Spirostomum ambiguum

Martin Kreutz · Oktober 14, 2018, 14:16:48 NACHMITTAGS

Michael Müller · Oktober 15, 2018, 13:13:19 NACHMITTAGS

Hallo Martin,
ich möchte mich dafür bedanken, dass Du mir die Gelegenheit bietest, mehr über Spirostomum ambiguum zu lernen. Zur tolle Fotoqualität fallen mir keine Steigerungen mehr ein!

Ich habe vor Jahren mal bei Spirostomun sp. (ich glaube es war S. ambigium) versucht, die Zellkerne mit Methylgrün zu färben, und habe ebenfalls keine Mikronuklei gefunden. Ich dachte damals, dass diese vielleicht von den Makronuklei verdeckt werden oder sehr eng an sie anliegen. Da Du auch keine gefunden hast - ist es denn denkbar, dass es Ciliaten ohne (permanenten) Mikronukleus gibt?

Die Spirostomum-Exemplare, die ich bis jetzt gefunden habe, schienen mir eher weiß (also farblos) zu sein. Ist die von Dir gezeigte Farbe der Nahrung geschuldet?

Viele Grüße und Danke fürs Zeigen

Michael

Rawfoto · Oktober 15, 2018, 20:09:35 NACHMITTAGS

Hallo Martin

Danke, das ist wieder ein absoluter Spitzenbeitrag

Liebe Grüße

Gerhard

Martin Kreutz · Oktober 15, 2018, 20:55:54 NACHMITTAGS

Hallo Michael,

ein wesentliches Merkmal der Ciliaten ist der Kerndualismus. D.h. Makro- und Mikronukleus sind eigentlich immer vorhanden. Ich kenne bisher keine Ausnahme. Ich habe heute abend an weiteren 5 Exemplare von Spirostomum ambiguum die Kernverhältnisse genau untersucht und ich konnte wieder keine Mikronuklei eindeutig erkennen und zuordnen. Das heißt aber nichts. Sie müssen nicht dem Makronukleus angelagert sein, sondern können auch frei im Plasma liegen. Dann ist es besonders schwierig sie zu erkennen. Hat man es dann auch noch mit vollgefressenen Viechern zu tun, ist die Sache aussichtslos. Da hilft nur Färbung. Die Öltröpfchen unter der Pellikula habe ich mit dem 60 X Apo, HF, nicht abgeblendet, nochmal genau angeschaut. Sie sind bei meiner Population gelblich. Das hat aber auch nicht viel zu sagen. Wenn es wirklich Öltröpfchen sind (das ist anzunehmen), dann hängt deren Eigenfärbung evtl. von der aufgenommen Nahrung ab, wie Du vermutest.

Martin

Stefan K. · Oktober 15, 2018, 22:11:40 NACHMITTAGS

Hallo,
In diesem Artikel
wird der Mikronukleus von S. ambiguum abgebildet. Jedoch finden laut Literatur bei S. ambiguum nur selten Konjugationen statt. Außerdem gibt es tatsächlich rein asexuell reproduzierende Ciliatenstränge ohne Mikronukleus, wie hier beschrieben:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24885485. Demzufolge halte ich es für wahrscheinlich, dass S. ambiguum in der Umwelt zumeist in einer amikronucleaten Form vorkommt. Dies würde Erklären, warum auch hier keine Kleinkerne gefunden werden konnten.

Viele Grüße
Stefan

Martin Kreutz · Oktober 16, 2018, 21:09:19 NACHMITTAGS

Hallo Stefan,

vielen Dank für diese interessante Ergänzung! Diesen Artikel kannte ich nicht. Offensichtlich sind die Mikronuklei von Spirostomum ambiguum auch sehr klein. Eventuell sind sie sogar auf dem letzten Bild meines Beitrages abgebildet, aber durch die ähnlichen Formen des Granula im Plasma nicht eindeutig zu identifizieren. Ob es wirklich amikronucleate Ciliaten in der freien Natur gibt, die ohne Konjugation auskommen, bezweifel ich, kann es aber natürlich nicht beweisen. Ich habe den Zweck des Kerndualismus jedoch nicht nur in der Möglichkeit der Konjugation gesehen, sondern auch in dem stark beschleunigten Stoffwechsel der Ciliaten. In den Makronuklei werden bestimmte Genabschnitte für den "Tagesbedarf" tausendfach vervielfältigt, um genügend hohe Expressionsraten (z.B. von Proteinen) zu erzielen. Jedenfalls kann man festhalten, dass auch Spirostomum ambiguum Mikronuklei besitzt, auch wenn ich diese nicht erkannt habe.

Martin

MikroMicha · Oktober 17, 2018, 20:25:40 NACHMITTAGS

Hallo Martin,

wieder einmal ein toller Bericht von Dir, von dem man nur lernen kann, auch hinsichtlich Deiner (wieder einmal) hervorragenden Aufnahmen. Da gibt es meiner Meinung nach kaum noch Steigerungspotential.

Ich hatte Spriostomum auch mehrmals unter meinem Mikroskop und habe davon Videos angefertigt. Die adorale Membranellenzone (AZM), die sich wie ein "Reißverschluss" über ca. 2/3 der Zelllänge erstreckt, ist auf meinen Aufnahmen gut zu erkennen. Vor allem dann, wenn sich Spirostomum langsam um seine Längsachse dreht. Ebenfalls war bei meinen Exemplaren die Mundöffnung (MO) sicher zu erkennen. Vom Makronukleus oder gar Mikronukleus konnte ich nichts erkennen, was auch daran lag, dass meine Exemplare extrem undurchsichtig waren. Kontraktionsvorgänge konnte ich ebenfalls beobachten und auch auf Video bannen. Wenn Interesse besteht, gebe ich den Link meines Videos mal in die Runde. Aber gebt mir noch ein wenig Zeit für die Bearbeitung. Bei mir haben sich zwischenzeitlich so viele Video-Rohdatein angesammelt, ich komme mit der Bearbeitung und dem Schnitt gar nicht mehr so schnell nach $:-\$

Michael Plewka · November 01, 2018, 11:06:54 VORMITTAG

Hallo Martin,

kaum bin ich mal ein paar Tage offline, präsentierst Du hier wirklich sehr wert- und eindrucksvolle Beiträge, die in "früheren Zeiten" (als wir noch jung waren) mit Sicherheit im MIKROKOSMOS an berechtigtem Platz für die Ewigkeit aufgehoben worden wären. Ich konnte dadurch einiges lernen; deshalb besten Dank dafür.

Bei solchen Beiträgen ergeben sich natürlich auch neue Fragen und Anregungen.

So ist ja Spirostumum bekannt dafür, dass die Zelle rekordverdächtig schnell kontrahieren kann. Irgendwie scheinen Myoneme bei der Kontraktion eine Rolle zu spielen. Allerdings ist mir keine Literatur zugänglich, die diejenigen Strukturen zeigt, die dafür verantwortlich sind. Deshalb hier mal zwei Bilder vom selben Cortex von Spirostomum; das 1. Bild mit Fokus auf die Cilien:

das 2. Bild ein paar Mikrometer "tiefer" zeigt m.o.w. waagerechte Linien, von denen wiederum kleinere Elemente abzweigen (s.u.). Die Pfeilspitzen in beiden Bildern markieren eine identische Reihe. Verschiedenen Literaturstellen von Foissner entnehme ich, dass es sich dabei um Mikrotubulifasern handeln könnte. Stehen diese Fasern bzw. Strukturen im Zusammenhang mit der Kontraktionsfähigkeit von Spirostomum? Oder sind andere kontraktile Elemente dafür verantwortlich?

Du hattest ja die Pigmentgranula angesprochen und dabei auch auf die im Gegensatz dazu einheitliche Struktur von Stentor hingewiesen. Auch dazu eine Bemerkung bzw. Frage:

Ausgehend von "meinem" Bild 2 hier ein Ausschnitt (die Pfeile weisen auf dieselbe "Reihe" mit den nach unten abstehenden kleineren Elementen wie in den vorherigen Bildern):

Mit Fokus auf die Granula lassen sich m.E. zwei unterschiedliche Typen erkennen: Zum einen kleinere mit einem Durchmesser von ca. 0,5µm- 0,6 µm, die farblos und homogen erscheinen, zum anderen in etwa doppelt so große, gelblich erscheinende, welche inhomogen erscheinen (einige sind durch Pfeilspitzen markiert). Ich würde schon davon ausgehen, dass es zwei Größenklassen gibt. Welche Funktion diese Granula haben, ist mir unklar, allerdings habe ich dem Beitrag hier
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=32473.0
erwähnt, dass bei den Heterotrichen Stentor und Blepharisma eine Photosensivität auf der Basis der (Pigment-) granula nachgewiesen ist. Warum also nicht auch bei den verwandten Spirostomum -Arten?

Zum andern wird die Anzahl der Reihen von Pigmentgranula schon in der "Ciliatenrevision" von Foissner zur Artunterscheidung eingesetzt.
Dazu gibt es wohl auch eine aktuellere Arbeit mit dem Titel: "Focusing on Genera to Improve Species Identification: Revised Systematics of the Ciliate Spirostomum", die mir aber nicht zugänglich ist. Gibt man aber diesen Titel bei google ein, so wird zumindest ein gering aufgelöstes Bild gezeigt, das (u.a.) die Granula-Reihen für verschiedene Spirostomum-Arten zeigt. Hat jemand zufälligerweise Zugriff zu dieser Arbeit?

Zum Schluss noch ein Bild von der Zone der adoralen Membranelle von einem weiteren Spirostomum-Exemplar . Auch hier wieder derselbe Befund: einige Pfeilspitzen zeigen auf größere inhomogene Granula. Die Pfeile markieren hier noch eine Reihe von anderen Strukturen. ??Alveolen??, ??Mitochondrien??. Auffällig ist in diesem Bild auch, dass die Cilien immer paarweise angeordnet sind ??Dikinetid??

Viel Spaß beim Anschauen & beste Grüße
Michael Plewka

Martin Kreutz · November 01, 2018, 19:03:08 NACHMITTAGS

Hallo Michael (P.),

vielen Dank für die interessante Ergänzung! Besonders die fischgrätenartige Struktur der Mikrotubulilamellen ist mir so noch nicht aufgefallen. Das muss ich mir mal live anschauen. Die unterschiedliche Erscheinungsform des Granula kann viele Ursachen haben. Neben dem Lichteinfall mag auch der Ernährungszustand ein Rolle spielen. Jedenfalls als Bestimmungsmerkmal nicht geeignet. Ja, die paarig angeordneten Cilien sind die Dikinetiden. Laut Foissner ist diese Anordnung sehr verbreitet, besonders bei den Colpodiden. Ich selbst kenne es auch von Bursaria truncata.

Martin