Paramecium on yksisoluinen organismi, jonka muoto muistuttaa kengänpohjaa. Se on kooltaan 50-300um, mikä vaihtelee lajeittain. Sitä tavataan enimmäkseen makeanveden ympäristössä.

Se on yksisoluinendeukaryootti, joka kuuluu valtakuntaan Protista ja on tunnettu ciliateprotozoa-suku.

Se kuuluu myös heimoon Ciliophora. Sen koko keho on peitetty pienillä karvamaisilla säikeillä, joita kutsutaan värekarvoiksi ja jotka auttavat liikkumisessa. Siellä on myös syvä suuaukko, joka sisältää ei niin selviä suuhiloja. Näiden värekarvojen päätehtävä on auttaa sekä liikkumisessa että ravinnon raahaamisessa suuonteloon.

Paramecium-lajin luokittelu

Paramecium-lajit voidaan luokitella tiettyihin ominaisuuksiinsa perustuen seuraaviin kantoihin ja alaluokkiin.

• Suku Alkueläimet (Protozoa)
• Alaryh-Phylum Ciliophora
• Class Ciliates
• Order Hymenostomatida
• Genus Paramecium
• Species Caudatum

Olevat hyvin tunnettuja säikeisiä alkueläimiä, parameciumilla on korkeatasoinen solujen erilaistuminen, joka sisältää useita monimutkaisia soluja, joilla on erityinen tehtävä, joka mahdollistaa sen selviytymisen.

Hyvin erikoistuneen rakenteen lisäksi sillä on myös monimutkainen lisääntymistoiminta. Parameciumin kymmenestä lajista kaksi yleisintä ovat P.aurelia ja P.caudatum.

Rakenne ja toiminta

1. Muoto ja koko

P.cadatum on amikroskooppinen, yksisoluinen alkueläin. Sen koko vaihtelee välillä 170-290um tai jopa300-350um. Yllättäen paramecium näkyy paljain silmin ja sillä on pitkulaisen tossun kaltainen muoto, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös tossueläimeksi.

Vartalon takaosa on terävä, paksu ja kartiomainen, kun taas etuosa on leveä ja tylppä. Rungon levein osa on keskikohdan alapuolella. Parameciumin ruumis on epäsymmetrinen. Sen ventraali- eli suupinta on hyvin selväpiirteinen ja aboraali- eli selkäpinta kupera.

2. Pellikeli

Sen koko keho on päällystetty joustavalla, ohuella ja kiinteällä kalvolla, jota kutsutaan pellikeliksi. Nämä pellikkelit ovat luonteeltaan elastisia, jotka tukevat solukalvoa. Se koostuu hyytelömäisestä aineesta.

3. Cilia

Cilioilla tarkoitetaan moninaisia,pieniä karvamaisia ulokkeita, jotka peittävät koko kehon. Ne on järjestetty pituussuuntaisiksi riveiksi, joiden pituus on tasainen koko eläimen kehossa. Tätä tilaa kutsutaan holotrichous. Rungon takaosassa on myös muutamia pidempiä värekarvoja, jotka muodostavat kaudaalisen värekarvojen tupsun, jota kutsutaan siten caudatumiksi.

Värekarvojen rakenne on sama kuin flagellojen, jotka ovat protoplastista tai plasmakalvosta koostuva tuppi, jossa on pituussuuntaisia yhdeksän rengasmuotoisia fibrillejä. Ulommat fibrillit ovat paljon paksumpia kuin sisemmät, ja kukin cilia lähtee tyvirakkulasta.Cilia on halkaisijaltaan 0,2um ja auttaa sen liikkumista.

4. Sytostomi

Se sisältää seuraavat osat:

• Suomuontelo: Rungon ventrio-lateraalipuolella on suuri vino matala syvennys, jota kutsutaan peristomaksi tai suuonteloksi. Tämä suuaukko antaa eläimelle epäsymmetrisen ulkonäön. Se jatkuu syvennykseen, jota kutsutaan eteiseksi, lyhyen kartiomaisen suppilon kautta. Tämä eteinen jatkuu edelleen sytostomiin ovaalinmuotoisen aukon kautta, pitkän aukon, jota kutsutaan sytofarynksiksi, kautta ja sitten ruokatorvi johtaa ravintotyhjiöön.
• Sytopyge: Ventraalipinnalla, heti sytostomin takana, sijaitsee sytopyge, jota kutsutaan myös sytoproktiksi. Kaikki sulatettu ruoka poistuu sytopygen kautta.
• Sytoplasma: Sytoplasma on hyytelömäistä ainetta, joka eriytyy edelleen ektoplasmaksi. Ektoplasma on kapea perifeerinen kerros.se on tiheä ja kirkas kerros, jonka sisäpuolella on endoplasman tai puoliksi nestemäisen plasmasolun massa, joka on muodoltaan rakeinen.
• Ektoplasma:Ektoplasma muodostaa ohuen, tiheän ja kirkkaan ulomman kerroksen, joka sisältää värekarvoja, trikokystia ja fibrillarakenteita. Tämä ektoplasma on lisäksi sidottu pellikkeliin ulkoisestipäällysteen kautta.
• Endoplasma:Endoplasma on yksi sytoplasman yksityiskohtaisimmista osista. Se sisältää useita erilaisia rakkuloita. Se sisältää erilaisia sulkeumia ja rakenteita, kuten vakuoleja, mitokondrioita, tumia, ravintovakuoleja, supistuvia vakuoleja jne.
• Trikokystat: Sytoplasmaan on upotettu pieniä karamaisia kehiä, joita kutsutaan trikokystoiksi. Trikokystat ovat täynnä tiheää taittonestettä, joka sisältää paisuneita aineita. Piikissä on kartiomainen pää ulommassa päässä. Trikokystat ovat kohtisuorassa ektoplasmaan nähden.

5. Ydin

Tydin koostuu edelleen makrotumasta ja mikrotumasta.

• Makrotumasta: Makrotydin on muodoltaan munuaismainen tai ellipsinmuotoinen. Se on tiheästi pakkautunut DNA:n sisään (kromatiinirakeet). Makrotydin ohjaa kaikkia parameciumin vegetatiivisia toimintoja, joten sitä kutsutaan vegetatiiviseksi ytimeksi.
• Mikroydin: Mikrotydin sijaitsee lähellä makrotydintä. Se on pieni ja kompakti rakenne, joka on muodoltaan pallomainen. Hienot kromatiinisäikeet ja -rakeet ovat jakautuneet tasaisesti kaikkialle soluun ja ohjaavat solun lisääntymistä. Lukumäärä solussa vaihtelee lajeittain. Caudatumissa ei ole nukleolia.

6. Vakuoli

Parameciumissa on kahdenlaisia vakuoleja: supistuva vakuoli ja ravintovakuoli.

• Supistuva vakuoli: Lähellä dorsaalipuolta on kaksi supistumiskykyistä vakuolia, yksi molemmissa ruumiin päissä. Ne ovat täynnä nesteitä, ja niitä on kiinteissä paikoissa endoplasman ja ektoplasman välissä. Ne häviävät ajoittain, ja siksi niitä kutsutaan väliaikaisiksi elimiksi. Kukin supistuva tyhjiö on yhteydessä vähintään viidestä kahteentoista radikaalikanavaan. Nämä radikaalikanavat koostuvat pitkästä ampullasta, pääteosasta ja injektorikanavasta, joka on kooltaan lyhyt ja avautuu suoraan supistuvaan tyhjiöön. Nämä kanavat valuttavat kaiken parameciumin koko kehosta kerätyn nesteen supistuvaan tyhjiöön, mikä saa tyhjiön kasvamaan. Tämä neste poistuu ulos pysyvän huokosen kautta. Molempien supistuvien tyhjiöiden supistuminen on epäsäännöllistä. Takimmainen supistuva tyhjiö on lähellä sytofarynxiä ja supistuu siksi nopeammin, koska sen läpi kulkee enemmän vettä. Supistuvien vakuoleiden tärkeimpiä tehtäviä ovat osmoregulaatio, erittyminen ja hengitys.
• Ruokavakuoli: Ruokavakuoli on supistumaton ja muodoltaan suunnilleen pallomainen. Endoplasmassa ruoka-akvuolin koko vaihtelee ja se sulattaa ruokahiukkasia, entsyymejä pienen nestemäärän ja bakteerien ohella. Näihin ravintovakuoleihin liittyy ruoansulatuskanavia, jotka auttavat ruoansulatuksessa.

Ominaisuudet

1. Elintavat ja elinympäristö

Paramecium on levinnyt kaikkialle maailmaan, ja se on vapaana elävä organismi. Se elää yleensä seisovassa vedessä altaissa, järvissä, ojissa, lammikoissa, makeassa vedessä ja hitaasti virtaavassa vedessä, jossa on runsaasti hajoavaa orgaanista ainesta.

2. Liikkuminen ja ravinnonsaanti

Sen ulkokehoa peittävät pikkuruiset karvojen rakenteensa, joita sanotaan värekarviksi. Nämä värekarvat ovat jatkuvassa liikkeessä ja auttavat sitä liikkumaan nopeudella, joka onneljä kertaa sen ruumiinpituus sekunnissa. Aivan kuten organismi liikkuu eteenpäin ja pyörii oman akselinsa ympäri, mikä edelleen auttaa sitä työntämään ravintoa ruokatorveen. Kääntämällä värekarvojen liikkeen, paramecium voi liikkua myös takaperin.

Fagosytoosiksi kutsutun prosessin avulla ruoka työnnetään värekarvojen avulla ruokatorveen, joka edelleen menee ravintotyhjiöihin.

Ruoka sulatetaan tiettyjen entsyymien ja suolahapon avulla.Kun ruoansulatus on saatu päätökseen, loput ruoan sisällöstä tyhjennetään nopeasti sytoproteiiniin, joka tunnetaan myös nimellä pellikkelit.

Ympäristöstä osmoosin kautta imeytynyt vesi poistuu jatkuvasti elimistöstä solun molemmissa päissä olevien supistuvien vacuolien avulla. P. bursariaon yksi niistä lajeista, jotka muodostavat symbioottisen suhteen fotosynteettisten levien kanssa.

Tällöin paramecium tarjoaa levälle turvallisen elinympäristön, jossa se voi kasvaa ja elää omassa sytoplasmassaan, mutta vastineeksi paramecium saattaa käyttää levää ravinnonlähteenä, jos ympäristössä on pulaa ravinnosta.

Paramecium käyttää ravinnokseen muitakin mikro-organismeja, kuten hiivoja ja bakteereja. Ruoan keräämiseksi se käyttää ripsiensä avulla nopeita liikkeitä, joiden avulla se vetää veden yhdessä saaliseläintensä kanssa suuaukon sisälle suuontelon kautta.

Ruoka kulkeutuu edelleen nieluun suun kautta. Kun ravintoa on kertynyt tarpeeksi, muodostuu sytoplasman sisälle tyhjiö, joka kiertää solun läpi, jolloin entsyymit pääsevät sytoplasman kautta tyhjiöön sulattamaan ravintomateriaalia.

Kun sulatus on saatu päätökseen, tyhjiö alkaa kutistua ja sulatetut ravintoaineet pääsevät sytoplasmaan. Kun tyhjiö on saavuttanut peräaukon kaikkine sulatettuine ravintoaineineen, se repeää ja erittää kaiken jätemateriaalinsa ympäristöön.

3. Symbioosi

Symbioosilla tarkoitetaan kahden eliön keskinäistä suhdetta, jossa ne hyötyvät toisistaan. Eräät parameciumlajit, kuten P. bursaria ja P. chlorelligerum, muodostavat symbioottisen suhteen viherlevien kanssa, joista ne saavat tarvittaessa ravintoa ja ravinteita mutta myös jonkin verran suojaa tietyiltä pedoilta, kuten Didinium nasutumilta.

Viherlevien ja parameciumien välillä on raportoitu paljon endosymbiooseja, joista esimerkkinä on Kappa-hiukkasiksi kutsutun bakteerin, joka antaa parameciumille voiman tappaa muita paramecium-kantoja, joista tämä bakteeri puuttuu.

4. Lisääntyminen

Kuten kaikki muutkin simpukat, myös paramecium koostuu yhdestä tai useammasta diploidista mikroytimestä ja apolypoidisesta makrotytimestä, joten siinä on kaksoissydänkoneisto.

Mikroytimen tehtävänä on ylläpitää geneettistä vakautta ja huolehtia siitä, että halutut geenit siirtyvät seuraavalle sukupolvelle. Sitä kutsutaan myös sukusolulinjaksi tai generatiiviseksi ytimeksi.

Makrotumalla on rooli solun muissa kuin lisääntymistoiminnoissa, kuten solun jokapäiväiseen toimintaan tarvittavien geenien ilmentymisessä.

Paramecium lisääntyy suvullisesti binäärisen jakautumisen avulla. Lisääntymisen aikana mikronukleidit käyvät läpi mitoosin, kun taas makronukleidit jakautuvat amitoosin kautta. Jokainen uusi solu sisältää lopulta makronukleoiden ja mikronukleoiden kopion sen jälkeen, kun solu on läpikäynyt poikittaisjakautumisen. Lisääntyminen binäärisen pilkkoutumisen kautta voi tapahtua spontaanisti.

Se voi tietyin edellytyksin käydä läpi myös autogamiaa (itsehedelmöitymistä). Se voi myös seurata seksuaalista lisääntymisprosessia, jossa tapahtuu geneettisen materiaalin vaihtoa, koska pariutuminen tapahtuu kahden paramecian välillä, jotka ovat yhteensopivia pariutumiseen väliaikaisen fuusion kautta.

Konjugaation aikana tapahtuu mikronukleidien meioottinen jakautuminen, jonka tuloksena syntyy haploideja sukusoluja, jotka siirtyvät edelleen solusta soluun. Vanhat makronukleiinit tuhoutuvat ja muodostuu diploidinen mikronukleiini, kun kahden organismin sukusolut sulautuvat yhteen.

Paramecium lisääntyy konjugaation ja autogamian avulla, kun olosuhteet eivät ole suotuisat ja ravintoa on niukasti.

5. Ikääntyminen

Pameciumin kasvun suvuttomassa jakautumisvaiheessa tapahtuvan mitoottisen solunjakautumisen aikana tapahtuu asteittaista energianhukkaa kloonien ikääntymisen seurauksena.

P. tetraurelia on hyvin tutkittu laji, ja on tiedetty, ettäsolu vanhentuu heti 200 jakautumisvaiheen jälkeen, jos solu luottaa vain kloonien suvuttomaan jakautumiseen konjugaation ja autogamian sijasta.

Klonaalisen vanhenemisen aikana DNA-vauriot lisääntyvät, erityisesti DNA-vauriot makronukleuksessa, mikä aiheuttaa vanhenemista P. tetraureliassa.DNA-vaurioteorian mukaan koko vanhenemisprosessi yksisoluisissa protisteissa on sama kuin monisoluisissa eukaryooteissa.

6. Genomi

Kolmesta koko genomin duplikaatiosta on saatu vahvaa näyttöä sen jälkeen, kun P. tetraurelia -lajin genomi on sekvensoitu. Joissakin sädesienissä, mukaan lukien Stylonychia ja Paramecium, UAA ja UAG on nimetty sense-kodoneiksi ja UGA stop-kodoniksi.

7. Oppiminen

On saatu joitakin epäselviä tuloksia, jotka perustuvat eri kokeisiin siitä, onko Parameciumilla oppimiskäyttäytymistä vai ei.

Vuonna 2006 julkaistiin tutkimus, joka osoitti, että P. causatum voidaan kouluttaa erottelemaan kirkkaustasoja 6,5 voltin sähkövirran avulla. Organismille, jolla ei ole hermostoa, tämäntyyppinen oppiminen mainitaan vahvana mahdollisena esimerkkinä epigeneettisestä oppimisesta tai solumuistista.

Paluu Ciliattien oppimiseen

Paluu Parameciumista yksisoluisiin eliöihin

. Pääsivu

Paluu valtakunnan Protista pääsivulle