Paramecium is een eencellig organisme met een vorm die lijkt op de zool van een schoen. Het varieert in grootte van 50 tot 300um, variërend van soort tot soort. Het wordt meestal aangetroffen in een zoetwatermilieu.

Het is een eencellige leukogene die behoort tot het koninkrijk Protista en is een bekend geslacht van ciliateprotozoa.

Zo behoort het ook tot het phylum Ciliophora. Zijn hele lichaam is bedekt met kleine haarachtige filamenten, cilia genaamd, die helpen bij de voortbeweging. Er is ook een diepe mondgroef die niet zo duidelijke orale trilharen bevat. De belangrijkste functie van deze trilhaartjes is het helpen bij zowel de voortbeweging als het slepen van het voedsel naar de mondholte.

Indeling van Paramecium

Paramecium kan worden ingedeeld in de volgende fylum en subphylum op basis van hun bepaalde kenmerken.

• Phylum Protozoa
• Sub-Phylum Ciliophora
• Klasse Ciliaten
• Orde Hymenostomatida
• Genus Paramecium
• Soort Caudatum

Bekende ciliate protozoën, vertoont paramecium een hoog niveau van celdifferentiatie met verscheidene complexe organellen die een specifieke functie vervullen om zijn overleving mogelijk te maken.

Naast een zeer gespecialiseerde structuur, heeft het ook een complexereproductieve activiteit. Van de in totaal 10 soorten Paramecium zijn de twee meest voorkomende P.aurelia en P.caudatum.

Structuur en functie

1. Vorm en grootte

P.cadatum is een amicroscopisch, eencellig protozoön. Zijn grootte varieert van 170 tot 290um of tot 300 tot 350um. Verrassend genoeg is paramecium met het blote oog zichtbaar en heeft het een langwerpige pantoffelachtige vorm, daarom wordt het ook wel pantoffeldiertje genoemd.

Het achterste uiteinde van het lichaam is spits, dik en kegelvormig, terwijl het voorste deel breed en stomp is. Het breedste deel van het lichaam ligt onder het midden. Het lichaam van een paramecium is asymmetrisch. Het heeft een goed gedefinieerd ventraal of oraal oppervlak en een convex aboraal of dorsaal lichaamsoppervlak.

2. Pellicula

Het hele lichaam is bedekt met een soepel, dun en stevig membraan dat pellicula wordt genoemd. Deze pellikels zijn elastisch van aard en ondersteunen het celmembraan. Het bestaat uit een gelatineachtige substantie.

3. Cilia

Cilia verwijst naar de veelvoudige, kleine haarachtige uitsteeksels die het hele lichaam bedekken. Ze zijn gerangschikt in overlangse rijen met een uniforme lengte over het gehele lichaam van het dier. Deze toestand wordt holotrichous genoemd. Er zijn ook enkele langere cilia aanwezig aan het achtereinde van het lichaam, die een caudaal plukje cilia vormen, dat caudatum wordt genoemd.

De structuur van cilia is dezelfde als die van flagellen, een omhulsel van protoplast of plasmamembraan met overlangse negen fibrillen in de vorm van een ring. De buitenste fibrillen zijn veel dikker dan de binnenste en elk cilium komt voort uit een basale korrel.Cilia hebben een diameter van 0,2um en helpt bij de voortbeweging.

4. Cytostome

Het bevat de volgende delen:

• Oral groove: Aan de ventrio-laterale zijde van het lichaam bevindt zich een grote schuine ondiepe holte die peristome of mondgroef wordt genoemd. Deze mondgroef geeft eenasymmetrisch uiterlijk aan het dier. Hij loopt verder uit in een holte die vestibule wordt genoemd via een korte kegelvormige trechter. Deze vestibule strekt zich verder uit in de cytostome door een ovaalvormige opening, door een lange opening cytopharynx genoemd en dan leidt de slokdarm naar de voedsel vacuole.
• Cytopyge: Op het ventrale oppervlak, vlak achter het cytostoom, bevindt zich de cytopyge, ook wel cytoproct genoemd. Al het verteerde voedsel wordt via de cytopyge uitgescheiden.
• Cytoplasma: Het cytoplasma is een geleiachtige substantie die verder is onderverdeeld in het ectoplasma. Het ectoplasma is een smalle perifere laag. Het is een dichte en heldere laag met een binnenmassa van endoplasma of halfvloeibare plasmastof die korrelig van vorm is.
• Ectoplasma:Ectoplasma vormt een dunne, dichte en heldere buitenlaag die cilia, trichocysten en fibrillaire structuren bevat. Dit ectoplasma is verder aan de pellicula extern gebonden door een bekleding.
• Endoplasma:Het endoplasma is een van de meest gedetailleerde delen van het cytoplasma. Het bevat verschillende granules. Het bevat verschillende insluitingen en structuren zoals vacuolen, mitochondriën, kernen, voedselvacuole, samentrekkende vacuole enz.
• Trichocysten:Ingebed in het cytoplasma zijn kleine spindelachtige lichaampjes die trichocysten worden genoemd. Trichocysten zijn gevuld met een dichte brekingsvloeistof die opgezwollen stoffen bevat. Aan het buitenste uiteinde bevindt zich een kegelvormige kop op de spil. Trichocysten staan loodrecht op het ectoplasma.

5. Nucleus

De nucleus bestaat verder uit een macronucleus en een micronucleus.

• Macronucleus: Macronucleus is niervormig of ellipsoïdaal van vorm. Het is dicht opeengepakt binnen het DNA (chromatine korrels). De macronucleus controleert alle vegetatieve functies van paramecium vandaar de naam vegetatieve kern.
• Micro Nucleus: De micronucleus bevindt zich dicht bij de macronucleus. Het is een kleine en compacte structuur, sferisch van vorm. De fijne chromatinedraden en -korrels zijn gelijkmatig over de cel verdeeld en regelen de reproductie van de cel. Het aantal in een cel varieert van soort tot soort. Er is geen nucleolus aanwezig in caudatum.

6. Vacuole

Paramecium bestaat uit twee soorten vacuolen: contractiele vacuole en voedselvacuole.

• Contractiele vacuole: Er zijn twee contractiele vacuolen aanwezig dicht bij de dorsale zijde, één aan elk uiteinde van het lichaam. Zij zijn gevuld met vloeistoffen en bevinden zich op vaste plaatsen tussen het endoplasma en het ectoplasma. Zij verdwijnen periodiek en worden daarom tijdelijke organen genoemd. Elke samentrekkende vacuole is verbonden met ten minste vijf tot twaalf radicale kanalen. Deze radicale kanalen bestaan uit een lang ampulla, een eindgedeelte en een injectorkanaal dat kort van omvang is en rechtstreeks uitkomt in de contractiele vacuole. Deze kanalen gieten alle uit het hele lichaam van paramecium verzamelde vloeistof in de samentrekkende vacuole, waardoor deze in omvang toeneemt. Deze vloeistof wordt naar buiten afgevoerd via een permanente porie. De samentrekking van beide contractiele vacuolen is onregelmatig. De achterste contractiele vacuole ligt dicht bij de cytofarynx en trekt dus sneller samen omdat er meer water doorheen stroomt. Enkele van de belangrijkste functies van samentrekkende vacuolen zijn osmoregulatie, uitscheiding en ademhaling.
• Voedselvacuole: De voedselvacuole is niet samentrekbaar en is ruwweg bolvormig. In het endoplasma varieert de grootte van de voedselvacuole en verteert voedselpartikels, enzymen naast een kleine hoeveelheid vloeistof en bacteriën. Deze voedselvacuolen zijn geassocieerd met de verteringskorrels die helpen bij de voedselvertering.

Kenmerken

1. Habitat en habitat

Paramecium is wereldwijd verspreid en is een vrij levend organisme. Het leeft gewoonlijk in stilstaand water van plassen, meren, sloten, vijvers, zoetwater en langzaam stromend water dat rijk is aan rottend organisch materiaal.

2. Beweging en voeding

Het buitenlichaam is bedekt met minuscule haarachtige structuren, cilia genaamd. Deze trilhaartjes zijn voortdurend in beweging en helpen het organisme zich voort te bewegen met een snelheid die vier keer zijn lichaamslengte per seconde bedraagt. Net zoals het organisme zich voortbeweegt, draait het rond zijn eigen as en helpt het zo om het voedsel in de slokdarm te duwen. Door de beweging van de trilhaartjes om te keren, kan de paramecium ook in de omgekeerde richting bewegen.

Door een proces dat bekend staat als fagocytose, wordt het voedsel door trilhaartjes in de slokdarm geduwd, die vervolgens in de voedselvacuolen terechtkomt.

Het voedsel wordt verteerd met behulp van bepaalde enzymen en zoutzuur.Zodra de vertering is voltooid, wordt de rest van de voedselinhoud snel geledigd in cytoproct, ook bekend als de pellikels.

Het water dat door osmose uit de omgeving wordt geabsorbeerd, wordt voortdurend uit het lichaam verdreven met behulp van de samentrekkende vacuolen die aan beide uiteinden van de cel aanwezig zijn. P. bursaria is een van de soorten die een symbiotische relatie vormt met fotosynthetische algen.

In dit geval biedt het paramecium een veilige habitat voor de alg om te groeien en te leven in zijn eigen cytoplasma, maar in ruil daarvoor kan het paramecium deze alg gebruiken als voedingsbron in geval van voedselschaarste in de omgeving.

Paramecium voedt zich ook met andere micro-organismen zoals gisten en bacteriën. Om het voedsel te verzamelen maakt het gebruik van zijn trilharen, waarbij het snelle bewegingen maakt met trilharen om het water samen met zijn prooi organismen in de mondopening te trekken door zijn mondgroef.

Het voedsel gaat verder door de mond in de slokdarm. Zodra zich voldoende voedsel heeft opgehoopt, vormt zich binnen het cytoplasma een vacuole, die door de cel circuleert, waarbij enzymen via het cytoplasma de vacuole binnendringen om het voedsel te verteren.

Als de vertering is voltooid, begint de vacuole te krimpen en komen de verteerde voedingsstoffen in het cytoplasma terecht. Zodra de vacuole met alle verteerde voedingsstoffen de anaalporie bereikt, scheurt hij en drijft al zijn afvalmateriaal uit in het milieu.

3. Symbiose

Symbiose verwijst naar de wederzijdse relatie tussen twee organismen om van elkaar te profiteren. Sommige soorten paramecium, waaronder P. bursaria en P. chlorelligerum, vormen een symbiotische relatie met groene algen, waaruit zij niet alleen voedsel en voedingsstoffen halen wanneer dat nodig is, maar ook enige bescherming tegen bepaalde roofdieren zoals Didinium nasutum.

Er is veel endosymbiose gerapporteerd tussen de groene algen en paramecium met als voorbeeld dat van de bacterie genaamd Kappa particles die paramecium de kracht geeft om andere paramecium stammen te doden die deze bacterie niet hebben.

4. Voortplanting

Net als alle andere parameciliaatachtigen bestaat ook paramecium uit een of meer diploïde micronuclei en een apolypoïde macronucleus, die dus een dubbel kernapparaat bevatten.

De functie van de micronucleus is de genetische stabiliteit te handhaven en ervoor te zorgen dat de gewenste genen worden doorgegeven aan de volgende generatie. Het wordt ook wel de kiembaan of generatieve kern genoemd.

De macronucleus speelt een rol in niet-reproductieve celfuncties, waaronder de expressie van genen die nodig zijn voor het dagelijks functioneren van de cel.

Paramecium plant zichasexueel voort door binaire deling. De micronuclei ondergaan tijdens de voortplanting mitose, terwijl de macronuclei zich delen door middel van amitose. Elke nieuwe cel bevat uiteindelijk een kopie van macronuclei en micronuclei nadat de cel een transversale deling heeft ondergaan. Voortplanting door binaire splijting kan spontaan plaatsvinden.

Het kan ook autogamie (zelfbevruchting) ondergaan onder bepaalde voorwaarden. Zij kan ook een seksueel voortplantingsproces volgen waarbij genetisch materiaal wordt uitgewisseld door paring tussen twee paramecia die compatibel zijn voor paring door een tijdelijke fusie.

Tijdens de conjugatie vindt een meiotische deling van de micronucleïden plaats, die haploïde gameten oplevert en verder van cel tot cel wordt doorgegeven. De oude micronuclei worden vernietigd en de vorming van een diploide micronuclei vindt plaats wanneer gameten van twee organismen samensmelten.

Paramecium plant zich voort door middel van conjugatie en autogamie wanneer de omstandigheden niet gunstig zijn en er een schaarste aan voedsel is.

5. Veroudering

Er is een geleidelijk verlies van energie als gevolg van klonale veroudering tijdens de mitotische celdeling in de asexuele splitsingsfase van de groei van paramecium.

P. tetraurelia is een goed bestudeerde soort en het is bekend dat de cel direct na 200 splitsingen afsterft als de cel alleen vertrouwt op de asexuallijn van klonering in plaats van conjugatie en autogamie.

Er is een toename van de DNA-beschadiging tijdens klonale veroudering, met name de DNA-beschadiging in de macronucleus die veroudering veroorzaakt bij P. tetraurelia. Volgens de DNA-beschadigingstheorie van veroudering is het hele verouderingsproces bij eencellige protisten hetzelfde als dat van de meercellige eukaryoten.

6. Genoom

Nauwkeurig bewijs voor de drie verdubbelingen van het gehele genoom is geleverd nadat het genoom van de soort P. tetraurelia was gesequenced. In sommige ciliaten, waaronder Stylonychia en Paramecium, worden UAA enUAG aangeduid als sense codons, terwijl UGA als stop codon fungeert.

7. Leren

Er zijn enkele dubbelzinnige resultaten verkregen, gebaseerd op verschillende experimenten met betrekking tot de vraag of Paramecium al dan niet leergedrag vertoont.

Er is een studie gepubliceerd in 2006 waaruit bleek dat P. causatum kan worden getraind om onderscheid te maken tussen helderheidsniveaus door middel van een elektrische stroom van 6,5 volt. Voor een organisme zonder zenuwstelsel wordt dit type bevinding genoemd als een sterk mogelijk voorbeeld van epigenetisch leren of celgeheugen.

Terug naar leren over Ciliaten

Terug van Paramecium naar Eencellige Organismen Hoofdpagina

Terug naar de hoofdpagina van het koninkrijk Protista