Stentor: Un organism în formă de trompetă cu un comportament interesant

octombrie 7, 2021

admin 0 Comments Articles

Stentor: Un organism în formă de trompetă cu un comportament interesant

Linda Crampton are o diplomă cu onoruri în biologie. Ea a predat biologie, chimie și științe la liceu, precum și științe la gimnaziu.

Un compozit de fotografii Stentor roeselii

Bază de date cu imagini de la Protist, via Wikimedia Commons, licență de domeniu public

Un prădător interesant

Stentor este un organism unicelular care are forma unei trompete atunci când este întins. Este interesant de observat, mai ales atunci când își prinde prada. Organismul are câteva caracteristici impresionante. Cercetătorii au descoperit că Stentor roeselii pare să ia decizii relativ complexe în ceea ce privește evitarea răului. Acesta se poate „răzgândi” în privința comportamentului său pe măsură ce un stimul periculos continuă. Înțelegerea biologiei acestui proces ne-ar putea ajuta să înțelegem comportamentul celulelor noastre.

Stentor se găsește în iazuri și alte corpuri de apă liniștită. Are între unu și doi milimetri lungime și poate fi văzut cu ochiul liber. O lentilă de mână oferă o vedere mai bună. Este nevoie de un microscop pentru a vedea detalii despre structura și comportamentul organismului. Dacă este disponibil un microscop, observarea unui Stentor viu poate fi o activitate foarte captivantă.

Terminologie: Ciliate, protiști și protozoare

Ciliate

Stentor este un membru al phylum Ciliophora. Organismele din acest phylum sunt cunoscute în mod obișnuit sub numele de ciliate și trăiesc în medii acvatice. Ele sunt unicelulare și poartă structuri asemănătoare părului, numite cili, pe cel puțin o parte a corpului lor. Cilii bat și mișcă lichidul din jur. La unele organisme, ei mișcă însăși celula. Deși ciliatele sunt denumite de obicei microorganisme și sunt studiate de microbiologi, Stentor este vizibil fără microscop.

Protiști

Stentor, alte ciliate și unele organisme suplimentare sunt denumite uneori protiste. Protista este numele unui regn biologic. Acesta conține organisme unicelulare sau unicelulare-coloniale, inclusiv Stentor, precum și unele pluricelulare Sistemul regnului este adesea utilizat pentru a clasifica organismele în școli. Oamenii de știință preferă să folosească sistemul cladistic de clasificare biologică.

Protozoare

Ciliatele și unele alte organisme unicelulare sunt uneori denumite protozoare. Acesta este un termen vechi care provine din cuvintele grecești antice proto (care înseamnă primul) și zoa (care înseamnă animal).

Cuvântul „Stentor” este atât un nume de gen, cât și un nume comun. În cadrul genului există mai multe specii. S. coeruleus este denumit după pigmentul albastru-verzui numit stentorină pe care îl conține. S. roeselii a fost folosit în experimentul recent privind comportamentul de „schimbare a minții” al organismului. S. polymorphus conține alge vii.

Morfologia lui Stentor

Stentor a fost numit după un herald grec din Războiul Troian care este menționat în Iliada lui Homer. În poveste, Stentor avea o voce la fel de puternică ca a cincizeci de oameni. Organismul trăiește în corpuri de apă dulce, cum ar fi iazuri, cursuri de apă cu mișcare lentă și lacuri. Își petrece o parte din timp înotând prin apă, iar restul timpului atașat de obiecte scufundate, cum ar fi algele și resturile.

Când înoată, Stentor are o formă ovală sau de pară. Când este atașat de un obiect și se hrănește, are o formă de trompetă sau de corn. Este acoperit de cili scurți, asemănători cu părul. Marginea deschiderii trompetei poartă cili mult mai lungi. Aceștia bat, creând un vârtej care atrage prada.

Stentorul este atașat de substrat printr-o regiune ușor expandată cunoscută sub numele de holdfast. Are capacitatea de a se contracta într-o minge atunci când este alăturat unui substrat. La unii indivizi, un înveliș numit lorică înconjoară capătul holdfast al celulei. Lorica este mucilaginoasă și conține resturi și materiale excretate de Stentor.

Stentor are organite care se găsesc și la alți cilați. Conține doi nuclei – un macronucleu mare și un micronucleu mic. Macronucleul arată ca un colier de mărgele. Vacuolele (saci înconjurați de membrană) se formează la nevoie. Hrana ingerată intră într-un vacuol alimentar, unde este digerată de enzime. Stentor are, de asemenea, un vacuol contractil, care absoarbe apa care intră în organism și o expulzează în mediul exterior atunci când este plin. Apa este eliberată printr-un por temporar în membrana celulară.

Viața unui Stentor

Sentor își poate întinde corpul mult dincolo de substrat atunci când se hrănește. Mănâncă bacterii, organisme unicelulare mai avansate și rotifere. Rotiferele sunt, de asemenea, creaturi interesante. Sunt pluricelulare, dar sunt mai mici decât multe dintre cele unicelulare și mult mai mici decât un Stentor.

Stentor polymorphus și alte câteva specii conțin o algă verde unicelulară numită Chlorella, care supraviețuiește în ciliat și realizează fotosinteza. Stentor folosește o parte din hrana pe care o produc celulele algei. Alga este protejată în interiorul ciliatului și absoarbe substanțele de care are nevoie de la gazda sa.

Speciile de Stentor care au fost studiate se reproduc în principal prin împărțirea în două, un proces cunoscut sub numele de fisiune binară. Ele se reproduc, de asemenea, prin atașarea una de cealaltă și schimbul de material genetic, care este cunoscut sub numele de conjugare.

Video-ul de mai jos este interesant și merită vizionat. Cu toate acestea, după cum spune unul dintre creatori într-un comentariu de pe YouTube, comentariul conține o eroare. Tardigradele conțin opt picioare, nu șase.

Codul genetic

Cercetătorii descoperă că Stentor are mai multe caracteristici de interes special. Trei dintre aceste caracteristici sunt codul său genetic, capacitatea sa de a se regenera și poliploidia din macronucleul său.

Stentor utilizează în principal codul genetic standard, pe care îl folosim și noi. Alte ciliate al căror genom a fost studiat au un cod non-standard. Codul genetic determină multe dintre caracteristicile unui organism. Este creat prin ordinea unor substanțe chimice specifice din acidul nucleic (ADN și ARN) al unei celule. Substanțele chimice se numesc baze azotate și sunt adesea reprezentate prin litera lor inițială.

Care secvență de trei baze azotate are o semnificație specială, motiv pentru care codul este denumit cod de triplete. Secvența este cunoscută sub numele de codon. Mulți codoni conțin instrucțiuni legate de fabricarea polipeptidelor, care sunt lanțurile de aminoacizi folosite pentru fabricarea moleculelor de proteine.

În codul genetic standard, UAA și UAG sunt numiți codoni de oprire deoarece semnalează sfârșitul unei polipeptide. (U reprezintă o bază azotată numită uracil, A reprezintă adenina, iar G reprezintă guanina). Codonii de oprire „spun” celulei să nu mai adauge aminoacizi la polipeptidul în curs de fabricație și că lanțul a fost completat. UAA și UAG sunt codoni de oprire la noi și la Stentor coeruleus. La majoritatea ciliatelor, codonii îi spun celulei să adauge un aminoacid numit glutamină la polipeptidul în curs de producere, în loc să semnalizeze sfârșitul lanțului.

Inclusiv fragmente minuscule (de Stentor), de 1/64 din dimensiunea celulei originale, sunt capabile să se regenereze într-o celulă mică, dar cu proporții normale, și apoi să crească până la dimensiunea completă.

– Athena Lin et al, Journal of Visualized Experiments

Regenerare și poliploidie

Stentor este cunoscut pentru capacitatea sa uimitoare de a se regenera. Dacă corpul său este tăiat în multe bucăți mici (între 64 și 100 de segmente, în funcție de diferite surse), fiecare bucată poate produce un întreg Stentor. Pentru a se regenera, bucata trebuie să conțină o porțiune din macronucleu și membrana celulară. Aceasta nu este o condiție atât de improbabilă pe cât poate părea. Macronucleul se întinde pe toată lungimea celulei și o membrană acoperă întreaga celulă.

Macronucleul prezintă poliploidie. Termenul „ploidie” înseamnă numărul de seturi de cromozomi dintr-o celulă. Celulele umane sunt diploide, deoarece au două seturi. Fiecare dintre cromozomii noștri conține un partener care poartă gene pentru aceleași caracteristici. Macronucleul Stentor conține atât de multe copii de cromozomi sau segmente de cromozomi (zeci de mii sau mai mult, conform diverșilor cercetători) încât este foarte probabil ca o bucată mică să conțină informația genetică necesară pentru a crea un nou individ.

Cercetătorii au observat, de asemenea, că un Stentor are o capacitate uimitoare de a repara daunele aduse membranei celulare. Organismul supraviețuiește rănilor care cel mai probabil ar ucide alte ciliate și organisme unicelulare. Membrana celulară este adesea reparată și viața pare să continue normal pentru un Stentor rănit, chiar și atunci când acesta a pierdut o parte din conținutul său intern printr-o rană.

Schimbarea răspunsului la un stimul

Stentor este format dintr-o singură celulă, astfel încât mulți oameni au probabil impresia că comportamentul său trebuie să fie foarte simplu. Există două probleme cu această presupunere. Una este că cercetătorii descoperă că activitatea din celule – inclusiv a noastră – este departe de a fi simplă. A doua este că oamenii de știință de la Școala Medicală Harvard au descoperit că cel puțin o specie de Stentor își poate schimba comportamentul în funcție de circumstanțe.

Cercetarea de la Harvard s-a bazat pe un experiment realizat în 1906 de un om de știință pe nume Herbert Spencer Jennings. Stentor roeselii a fost (se presupune) subiectul experimentului său. Jennings a adăugat pulbere de carmin în apă prin deschiderile în formă de trompetă ale ciliatului. Carminul este un colorant roșu. Pulberea era un iritant.

Cercetătorul a observat că la început Stentor și-a îndoit corpul pentru a evita pulberea. Dacă pulberea a continuat să apară, ciliatul a inversat direcția mișcării ciliatelor sale, care în mod normal ar fi împins pulberea departe de corpul său. În cazul în care această acțiune nu a funcționat, și-a contractat corpul în reazemul său. Dacă acest lucru nu reușea să îl protejeze de iritant, își desprindea corpul de substrat și înota departe.

Rezultatele experimentului au atras atenția altor oameni de știință. Cu toate acestea, o încercare din 1967 de a repeta experimentul nu a reușit să reproducă descoperirile. Lucrarea lui Jennings a fost discreditată și ignorată. Recent, un om de știință de la Harvard a devenit interesat de experiment și de faptul că rezultatele sale au fost infirmate. După ce a investigat situația, el a descoperit că experimentul din 1967 folosise Stentor coeruleus, nu Stentor roeselii, deoarece cercetătorii nu au putut găsi cea din urmă specie. Cele două specii au un comportament ușor diferit.

Cercetătorii de la Harvard au încercat să folosească pudra de carmin ca iritant pentru S. roeselii, dar nu au observat prea multe reacții. Cu toate acestea, au descoperit că microsferele de plastic erau un iritant. Aceștia au reușit să reproducă toate observațiile lui Jennings folosind mărgelele. Ei au făcut, de asemenea, câteva descoperiri noi.

Încep prin a face lucrurile simple, dar dacă continuați să le stimulați, se „decid” să încerce altceva. S. roeselii nu are creier, dar se pare că există un mecanism care, de fapt, îi permite să se ‘răzgândească’ odată ce simte că iritarea a durat prea mult.

– Jeremy Gunawardena, Harvard Medical School

Comportament fascinant

Cercetătorii de la Harvard au descoperit că unii indivizi au avut un set de comportamente ușor diferit de ceilalți și la câțiva nu a fost observată o secvență ordonată, dar, în general, a fost observată o secvență clară de comportamente ca răspuns la prezența continuă a iritației.

În cea mai mare parte a timpului, indivizii Stentori s-au aplecat mai întâi în direcția opusă stimulului și au inversat direcția ciliilor lor. Aceste comportamente au fost adesea efectuate simultan. Pe măsură ce iritarea a continuat, Stentorii s-au contractat și apoi, în unele cazuri, s-au desprins de substrat și au înotat.

S-ar putea să ne întrebăm de ce oamenii de știință de la o școală de medicină sunt interesați de comportamentul unui ciliat. Ei cred că comportamentul arătat de Stentor s-ar putea aplica la dezvoltarea unui embrion uman, la comportamentul sistemului nostru imunitar și chiar la cancer.

Nimeni nu sugerează că Stentor are o minte, în ciuda folosirii expresiei „își schimbă mintea”. Cu toate acestea, descoperirea reacției sale la un stimul nociv și a comportamentului său mai autonom în comparație cu cel al altor celule ar putea fi importantă în ceea ce privește biologia noastră. Așa cum spun cercetătorii din cel de-al doilea articol la care se face referire mai jos, Stentor sfidează presupunerile noastre cu privire la ceea ce poate sau nu poate face o celulă.

Stentor coeruleus și macronucleul său

Flupke59, via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0 license

Studierea Stentor

Stentor nu a fost la fel de bine studiat ca și alte ciliate, deși acest lucru ar putea fi pe cale să se schimbe. Până de curând, cercetătorii nu au reușit să creeze o populație mare a acestui organism în captivitate, nici măcar prin fisiune binară. De asemenea, ciliatul are o frecvență scăzută de împerechere, cel puțin în condiții de captivitate. Situația pare să se îmbunătățească pe măsură ce oamenii de știință încep să se intereseze de Stentor și află mai multe despre comportamentul și cerințele sale.

Cercetătorii care studiază organismul au descoperit unele fapte intrigante, dar există încă multe întrebări fără răspuns despre viața sa. Va fi foarte interesant să descoperim dacă vreuna dintre celulele noastre se comportă în moduri similare cu Stentor. Studierea celulei sale ne-ar putea învăța mai multe despre ciliat și, poate, și despre celulele noastre.

Morfologia ciliatelor de la UCMP (Muzeul de Paleontologie al Universității din California)
Stentor coeruleus informații din Current Biology
Studiul regenerării în Stentor din Journal of Visualized Experiments/US National Library of Medicine
The macronuclear genome in Stentor coeruleus din Current Biology
Complex decision making in a single-cell organism din serviciul de știri ScienceDaily

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 22 iunie 2020:

Mulțumesc, Umesh. Apreciez vizita ta.

Umesh Chandra Bhatt din Kharghar, Navi Mumbai, India la 22 iunie 2020:

Un articol uimitor. Subiect unic. Informații noi pentru mine.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 30 martie 2020:

Cum spun în articol, Stentor se reproduce în principal prin fisiune binară, dar prezintă și conjugare. Fisiunea binară este un tip de reproducere asexuată, iar conjugarea este un tip de reproducere sexuată. În articol am descris importanța macronucleului Stentor. În general, macronucleul unui ciliat controlează dezvoltarea și metabolismul, iar micronucleul devine activ în timpul reproducerii.

aidan fredette on March 26, 2020:

Stentor este A-sexual sau se reproduce sexual? De asemenea, care este rostul macro și micro-nucleului

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 03 februarie 2020:

Forma de trompetă este interesantă. Sper ca cercetătorii să descopere în curând mai multe despre Stentor și viața sa.

Suchismita Pradhan din India la 03 februarie 2020:

Nu am știut niciodată despre acest organism înainte de a citi articolul dvs. mulțumesc pentru prezentare.Iam mai fascinat față de structura asemănătoare trompetei. știu amoeba, dar stentarul este nou pentru mine.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 03 februarie 2020:

Mulțumesc pentru vizită, DreamerMeg. Un microscop este un instrument minunat pentru că poate dezvălui atât de multe lucruri neașteptate. Și eu cred că Stentor este cel mai interesant membru al grupului pe care l-ai menționat, deși îmi place să le observ și pe celelalte.

DreamerMeg din Irlanda de Nord, 03 februarie 2020:

Îmi plăcea să privesc la microscop organismele din apa iazului. După cum spui, sunt fascinante. Nu-mi amintesc să fi auzit până acum de Stentor, chiar mai fascinant decât amoeba, euglena și paramecium!

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 26 ianuarie 2020:

Bună, Peggy. Cred că microscopul este un instrument minunat. Este uimitor ce se poate vedea cu el, așa cum spui tu. Mulțumesc pentru vizită.

Peggy Woods din Houston, Texas pe 26 ianuarie 2020:

Este uimitor ce se poate vedea cu ajutorul unui microscop. Vă mulțumim că m-ați introdus pe mine și pe alții în lumea fascinantă a stenturilor. Acel prim videoclip în care stentorul a fost rănit și apoi a continuat să se vindece singur a fost interesant de vizionat. Poate că, cu mai multe studii, oamenii de știință vor descoperi lucruri despre stentori care pot ajuta oamenii atunci când sunt răniți sau se confruntă cu lucruri precum cancerul. Mulțumesc, Linda, pentru că ai scris despre asta.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 24 ianuarie 2020:

Mulțumesc pentru vizită, Linda. Și eu cred că sunt organisme uimitoare.

Linda Chechar din Arizona la 24 ianuarie 2020:

Este vorba de organisme uimitoare. Au forme de trompetă incredibil de microscopice.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 13 ianuarie 2020:

Mulțumesc, Eman. Organismele minuscule sunt interesante de investigat.

Eman Abdallah Kamel din Egipt la 13 ianuarie 2020:

Un articol foarte interesant. Este prima dată când citesc despre organismul Stentor.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 11 ianuarie 2020:

Hi, Nithya. Aștept cu nerăbdare noi descoperiri despre Stentor. Bănuiesc că ar putea avea mai multe să ne învețe.

Nithya Venkat din Dubai la 11 ianuarie 2020:

Un articol interesant și informativ despre Stentor. Este uimitor cum un organism atât de simplu poate fi o sursă de cercetare detaliată care poate duce la descoperiri care ajută ființele umane.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 11 ianuarie 2020:

Mulțumesc pentru că ai adus în discuție aspectele interesante, Mel. Apreciez comentariul tău.

Mel Carriere din Snowbound and down in Northern Colorado on January 11, 2020:

Ce este o „minte”, oricum, decât un mănunchi sofisticat de neuroni? Cred că comportamentul lui Stentor indică faptul că noi, ființele multicelulare, în ciuda iluziilor noastre de măreție, nu suntem chiar atât de speciali. Mulțumesc că m-ați învățat încă o dată ceva ce nu știam.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 10 ianuarie 2020:

Mulțumesc foarte mult, Liz. Și eu cred că lumea naturală este uimitoare!

Liz Westwood din Marea Britanie la 10 ianuarie 2020:

Este o relatare fascinantă. Evidențiază cât de uimitoare este lumea naturală și atrage atenția asupra unui organism micuț pe care l-am putea trece cu ușurință cu vederea.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 09 ianuarie 2020:

Hi, Liza. Și eu cred că este un subiect interesant. Un microscop poate dezvălui o lume nouă și surprinzătoare! Mulțumesc pentru comentariu.

Liza din SUA la 09 ianuarie 2020:

Acest articol este un subiect atât de interesant, Linda. Cred că ultima dată când am folosit microscopul a fost când am fost la un curs de biologie în liceu. Pun pariu că a fost fascinant să vezi acest organism la microscop. Mulțumesc pentru că ai împărtășit acest articol experimental, Linda.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 08 ianuarie 2020:

Hi, Dora. Toate celulele mi se par fascinante, dar trebuie să recunosc că mi se pare uimitor comportamentul lui Stentor. Vă mulțumesc foarte mult pentru vizită.

Dora Weithers din Caraibe la 08 ianuarie 2020:

Capacitatea de regenerare a stentorului este foarte intrigantă. Capacitatea de a-și „schimba părerea” este uluitoare. Mulțumesc pentru această lecție interesantă despre o altă creatură de care nu aș fi auzit, dacă nu ar fi fost lecțiile tale de știință.

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 08 ianuarie 2020:

Hi, Nell. Cred că lumea microscopică este foarte interesantă. Întotdeauna pare să fie ceva nou de învățat despre organismele de acolo.

Nell Rose din Anglia la 08 ianuarie 2020:

Cât de fascinant. Nu am auzit niciodată de Stentori până acum. Sunt întotdeauna uimită de aceste forme și de modul în care sunt denumite. Lucruri interesante, mulțumesc

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada la 07 ianuarie, 2020:

Bună, Denise. Cred că toate ciliatele sunt interesante. Urmărirea lor la microscop poate fi fascinantă!

Binecuvântări pentru tine.

Denise McGill din Fresno CA on January 07, 2020:

Cât de informativ. Am făcut cunoștință cu paramecium, dar nu am auzit până acum de stentori.

Bunecuvântări,

Denise

Linda Crampton (autor) din British Columbia, Canada pe 07 ianuarie 2020:

Mulțumesc pentru un comentariu atât de frumos, Donna. Apreciez foarte mult bunătatea ta!

Donna Rayne din Sparks, Nevada on January 07, 2020:

Linda, aș vrea să existe butoane de „like” ca să pot da „like” la ceea ce îți spun oamenii!

Ești o scriitoare minunată, prietena mea 🙂