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Dante
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Estremamente semplice estremamente complesso.

Messaggio da Dante » 03/08/2016, 15:57

Un piccolo articolo introduttivo al mondo dei ciliati :)
Bursaria 100x leitz.JPG
Paramecium bursaria, obiettivo leitz 100x FL
ESTREMAMENTE SEMPLICE, ESTREMAMENTE COMPLESSO

I ciliati rappresentano il culmine dell’evoluzione fra gli organismi unicellulari, cioè negli organismi composti da una sola cellula.
La loro struttura ed il loro comportamento sono di una complessità stupefacente. Lo prova il fatto che le ciglia filiformi di cui sono caratterizzati e che nel caso di Paramecium ricoprono l’intera superficie cellulare, hanno la stessa primitiva ultrastruttura a cavo dei flagelli da cui derivano. Però mentre i flagellati, organismi più antichi, hanno per lo più pochi flagelli (lo spermatozoo umano solo uno) i cigliati come Paramecium hanno invece migliaia di ciglia. Le ciglia permettono una forma di locomozione che in generale è superiore a quella permessa dai flagelli e dagli pseudopodi: Paramecium può spostarsi in avanti, ma quando incontra una barriera o uno stimolo negativo può fare rapidamente marcia indietro. Alcuni dei ciliati più grandi detengono la velocità record nei microorganismi: oltre due millimetri al secondo! Il moto è generato da un movimento “ a remo” delle ciglia: durante la battuta efficace il ciglio è rigidamente disteso e si muove come un remo, perpendicolarmente alla superficie della cellula, nella battuta di recupero il ciglio si flette e striscia in avanti, con il minimo attrito, parallelamente alla superficie della cellula. La coordinazione delle innumerevoli ciglia crea un effetto di onde, chiamate onde metacronali, che passano sulla superficie della cellula come il vento che soffia su un campo di grano.
Oltre alle ciglia nella pellicola che avvolge Paramecium esiste anche uno strato di caratteristici organelli difensivi chiamati tricocisti. Le tricocisti sono dei dardi acuminati che vengono espulsi da una microscopica esplosione in qualche millesimo di secondo. I dardi sono proiettati in avanti da un lungo tubulo che si estroflette come negli arpioni. In effetti è stato notato che Paramecium utilizza le tricocisti non solo per difendersi da Didinium, un altro ciliato che si nutre prevalentemente di parameci, ma anche per ancorarsi in extremis ad un substrato, proprio come farebbe un ninjia con i suoi arpioni.
Se immergiamo i parameci in una soluzione al 5% di etanolo essi non muoiono, ma perdono completamente le ciglia. Una volta riportati in acqua fresca ricostruiscono in breve tutto il loro apparato ciliare, un capacità di rigenerazione straordinaria! Interessante il fatto che la colchicina, un chemioterapico oncologico di origine naturale, blocca temporaneamente la rigenerazione delle nuove ciglia.
I parameci si riproducono in genere per divisione cellulare, ma una complessa forma di comportamento sessuale, chiamata “coniugazione” insorge quando due parameci si congiungono saldamente e si fondono in corrispondenza della bocca, il citostoma, una sorta di intenso “bacio riproduttivo”. Lo scambio è perfettamente reciproco: ognuno dei due parameci cede e riceve un’uguale quantità di materiale genetico. Infine dopo essersi rinnovati geneticamente i due organismi si separano. La riproduzione sessuale è spesso utilizzata in caso di condizioni ambientali avverse per generare organismi più forti e meglio adattati alle avversità. In condizioni ottimali Paramecium preferisce la meno dispendiosa divisione cellulare.
Per certi organismi la sessualità è una scelta e non un obbligo riproduttivo.
Quanto detto finora per Paramecium vale per la maggior parte dei ciliati, alcuni però sono particolarmente notevoli per l’elevato grado di specializzazione. Certi ciliati ipotrichi per esempio possiedono l’equivalente delle zampe. Ciglia fuse chiamate “cirri” si muovono in modo indipendente, ma coordinato, permettendo all’animale di camminare sulle superfici.
Altri tipi di ciliati possiedono mionemi, fibre di tipo muscolare situate all’interno del citoplasma. Una contrazione dei mionemi provoca una retrazione rapidissima del peduncolo, come ad esempio in Vorticella, quando l’animale è disturbato.
I ciliati hanno tutti una nutrizione di tipo animale, ma interessante è il caso di Paramecium bursaria, un paramecio con al suo interno una colonia di un’alga zooclorella che vive in endosimbiosi: con la fontosintesi l’alga da nutrimento al paramecio ed in cambio il paramecio offre protezione e permette all’alga di spostarsi. Sembra inoltre che Didinium, l’acerrimo nemico dei parameci, non gradisca affatto il sapore delle zooclorelle!
Quando si esamina la complicata struttura di questi organismi non bisogna dimenticare che ci si trova di fronte ad un’unica cellula, contro le 32700 miliardi di cellule che compongono il corpo umano.
Una Vita al contempo estremamente semplice ed estremamente complessa.


Per approfondimenti.
In Italiano: Aquario Segreto, Maurizio Gazzaniga. Castel Negrino editore. Testo indispensabile con tante curiosità oltre che alle nozioni di base.
La Vita sulla Terra, E.O.Wilson ed altri, Zanichelli. Testo straordinario, purtroppo non più ristampato, da cercare nell’usato.
Zoologia degli invertebrati, Ruppert Barnes, Piccin. Tratta solo nelle pagine iniziali dei ciliati, ma è un’opera di alto livello.
In inglese l’indispensabile: The Biology of Paramecium di R. Witchterman

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"Ciascuna specie merita che dei ricercatori vi dedichino la loro carriera e storici e poeti la celebrino... poichè noi ne facciamo parte, il destino della creazione è tutt'uno con il destino dell'umanità."
E.O. Wilson

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