Paramecium è un organismo unicellulare con una forma simile alla suola di una scarpa. Le sue dimensioni vanno da 50 a 300um e variano da specie a specie. Si trova per lo più in un ambiente di acqua dolce.

È unedeucariote unicellulare appartenente al regno Protista ed è un noto genere di ciliatoprotozoi.

Anche, appartiene al phylum Ciliophora. Tutto il suo corpo è coperto da piccoli filamenti simili a peli chiamati cilia che aiutano nella locomozione. C’è anche un profondo solco orale che contiene ciglia orali non molto chiare. La funzione principale di queste ciglia è quella di aiutare sia nella locomozione che nel trascinamento del cibo nella sua cavità orale.

Classificazione del Paramecio

Il Paramecio può essere classificato nei seguenti phylum e sub-phylum in base a certe caratteristiche.

• Phylum Protozoa
• Sub-Phylum Ciliophora
• Classe Ciliati
• Ordine Hymenostomatida
• Genere Paramecium
• Specie Caudatum

Essendo un protozoo ciliato molto conosciuto, il paramecio presenta una differenziazione cellulare di alto livello che contiene diversi organelli complessi che svolgono una funzione specifica per rendere possibile la sua sopravvivenza.

Oltre a una struttura altamente specializzata, ha anche una complessa attività riproduttiva. Delle 10 specie totali di Paramecium, le due più comuni sono P.aurelia e P.caudatum.

Struttura e funzione

1. Forma e dimensione

P.cadatum è un protozoo amicroscopico, unicellulare. Le sue dimensioni vanno da 170 a 290um o fino a 300-350um. Sorprendentemente, il paramecio è visibile ad occhio nudo e ha una forma allungata come una pantofola, questo è il motivo per cui è anche indicato come animaletto a pantofola.

L’estremità posteriore del corpo è appuntita, spessa e conica mentre la parte anteriore è larga e smussata. La parte più larga del corpo è sotto la metà. Il corpo di un paramecio è asimmetrico. Ha una superficie ventrale o orale ben definita e ha una superficie corporea aborale o dorsale convessa.

2. Pellicola

Tutto il suo corpo è coperto da una membrana flessibile, sottile e ferma chiamata pellicole. Queste pellicole sono di natura elastica e sostengono la membrana cellulare. È composta da una sostanza gelatinosa.

3. Cilia

Le ciglia si riferiscono alle molteplici, piccole proiezioni simili a peli che coprono tutto il corpo. Sono disposte in file longitudinali con una lunghezza uniforme in tutto il corpo dell’animale. Questa condizione è chiamata olotria. Ci sono anche alcune cilia più lunghe presenti all’estremità posteriore del corpo che formano un ciuffo caudale di cilia, così chiamato caudatum.

La struttura delle cilia è la stessa dei flagelli, una guaina fatta di protoplasto o membrana plasmatica con nove fibrille longitudinali a forma di anello. Le fibrille esterne sono molto più spesse di quelle interne e ogni ciglio nasce da un granulo basale. Le ciglia hanno un diametro di 0,2um e aiutano la locomozione.

4. Citostoma

Contiene le seguenti parti:

• Scanalatura orale: C’è una grande depressione obliqua poco profonda sul lato ventrio-laterale del corpo chiamata peristoma o solco orale. Questo solco orale dà un aspetto asimmetrico all’animale. Si estende ulteriormente in una depressione chiamata vestibolo attraverso un breve imbuto conico. Questo vestibolo si estende ulteriormente nel citostoma attraverso un’apertura di forma ovale, attraverso una lunga apertura chiamata citofaringe e poi l’esofago conduce al vacuolo alimentare.
• Citopigio: Sulla superficie ventrale, appena dietro il citostoma, si trova la citopigre, chiamata anche citopratto. Tutto il cibo digerito viene eliminato attraverso il citopigio.
• Citoplasma: Il citoplasma è un gelatinoso substancefurther differenziato in ectoplasma. L’ectoplasma è uno strato periferico stretto, denso e chiaro con una massa interna di endoplasma o plasmasol semifluido di forma granulare.
• Ectoplasma: L’ectoplasma forma uno strato sottile, denso e chiaro contenente ciglia, tricocisti e strutture fibrillari. Questo ectoplasma è ulteriormente legato alla pellicola esternamente attraverso un rivestimento.
• Endoplasma:L’endoplasma è una delle parti più dettagliate del citoplasma. Contiene diversi granuli. Contiene diverse inclusioni e strutture come vacuoli, mitocondri, nuclei, vacuolo alimentare, vacuolo contrattile ecc.
• Tricocisti: incorporati nel citoplasma ci sono piccoli corpi simili a fusi chiamati tricocisti. Le tricocisti sono piene di un denso fluido di rifrazione contenente sostanze gonfiate. C’è una testa conica sulla spiga all’estremità esterna. Le tricocisti sono perpendicolari all’ectoplasma.

5. Nucleo

Il nucleo consiste ulteriormente in un macronucleo e un micronucleo.

• Macronucleo: Il macronucleo è di forma renale o ellissoidale. È densamente imballato all’interno del DNA (granuli di cromatina). Il macronucleo controlla tutte le funzioni vegetative del paramecio, perciò è chiamato nucleo vegetativo.
• Micro nucleo: Il micronucleo si trova vicino al macronucleo. È una struttura piccola e compatta, di forma sferica. I sottili fili di cromatina e i granuli sono distribuiti uniformemente in tutta la cellula e controllano la riproduzione della cellula. Il numero in una cellula varia da specie a specie. Non c’è nessun nucleolo presente nel caudato.

6. Vacuolo

Il paramezio consiste di due tipi di vacuoli: vacuolo contrattile e vacuolo alimentare.

• Vacolo contrattile: Ci sono due vacuoli contrattili presenti vicino al lato dorsale, uno su ogni estremità del corpo. Sono pieni di fluidi e sono presenti in posizioni fisse tra l’endoplasma e l’ectoplasma. Scompaiono periodicamente e per questo sono chiamati organi temporanei. Ogni vacuolo contrattile è collegato ad almeno cinque-dodici canali radicali. Questi canali radicali consistono in una lunga ampolla, una parte terminale e un canale iniettore che è di piccole dimensioni e si apre direttamente nel vacuolo contrattile. Questi canali versano tutto il liquido raccolto dal corpo intero del paramecio nel vacuolo contrattile che fa aumentare le dimensioni del vacuolo. Questo liquido viene scaricato all’esterno attraverso un poro permanente. La contrazione di entrambi i vacuoli contrattili è irregolare. Il vacuolo contrattile posteriore è vicino alla citofaringe e quindi si contrae più rapidamente a causa del passaggio di più acqua. Alcune delle funzioni principali dei vacuoli contrattili includono osmoregolazione, escrezione e respirazione.
• Vacuolo alimentare: Il vacuolo alimentare non è contrattile e ha una forma approssimativamente sferica. Nell’endoplasma, la dimensione del vacuolo alimentare varia e digerisce particelle di cibo, enzimi insieme a una piccola quantità di fluido e batteri. Questi vacuoli alimentari sono associati ai granuli digestivi che aiutano nella digestione del cibo.

Caratteristiche

1. Habitat e habitat

Paramecium ha una distribuzione mondiale ed è un organismo a vita libera. Di solito vive nell’acqua stagnante di piscine, laghi, fossati, stagni, acqua dolce e acqua che scorre lentamente e che è ricca di materia organica in decomposizione.

2. Movimento e Alimentazione

Il suo corpo esterno è coperto da minuscole strutture di capelli chiamate ciglia. Queste ciglia sono in costante movimento e lo aiutano a muoversi con una velocità che è quattro volte la lunghezza del suo corpo al secondo. Così come l’organismo si muove in avanti, ruotando intorno al proprio asse, questo lo aiuta ulteriormente a spingere il cibo nella gola. Invertendo il movimento delle ciglia, il paramecio può muoversi nell’inversione pure.

attraverso un processo noto come fagocitosi, il cibo è spinto nell’esofago attraverso le ciglia che ulteriormente va nei vacuoli del cibo.

Il cibo viene digerito con l’aiuto di alcuni enzimi e acido cloridrico.Una volta che la digestione è completata, il resto del contenuto alimentare viene rapidamente svuotato nel citoprodotto, noto anche come pellicole.

L’acqua assorbita dall’ambiente circostante attraverso l’osmosi viene continuamente espulsa dal corpo con l’aiuto dei vacuoli contrattili presenti alle due estremità della cellula. P. bursaria è una delle specie che forma una relazione simbiotica con le alghe fotosintetiche.

In questo caso, il paramecio fornisce un habitat sicuro per l’alga per crescere e vivere nel proprio citoplasma, tuttavia, in cambio il paramecio potrebbe usare quest’alga come fonte di nutrimento nel caso ci sia una scarsità di cibo nei dintorni.

Paramecio si nutre anche di altri microorganismi come lieviti e batteri. Per raccogliere il cibo fa uso delle sue ciglia, facendo movimenti rapidi con le ciglia per attirare l’acqua insieme ai suoi organismi preda all’interno della bocca attraverso il suo solco orale.

Il cibo passa ulteriormente nell’esofago attraverso la bocca. Una volta che c’è abbastanza cibo accumulato un vacuolo si forma all’interno del citoplasma, circolando attraverso gli enzimi cellwith che entrano nel vacuolo attraverso il citoplasma per digerire il materiale alimentare.

Una volta che la digestione è completata il vacuolo inizia a ridursi e i nutrienti digeriti entrare nel citoplasma. Una volta che il vacuolo raggiunge l’anulus con tutti i suoi nutrienti digeriti, si rompe ed espelle tutto il suo materiale di scarto nell’ambiente.

3. Simbiosi

La simbiosi si riferisce alla relazione reciproca tra due organismi per beneficiare l’uno dell’altro. Alcune specie di parameci tra cui P. bursaria e P. chlorelligerum formano una relazione simbiotica con le alghe verdi da cui non solo prendono cibo e nutrienti quando necessario, ma anche una certa protezione da alcuni predatori come Didinium nasutum.

Sono state segnalate molte endosimbiosi tra le alghe verdi e i parameci con un esempio che è quello del batterio chiamato particelle Kappa che dà ai parameci il potere di uccidere altri ceppi di parameci che mancano di questo batterio.

4. Riproduzione

Come tutti gli altri ciliati, anche il paramecio è composto da uno o più micronuclei diploidi e da un macronucleo apolipoide e contiene quindi un doppio apparato nucleare.

La funzione del micronucleo è quella di mantenere la stabilità genetica e fare in modo che i geni desiderabili vengano passati alla generazione successiva. È anche chiamato il nucleo germinale o generativo.

Il macronucleo svolge un ruolo nelle funzioni non riproduttive della cellula, compresa l’espressione dei geni necessari per il funzionamento quotidiano della cellula.

Il paramecio si riproduce sessualmente tramite fissione binaria. I micronuclei durante la riproduzione subiscono la mitosi mentre i macronuclei si dividono per amitosi. Ogni nuova cellula, alla fine, contiene una copia di macronuclei e micronuclei dopo che la cellula subisce una divisione trasversale. La riproduzione attraverso la fissione binaria può avvenire spontaneamente.

Può anche subire l’autogamia (autofecondazione) in determinate condizioni. Può anche seguire un processo di riproduzione sessuale in cui c’è uno scambio di materiale genetico a causa dell’accoppiamento tra due parameci che sono compatibili per l’accoppiamento attraverso una fusione temporanea.

C’è una divisione meiotica del micronucleide durante la coniugazione che risulta in gameti aploidi e viene ulteriormente trasmesso da cellula a cellula. I vecchi micronuclei vengono distrutti e la formazione di un micronucleo diploide ha luogo quando i gameti di due organismi si fondono insieme.

Il parassita si riproduce per coniugazione e autogamia quando le condizioni non sono favorevoli e c’è scarsità di cibo.

5. Invecchiamento

C’è una graduale perdita di energia come risultato dell’invecchiamento clonale durante la divisione cellulare mitotica nella fase di fissione asessuata della crescita del paramecio.

P. tetraurelia è una specie ben studiata ed è noto che la cellula scade subito dopo 200 fissioni se la cellula si affida solo alla linea asessuata di clonazione invece della coniugazione e dell’autogamia.

C’è un aumento del danno al DNA durante l’invecchiamento clonale, in particolare il danno al DNA nel macronucleo che causa l’invecchiamento in P. tetraurelia. Secondo la teoria del danno al DNA dell’invecchiamento, l’intero processo di invecchiamento nei protisti unicellulari è lo stesso di quello degli eucarioti multicellulari.

6. Genoma

Sono state fornite forti prove per le tre duplicazioni dell’intero genoma dopo che il genoma della specie P. tetraurelia è stato messo in sequenza. In alcuni ciliati tra cui Stylonychia e Paramecium UAA e UAG sono designati come codoni di senso mentre UGA come codone di stop.

7. Apprendimento

Sono stati prodotti alcuni risultati ambigui, basati su esperimenti diversi, riguardo al fatto che il paramecium esibisca o meno il comportamento di apprendimento.

C’è stato uno studio pubblicato nel 2006 che ha mostrato che P. causatum può essere addestrato a differenziare tra livelli di luminosità attraverso una corrente elettrica di 6,5 volt. Per un organismo senza sistema nervoso, questo tipo di apprendimento è citato come un possibile caso di apprendimento epigenetico o memoria cellulare.

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