Stentor: En trompetformet organisme med interessant adfærd
Linda Crampton er uddannet i biologi med udmærkelse. Hun har undervist i biologi, kemi og naturvidenskab på gymnasiet samt i naturvidenskab på mellemtrinnet.
Et interessant rovdyr
Stentor er en encellet organisme, der er formet som en trompet, når den er udstrakt. Den er interessant at observere, især når den fanger sit bytte. Organismen har nogle imponerende træk. Forskere har opdaget, at Stentor roeselii ser ud til at træffe relativt komplekse beslutninger med hensyn til at undgå at gøre skade. Den kan “skifte mening” om sin adfærd, mens en farlig stimulus fortsætter. Hvis vi forstår biologien bag denne proces, kan det måske hjælpe os med at forstå vores cellers adfærd.
Stentor findes i damme og andre stillestående vandområder. Den er mellem en og to millimeter lang og kan ses med det blotte øje. En håndlinse giver et bedre syn. Et mikroskop er nødvendigt for at kunne se detaljerne i organismens struktur og adfærd. Hvis der er et mikroskop til rådighed, kan det være en meget opslugende aktivitet at betragte en levende Stentor.
Terminologi: Ciliater, protister og protozoer
Ciliater
Stentor er et medlem af phylum Ciliophora. Organismer i denne stamme er almindeligvis kendt som ciliater og lever i vandmiljøer. De er encellede og bærer hårlignende strukturer kaldet cilier på i det mindste en del af deres krop. Flimmerhårene slår og bevæger den omgivende væske. I nogle organismer bevæger de selve cellen. Selv om ciliater normalt betegnes som mikroorganismer og studeres af mikrobiologer, er Stentor synlig uden mikroskop.
Protister
Stentor, andre ciliater og nogle andre organismer betegnes undertiden som protister. Protista er navnet på et biologisk kongerige. Det indeholder encellede eller encellede-koloniale organismer, herunder Stentor, samt nogle flercellede Rigesystemet bruges ofte til at klassificere organismer i skoler. Forskere foretrækker at bruge det kladistiske system til biologisk klassifikation.
Protozoer
Ciliater og nogle andre encellede organismer betegnes undertiden som protozoer. Dette er en gammel betegnelse, der stammer fra de oldgræske ord proto (betyder første) og zoa (betyder dyr).
Ordet “Stentor” er både et slægtsnavn og et almindeligt navn. Der findes flere arter i slægten. S. coeruleus er opkaldt efter det blågrønne pigment kaldet stentorin, som den indeholder. S. roeselii blev brugt i det nylige eksperiment vedrørende organismens adfærd ved “sindeskifte”. S. polymorphus indeholder levende alger.
Stentor Morfologi
Stentor er opkaldt efter en græsk herold i den trojanske krig, som er nævnt i Homers Iliaden. I historien havde Stentor en stemme, der var lige så høj som halvtreds mænd. Organismen lever i ferskvandsområder som f.eks. damme, langsomt flydende vandløb og søer. Den tilbringer en del af sin tid med at svømme gennem vandet og resten med at hænge fast til undervandsgenstande som alger og affald.
Når den svømmer, har Stentor en oval eller pæreform. Når den er fastgjort til en genstand og æder, har den en trompet- eller hornform. Den er dækket af korte, hårlignende cilia. Kanten af trompetåbningen er forsynet med meget længere cilia. Disse slår og skaber en hvirvel, der trækker byttet ind.
Stentor er fastgjort til substratet med et let udvidet område, der kaldes holdfast. Den har evnen til at trække sig sammen til en kugle, når den er knyttet til et substrat. Hos nogle individer omgiver en belægning kaldet en lorica den holdfaste ende af cellen. Lorica er slimhindeagtig og indeholder affald og materiale, der udskilles af Stentor.
Stentor har organeller, der findes i andre ciliater. Den indeholder to kerner – en stor makronukleus og en lille mikronukleus. Makronukleus ligner en perlehalskæde. Vacuoler (sække omgivet af membran) dannes efter behov. Indtaget føde kommer ind i en fødevakuole, hvor enzymer fordøjer den. Stentor har også en kontraktile vacuole, som absorberer vand, der kommer ind i organismen, og som udstøder det til det ydre miljø, når den er fuld. Vandet frigives gennem en midlertidig pore i cellemembranen.
Livet hos en stentor
Stentor kan strække sin krop langt ud over substratet, når den spiser. Den spiser bakterier, mere avancerede encellede organismer og rotifere. Rotifere er også interessante væsner. De er flercellede, men de er mindre end mange encellede og meget mindre end en Stentor.
Stentor polymorphus og et par andre arter indeholder en encellet grønalge ved navn Chlorella, som overlever i ciliaten og udfører fotosyntese. Stentor bruger noget af den føde, som algecellerne producerer. Algen er beskyttet inde i ciliaten og absorberer de stoffer, den har brug for fra sin vært.
De Stentor-arter, der er blevet undersøgt, formerer sig primært ved at dele sig i to dele, en proces, der kaldes binær fission. De formerer sig også ved at sætte sig fast på hinanden og udveksle genetisk materiale, hvilket kaldes konjugation.
Videoen nedenfor er interessant og værd at se. Som en af skaberne siger i en YouTube-kommentar, indeholder kommentaren dog en fejl. Tardigrader indeholder otte ben, ikke seks.
Den genetiske kode
Forskere er ved at opdage, at Stentor har flere træk af særlig interesse. Tre af disse kendetegn er dens genetiske kode, dens evne til at regenerere sig og polyploiditeten i dens makronukleus.
Stentor bruger primært den standard genetiske kode, som vi bruger. Andre ciliater, hvis genom er blevet undersøgt, har en ikke-standardiseret kode. Den genetiske kode bestemmer mange af en organismes egenskaber. Den skabes af rækkefølgen af specifikke kemikalier i nukleinsyren (DNA og RNA) i en celle. Kemikalierne kaldes nitrogenbaser og er ofte repræsenteret ved deres begyndelsesbogstav.
Hver sekvens af tre nitrogenbaser har en særlig betydning, og derfor kaldes koden for en tripletkode. Sekvensen er kendt som et kodon. Mange kodoner indeholder instruktioner i forbindelse med fremstillingen af polypeptider, som er de kæder af aminosyrer, der bruges til at fremstille proteinmolekyler.
I den genetiske standardkode kaldes UAA og UAG for stopkodoner, fordi de signalerer afslutningen på et polypeptid. (U repræsenterer en nitrogenbas kaldet uracil, A repræsenterer adenin, og G repræsenterer guanin). Stopkodoner “fortæller” cellen, at den skal holde op med at tilføje aminosyrer til det polypeptid, der er ved at blive dannet, og at kæden er afsluttet. UAA og UAG er stopkodoner hos os og hos Stentor coeruleus. Hos de fleste ciliater fortæller kodonerne cellen, at den skal tilføje en aminosyre kaldet glutamin til det polypeptid, der er ved at blive produceret, i stedet for at signalere, at kæden er slut.
Selv små fragmenter (af Stentor) på 1/64 af den oprindelige celles størrelse er i stand til at regenerere til en lille, men normalt proportioneret celle og derefter vokse til den fulde størrelse.
– Athena Lin et al, Journal of Visualized Experiments
Regeneration and Polyploidy
Stentor er kendt for sin fantastiske evne til at regenerere. Hvis dens krop skæres i mange små stykker (alt fra 64 til 100 segmenter, ifølge forskellige kilder), kan hvert stykke producere en hel Stentor. Stykket skal indeholde en del af makronukleus og cellemembranen for at kunne regenereres. Dette er ikke så usandsynligt en betingelse, som det kan lyde. Makronukleussen strækker sig gennem hele cellens længde, og en membran dækker hele cellen.
Makronukleussen udviser polyploiditet. Udtrykket “ploidie” betyder antallet af sæt kromosomer i en celle. Menneskelige celler er diploide, fordi de har to sæt. Hvert af vores kromosomer indeholder en partner, der bærer gener for de samme egenskaber. Stentor-makronucleus indeholder så mange kopier af kromosomer eller segmenter af kromosomer (titusinder eller mere, ifølge forskellige forskere), at det er meget sandsynligt, at et lille stykke vil indeholde den nødvendige genetiske information til at skabe et nyt individ.
Forskere har også observeret, at en stentor har en forbløffende evne til at reparere skader på cellemembranen. Organismen overlever sår, som sandsynligvis ville dræbe andre ciliater og encellede organismer. Cellemembranen repareres ofte, og livet ser ud til at fortsætte som normalt for en skadet Stentor, selv når den har mistet noget af sit indre indhold gennem et sår.
Ændring af respons på en stimulans
Stentor består kun af én celle, så mange mennesker har sandsynligvis det indtryk, at dens adfærd må være meget enkel. Der er to problemer med denne antagelse. Det ene er, at forskere er ved at opdage, at aktiviteten i celler – herunder vores egen – er langt fra enkel. Det andet er, at forskere på Harvard Medical School har opdaget, at mindst én art af Stentor kan ændre sin adfærd afhængigt af omstændighederne.
Harvard-forskningen var baseret på et eksperiment, der blev udført i 1906 af en videnskabsmand ved navn Herbert Spencer Jennings. Stentor roeselii var (angiveligt) forsøgspersonen i hans eksperiment. Jennings tilsatte karminpulver til vandet ved de trompetformede åbninger på ciliaten. Karmin er et rødt farvestof. Pulveret var et irriterende middel.
Forskeren bemærkede, at Stentor først bøjede sin krop for at undgå pulveret. Hvis pulveret blev ved med at dukke op, vendte ciliaten retningen af sin cilibevægelse, som normalt ville have skubbet pulveret væk fra dens krop. Hvis denne handling ikke virkede, trak den sin krop sammen til sit holdepunkt. Hvis dette ikke kunne beskytte den mod det irriterende stof, løsnede den sin krop fra substratet og svømmede væk.
Resultaterne af eksperimentet tiltrak sig andre forskeres opmærksomhed. Et forsøg i 1967 på at gentage eksperimentet kunne dog ikke gentage opdagelserne. Jennings’ arbejde blev miskrediteret og ignoreret. For nylig blev en forsker fra Harvard interesseret i eksperimentet og i det faktum, at dets resultater blev tilbagevist. Efter at have undersøgt situationen fandt han ud af, at man i 1967-forsøget havde brugt Stentor coeruleus og ikke Stentor roeselii, fordi forskerne ikke kunne finde sidstnævnte art. De to arter har en lidt forskellig adfærd.
Den Harvard-forskerne forsøgte at bruge karminpulver som et irritationsmiddel for S. roeselii, men så ikke meget respons. De opdagede derimod, at mikroplastperler var en irriterende faktor. De var i stand til at gentage alle Jennings’ observationer ved at bruge perlerne. De gjorde også nogle nye opdagelser.
De gør de enkle ting først, men hvis man bliver ved med at stimulere dem, ‘beslutter’ de sig for at prøve noget andet. S. roeselii har ingen hjerne, men der synes at være en eller anden mekanisme, der i realiteten lader den ‘skifte mening’, når den føler, at irritationen har stået på for længe.
– Jeremy Gunawardena, Harvard Medical School
Fascinerende adfærd
Harvard-forskerne fandt, at nogle individer havde en lidt anderledes adfærd end andre, og hos nogle få blev der ikke observeret en ordnet rækkefølge, men generelt blev der observeret en klar rækkefølge af adfærd som reaktion på den vedvarende tilstedeværelse af irritationen.
De fleste gange bøjede de enkelte stentorer sig først væk fra stimulansen og vendte deres cilieres retning om. Disse adfærdsmønstre blev ofte udført samtidig. Efterhånden som irritationen fortsatte, trak Stentorerne sig sammen og løsrev sig derefter i nogle tilfælde fra substratet og svømmede væk.
Det kan undre, hvorfor forskere på en medicinsk skole er interesseret i en ciliats adfærd. De mener, at den adfærd, som Stentor viser, kan gælde for udviklingen af et menneskeligt embryon, for vores immunsystems adfærd og endda for kræft.
Ingen antyder, at Stentor har en hjerne, på trods af brugen af udtrykket “ændre sin mening”. Ikke desto mindre kan opdagelsen af dens reaktion på en skadelig stimulus og dens mere autonome adfærd sammenlignet med andre cellers adfærd være vigtig med hensyn til vores biologi. Som forskerne i den anden artikel, der henvises til nedenfor, siger, udfordrer Stentor vores antagelser om, hvad en celle kan eller ikke kan gøre.
Studier af Stentor
Stentor er ikke blevet undersøgt lige så godt som andre ciliater, men det er måske ved at ændre sig. Indtil for nylig har forskere ikke været i stand til at skabe en stor population af organismen i fangenskab, selv ikke ved binær fission. Ciliaten har også en lav parringsfrekvens, i det mindste under fangenskabsforhold. Situationen ser ud til at blive bedre i takt med, at forskerne begynder at interessere sig for Stentor og lærer mere om dens adfærd og krav.
De forskere, der studerer organismen, har opdaget nogle spændende kendsgerninger, men der er stadig mange ubesvarede spørgsmål om dens liv. Det vil være meget interessant at finde ud af, om nogle af vores celler opfører sig på samme måde som Stentor. Studiet af dens celle kan lære os mere om ciliaten og måske også mere om vores celler.
- Ciliata morfologi fra UCMP (University of California Museum of Paleontology)
- Stentor coeruleus information fra Current Biology
- The study of regeneration in Stentor fra Journal of Visualized Experiments/US National Library of Medicine
- The macronuclear genome in Stentor coeruleus fra Current Biology
- Complex decision making in a single-cell organism from the ScienceDaily news service
© 2020 Linda Crampton
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 22. juni 2020:
Tak, Umesh. Jeg sætter pris på dit besøg.
Umesh Chandra Bhatt fra Kharghar, Navi Mumbai, Indien den 22. juni 2020:
Fantastisk artikel. Unikt emne. Nye oplysninger for mig.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 30. marts 2020:
Som jeg siger i artiklen, formerer Stentor sig primært ved binær spaltning, men udviser også konjugation. Binær fission er en form for aseksuel formering og konjugation er en form for seksuel formering. Jeg beskriver betydningen af Stentors makronukleus i artiklen. Generelt styrer en ciliats makronukleus udvikling og stofskifte, og mikronukleus bliver aktiv under reproduktion.
aidan fredette den 26. marts 2020:
Er stentor a-seksuel eller reproducerer den sig seksuelt? Hvad er også meningen med makro- og mikrokernen
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 03 februar 2020:
Trompetformen er interessant. Jeg håber, at forskerne snart finder ud af mere om Stentor og dens liv.
Suchismita Pradhan fra Indien den 03. februar 2020:
Jeg kendte aldrig til denne organisme, før jeg læste din artikel.Tak for at introducere mig.Jeg er mere fascineret af trompetlignende struktur.Jeg kender amoeba, men stentar er nyt for mig.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 03. februar 2020:
Tak for besøget, DreamerMeg. Et mikroskop er et vidunderligt instrument, fordi det kan afsløre så mange uventede ting. Jeg synes også, at Stentor er det mest interessante medlem af den gruppe, som du har nævnt, selv om jeg nyder at observere de andre.
DreamerMeg fra Nordirland den 03 februar 2020:
Jeg plejede at elske at betragte organismer i bassinvand under et mikroskop. Som du siger, er de fascinerende. Jeg kan ikke huske at have hørt om Stentor før, endnu mere fascinerende end amøber, euglena og paramecium!
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 26. januar 2020:
Hej, Peggy. Jeg synes, at mikroskopet er et vidunderligt instrument. Det er utroligt, hvad man kan se med det, som du siger. Tak for besøget.
Peggy Woods fra Houston, Texas den 26. januar 2020:
Det er utroligt, hvad man kan se ved hjælp af et mikroskop. Tak fordi du introducerede mig og andre til den fascinerende verden af stentorer. Den første video, hvor stentoren blev skadet og derefter fortsatte med at helbrede sig selv, var interessant at se. Måske vil forskerne med flere undersøgelser opdage ting om stentorer, som kan hjælpe mennesker, når de er skadet eller står over for ting som kræft. Tak, Linda, fordi du skrev om dette.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 24. januar 2020:
Tak for besøget, Linda. Jeg synes også, at de er fantastiske organismer.
Linda Chechar fra Arizona den 24. januar 2020:
Det er fantastiske organismer. De er utroligt mikroskopiske trompetformer.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 13. januar 2020:
Tak, Eman. Små organismer er interessante at undersøge.
Eman Abdallah Kamel fra Egypten den 13. januar 2020:
En meget interessant artikel. Det er første gang, jeg læser om Stentor-organismen.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 11. januar 2020:
Hej, Nithya. Jeg ser frem til nye opdagelser om Stentor. Jeg har en mistanke om, at den kan have mere at lære os.
Nithya Venkat fra Dubai den 11. januar 2020:
En interessant og informativ artikel om Stentor. Det er utroligt, hvordan en så simpel organisme kan være en kilde til detaljeret forskning, som kan føre til opdagelser, der kan hjælpe mennesker.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 11. januar 2020:
Tak for at rejse de interessante punkter, Mel. Jeg sætter pris på din kommentar.
Mel Carriere fra Snowbound and down in Northern Colorado den 11. januar 2020:
Hvad er et “sind” egentlig, andet end et sofistikeret bundt af neuroner? Jeg tror, at Stentors opførsel viser, at vi multi-cellulære væsener, på trods af vores illusioner om storhed, i virkeligheden ikke er så specielle. Tak for endnu en gang at lære mig noget, jeg ikke vidste.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 10. januar 2020:
Tusind tak, Liz. Jeg synes også, at naturen er fantastisk!
Liz Westwood fra Storbritannien den 10. januar 2020:
Det er en fascinerende beretning. Den fremhæver, hvor fantastisk naturen er, og henleder opmærksomheden på en lille organisme, som vi let kan overse.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 09. januar 2020:
Hej, Liza. Jeg synes også, at det er et spændende emne. Et mikroskop kan afsløre en ny og overraskende verden! Tak for din kommentar.
Liza fra USA den 09. januar 2020:
Denne artikel er sådan et spændende emne, Linda. Jeg tror, at sidste gang jeg brugte mikroskopet, var da jeg var i biologi i gymnasiet. Jeg vil vædde med, at det var fascinerende at se denne organisme under mikroskopet. Tak fordi du delte denne eksperimentelle artikel, Linda.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 08. januar 2020:
Hej, Dora. Jeg finder alle celler fascinerende, men jeg må indrømme, at jeg finder Stentors adfærd forbløffende. Mange tak for besøget.
Dora Weithers fra Caribien den 08. januar 2020:
Den regenerative evne hos stentor er meget fascinerende. Evnen til at “skifte mening” er forbløffende. Tak for denne interessante lektion om et andet væsen, som jeg ikke ville have hørt om, hvis det ikke var for dine videnskabelige lektioner.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 08. januar 2020:
Hej, Nell. Jeg synes, at den mikroskopiske verden er meget interessant. Der synes altid at være noget nyt at lære om de organismer, der findes der.
Nell Rose fra England den 08. januar 2020:
Hvor fascinerende. Jeg har aldrig hørt om stentorer før. Jeg er altid forbløffet over disse former, og hvordan de bliver navngivet. Interessante ting, tak
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Hej, Denise. Jeg synes, at alle ciliater er interessante. At se dem under et mikroskop kan være fascinerende!
Velsignelser til dig.
Denise McGill fra Fresno CA den 07. januar 2020:
Hvor informativt. Jeg er blevet introduceret til paramecium, men har aldrig hørt om stentorer før.
Skål,
Denise
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Tak for en så dejlig kommentar, Donna. Jeg sætter stor pris på din venlighed!
Donna Rayne fra Sparks, Nevada den 07. januar 2020:
Linda, jeg ville ønske, der fandtes “like”-knapper, så jeg kunne “like” det, folk siger til dig!
Du er en fantastisk forfatter min ven 🙂
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07 januar, 2020:
Tak for kommentaren, Heidi. Jeg håber, du får et godt 2020!
Heidi Thorne fra Chicago Area den 07. januar 2020:
Lad det være op til dig at vise os, igen, den verden omkring os, som vi ikke kan se. Bliv ved med at komme med de interessante ting i 2020. Godt nytår!
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Hej, Flourish. Det er en overraskende organisme. Den ser ud til at have udviklet nogle avancerede og imponerende egenskaber over tid. Det vil være interessant at se, om nogle af vores celler har træk, der ligner dem fra Stentor.
FlourishAnyway fra USA den 07. januar 2020:
Det er ret vildt, Linda. Jeg var imponeret over regenereringen, da du skar den i 64-100 små stykker, men så med den irriterende beskrivelse gør det at have lidt “sind”.”
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Tak, Penny. Jeg synes, at Stentor er en fascinerende organisme.
Penny Leigh Sebring fra Fort Collins den 07. januar 2020:
Fascinerende, især de mere overdrevne reaktioner på stimuli! Tak for en interessant læsning!
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Tak for at du rejser nogle interessante punkter, Manatita. Eksistensens natur er fascinerende at overveje. Jeg sætter pris på dit besøg.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07 januar, 2020:
Hej, Pamela. Jeg har en mistanke om, at forskerne måske snart vil lave mere forskning om ciliaten. Det håber jeg, at de gør. Den har måske nogle yderligere egenskaber, som kan hjælpe os.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Hej, Bill. Stentorer er interessante at observere. Jeg har også set dem og nyder at se dem. Jeg sætter pris på din kommentar, som altid. Jeg håber, du får en god uge.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 07. januar 2020:
Tak, Devika. Jeg sætter stor pris på din kommentar.
Devika Primić fra Dubrovnik, Kroatien den 07 januar, 2020:
Fantastiske fakta om en usædvanlig celle. Jeg finder denne hub fascinerende og informativ. I detaljer og du ved, hvordan man deler en velundersøgt hub på forskellige titler. Dit arbejde forbløffer mig og overrasker mig også.
Bill Holland fra Olympia, WA på januar 07, 2020:
Jeg har faktisk set dem. Jeg havde endelig noget førstehåndsviden om, hvad du talte om. lol Du ved, at jeg altid elsker dine artikler. Hold dem kommer venligst.
Pamela Oglesby fra Sunny Florida den 07 januar 2020:
Rhw stentor er fantastisk! Jeg har aldrig hørt om stentor før nu, og det var fascinerende at se i videoerne. Tak for alle de gode oplysninger, og det lyder som om, at videnskabsmand vil lave meget mere forskning om stentor.
manatita44 fra london den 07 januar 2020:
En af dine dybere, rigere og mere stuerene. De har ikke sind, nej, men de har sjæle som alle følende og ikke-sensiente væsener, er drevet til at opføre sig på en bestemt måde af ‘Højere kræfter’.
Ja, det vil være rart at vide mere, men livet er i bevægelse, og det er jeg sikker på, at vi gør, før eller senere.
Videoerne er attraktive og bringer dem til live.
Linda Crampton (forfatter) fra British Columbia, Canada den 06. januar 2020:
Tak for besøget og for en så venlig kommentar. Donna!
Donna Rayne fra Sparks, Nevada den 06. januar 2020:
Wow! Fascinerende og fængslende for at sige det mildest talt. Du har gjort et stort arbejde i dine undersøgelser og ved at lære os den mystiske del af cellerne, som vi ikke engang kender til, og som får mig til at undre mig over, hvordan vores celler arbejder sammen lige så smukt som Stentor!
Great arbejde!
Donna Rayne