors prima. Sono sempre stupita da queste forme e da come vengono nominate. Roba interessante, grazie
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 07 gennaio 2020:
Ciao, Denise. Penso che tutti i ciliati siano interessanti. Guardarli al microscopio può essere affascinante!
Benedizione a te.
Denise McGill da Fresno CA on January 07, 2020:
Che informazioni. Sono stato introdotto al paramecio ma non ho mai sentito parlare degli stentori prima.
Blessings,
Denise
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 07, 2020:
Grazie per un così bel commento, Donna. Apprezzo molto la tua gentilezza!
Donna Rayne da Sparks, Nevada on January 07, 2020:
Linda, vorrei che ci fossero i pulsanti “mi piace” in modo da poter mettere “mi piace” a quello che la gente ti dice!
Sei un fantastico scrittore amico mio 🙂
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 07, 2020:
Grazie per il commento, Heidi. Spero che tu abbia un grande 2020!
Heidi Thorne da Chicago Area on January 07, 2020:
Lascia a te il compito di mostrarci, di nuovo, il mondo intorno a noi che non possiamo vedere. Continua a far arrivare le cose interessanti nel 2020. Buon anno!
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 07 gennaio 2020:
Ciao, Flourish. È un organismo sorprendente. Sembra aver sviluppato alcune caratteristiche avanzate e impressionanti nel tempo. Sarà interessante vedere se qualcuna delle nostre cellule ha caratteristiche che assomigliano a quelle di Stentor.
FlourishAnyway from USA on January 07, 2020:
Questo è piuttosto selvaggio, Linda. Mi ha colpito la rigenerazione quando l’hai tagliato in 64-100 piccoli pezzi, ma poi con la descrizione irritante che fa per avere una piccola “mente.”
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada su gennaio 07, 2020:
Grazie, Penny. Penso che Stentor sia un organismo affascinante.
Penny Leigh Sebring da Fort Collins on January 07, 2020:
Fascinante, soprattutto le reazioni più esagerate agli stimoli! Grazie per una lettura interessante!
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 07, 2020:
Grazie per aver sollevato alcuni punti interessanti, Manatita. La natura dell’esistenza è affascinante da considerare. Apprezzo la tua visita.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada on January 07, 2020:
Ciao, Pamela. Ho il sospetto che gli scienziati possano fare presto altre ricerche sul ciliato. Spero che lo facciano. Potrebbe avere alcune caratteristiche aggiuntive che potrebbero aiutarci.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 07 gennaio 2020:
Ciao, Bill. Gli stentori sono interessanti da osservare. Li ho visti anch’io e mi piace osservarli. Apprezzo il tuo commento, come sempre. Spero che tu abbia una buona settimana.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 07 gennaio 2020:
Grazie, Devika. Apprezzo molto il tuo commento.
Devika Primić da Dubrovnik, Croazia on January 07, 2020:
Fatti incredibili di una cella insolita. Trovo questo hub affascinante e informativo. In dettaglio e sai come condividere un hub ben studiato su diversi titoli. Il tuo lavoro mi stupisce e sorprende anche me.
Bill Holland da Olympia, WA il 07 gennaio 2020:
Li ho effettivamente visti. Finalmente ho avuto qualche conoscenza di prima mano di ciò che stavi parlando. lol Sai che amo sempre i tuoi articoli. Tienili in arrivo per favore.
Pamela Oglesby da Sunny Florida on January 07, 2020:
Rhw stentor è incredibile! Non ho mai sentito parlare dello stentor fino ad ora, ed è stato affascinante da guardare nei video. Grazie per tutte le grandi informazioni e sembra proprio che lo scienziato farà molte altre ricerche sullo stentor.
manatita44 da londra il 07 gennaio 2020:
Uno dei tuoi più profondi, ricchi, più studiosi. Non hanno la mente, no, ma hanno l’anima come tutti gli esseri senzienti e non, sono spinti a comportarsi in un modo particolare da ‘forze superiori’.
Sì, sarà bello saperne di più ma la vita è in movimento e sono sicuro che lo faremo, prima o poi.
I video sono attraenti e danno vita.
Linda Crampton (autore) da British Columbia, Canada il 06 gennaio 2020:
Grazie mille per la visita e per un commento così gentile. Donna!
Donna Rayne da Sparks, Nevada on January 06, 2020:
Wow! Affascinante e accattivante a dir poco. Hai fatto un grande lavoro nei tuoi studi e nell’insegnarci la parte mistica delle cellule che non conosciamo nemmeno e mi lascia a chiedermi come le nostre cellule lavorino insieme in modo altrettanto bello come lo Stentor!
Grande lavoro!
Donna Rayne