• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ultra szybka kamera wideo pokazuje jak pływają glony

    28.07.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych, odkryli, w jaki sposób pojedyncze komórki glonów zmieniają kierunek w czasie pływania. Wykorzystali ultra szybką kamerę, aby badać ruch wici - przydatków podobnych do włosów, które są wykorzystywane przez jednokomórkowy gatunek glonów, zwany Chlamydomonas reinhardtii, do poruszania się w wodzie.

    Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Science, zostały w części sfinansowane z projektu CYCLOSIS (Biofizyka ruchu cytoplazmy u Chara corallina), sfinansowanego z programu "Ludzie" Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Odkrycia mają istotne znaczenie, ponieważ wici występują u wielu organizmów i de facto są niemal identyczne z rzęskami na komórkach w organizmie człowieka. Koordynacja rzęsek czy wici ma kluczowe znaczenie dla wielu ważnych procesów, w tym ruchu, czucia, rozwoju i transport płynów w układzie oddechowym. Niemniej sposób, w jaki te struktury kontrolują poruszanie się jest prawie nieznany.

    Podczas ostatnich badań naukowcy odkryli, że glony wyposażone są w dwa odrębne "biegi". Przez większość czasu ruchy wici komórki są synchronicznie, co wygląda tak, jakby komórka pływała stylem klasycznym. Wtedy porusza się w linii prostej. Jednakże, co kilka sekund, wici poruszają się asynchronicznie, wywołując gwałtowną zmianę kierunku.

    Analiza matematyczna ruchu pokazuje, że dwie wici są "sprzężonymi oscylatorami", które synchronizują swój ruch w sposób podobny do migania świetlików lub "meksykańskiej fali" na stadionie. Zdaniem naukowców sprzężenie jest efektem przepływu płynu wywołanego ruchem wici. Badania te przynoszą pierwszy, bezpośredni dowód na to, że synchronizacja jest wywoływana przez interakcje hydrodynamiczne.

    "Wyniki pokazują, że synchronizacja wici jest znacznie bardziej złożonym zagadnieniem, niż dotychczas sądzono i wiąże się z wrażliwą współzależnością regulacji komórkowej, hydrodynamiki i zakłóceń biochemicznych" - zauważa profesor Raymond Goldstein z Wydziału Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Cambridge w Wlk. Brytanii.

    W powiązanym artykule, Roman Stocker i William Durham z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA rozważają czy "zygzakowaty" ruch C. reinhardtii może pomagać glonom w wymykaniu się drapieżnikom.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Science:
    http://www.sciencemag.org

    Uniwersytet Cambridge:
    http://www.cam.ac.uk/

    Film wideo o pływających glonach można znaleźć tutaj:
    http://www.vimeo.com/5592484

    Źródło danych: Science; Uniwersytet Cambridge
    Referencje dokumentu: Polin, M. et al. (2009) Chlamydomonas swims with two 'gears' in a eukaryotic version of run-and-tumble locomotion. Science 325: 487-490. DOI: 10.1126/science.1172667

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kinetosom (gr. kinetós = ruchomy, sóma = ciało), ciałko podstawowe – zanurzona w cytoplazmie komórki dolna część pęczku mikrotubul tworzących wici i rzęski. Jest to twór homologiczny do centrioli, odpowiedzialny za ruch wici oraz rzęsek. Koordynację ruchu umożliwia połączenie kinetosomów systemem neurofibryli. W organizmie ludzkim występuje np. w plemnikach. Rzęski (łac. cilia) - cienkie wypustki cytoplazmatyczne, osadzone na ciałkach podstawowych i pełniące w zasadzie jedną zasadniczą funkcję: ruchową. Występują w niektórych komórkach eukariotycznych. Pod względem budowy niewiele różnią się od wici, są jednak od nich proporcjonalnie krótsze i inny jest mechanizm ich ruchu. Jednakże w przeciwieństwie do wici organizmów prokariotycznych, które są wytworem cytoplazmy, ale powstają na powierzchni komórki, rzęski są wypustkami cytoplazmy. Wewnątrz wypustek znajdują się mikrotubule o wzorze 9*2+2, to znaczy, że dwie mikrotubule znajdują się w centrum rzęski a 9 dwójek w części peryferycznej. Mikrotubule połączone są między sobą białkiem dyneiną. Pływka, zoospora, planospora – zarodnik wytwarzany w procesie rozmnażania bezpłciowego występujący u śluzowców (u których nazywany jest myksomonadą), niektórych glonów i grzybów. Najczęściej jest to haploidalna komórka zdolna do poruszania się w wodzie za pomocą wici lub rzęsek. Tworzona jest w zarodniach pływkowych (zoosporangiach).

    Metabolia ((gr.) μεταβολη – zmiana) – zdolność niektórych wiciowców do zmiany kształtu komórki. Specyfika tych zmian wynika z tego, że komórki te są okryte stosunkowo sztywną powłoką, więc możliwości modyfikacji ich kształtu są mocno ograniczone, w odróżnieniu od zmian kształtu ciała protistów o pełzakowatym ciele. Efektem metabolii są ruchy metaboliczne (euglenoidalne). Podczas tych ruchów komórka wygina się, rozciąga, ścieśnia, obraca itp. Ruchy te mogą mieć charakter ruchu ślizgowego i działać na zasadzie kinezy, podczas gdy standardowym sposobem poruszania się większości euglenin jest ruch za pomocą wici, który może mieć charakter taksji. W warunkach laboratoryjnych można je wywołać przez zwiększenie oświetlenia (fotokineza), dodanie jonów wapnia, detergentu (który prawdopodobnie zwiększa przepuszczalność błony komórkowej dla rozpuszczonego w wodzie wapnia) lub kofeiny, a zahamować cyjankami. Mechanizm ruchów metabolicznych polega na wzajemnym przemieszczaniu się pasków pellikuli i wydzielaniu śluzu. U Euglena fusca ruch ślizgowy będący skutkiem metabolii osiąga prędkość 0,4 μm/s. Groteska – ornament roślinny powstały w starożytności. Groteska składa się z wici roślinnej, w którą nierozerwalnie są wplecione inne elementy, takie jak postacie ludzkie, zwierzęta, części uzbrojenia, obrazy, owoce i inne. Groteska może także być pozbawiona wici, zamiast której występuje ornament popularny w danej epoce (tzw. groteska stelażowa).

    Choanocyt, komórka kołnierzykowa – jednowiciowa, owalna lub okrągła komórka wewnętrznej (gastralnej) warstwy ciała gąbek (Porifera) wykazująca duże podobieństwo do wiciowców kołnierzykowych (Choanoflagellata). Komórki kołnierzykowe wyposażone są w pojedyncze wici otoczone wieńcem 30–40 mikrokosmków. W typie askon są skierowane do spongocelu, w typie sykon występują w komorach promienistych, a w typie leukon tylko w koszyczkach. Komórki te dzięki ruchom wici wymuszają przepływ wody z tlenem i cząstkami pokarmu przez spongocel gąbki. Mają zdolność pinocytozy oraz trawienia pokarmu, który następnie jest przekazywany archeocytom, gdzie następuje ostateczne trawienie w wodniczkach trawiennych. Przy wejściu do komór niektórych gąbek występują choanocyty wpustowe (apopylechoanocyty) regulujące wpływ wody. Undulipodia (l.poj. undulipodium) - organelle występujące u wielu pierwotniaków np. u orzęsków, płazińców, które pełnią funkcję narządów ruchu. Występują pod postacią rzęsek lub wici. Ruch odbywający się przy użyciu tych organelli nazywany jest ruchem undulipodialnym.

    Bruzdnice (Dinoflagellata) – glony zaliczane niegdyś do gromady tobołków, jedna z grup Protista. Większość bruzdnic to organizmy jednokomórkowe, choć czasami można spotkać je w postaci kolonii. Bruzdnice często posiadają pancerzyk składający się z płytek celulozowych oraz dwie wici. Duża część organizmów należących do klasy Dinoflagellata to endosymbionty koralowców, małży, meduz. Bruzdnice endosymbiotyczne pozbawione są płytek celulozowych i wici. Takie bruzdnice zwane są zooksantelami (Zooxanthellae). Poprzez proces fotosyntezy dostarczają one swojemu gospodarzowi niezbędnych związków organicznych. Te bruzdnice, które nie posiadają zdolności fotosyntezy, najczęściej pasożytują na swoim gospodarzu.

    Dodano: 28.07.2009. 15:11  


    Najnowsze