Autor Thema: Metachronie- eine kleine Zusammenschau  (Gelesen 177 mal)

Michael Plewka

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Metachronie- eine kleine Zusammenschau
« am: August 01, 2020, 19:45:48 Nachmittag »
hallo zusammen,

manche der im Folgenden dargestellten Bilder habe ich hier im Forum möglicherweise schon mal gezeigt.
Es ergibt sich aber im Laufe der Zeit, dass bestimmte Informationen unter einem anderen Aspekt nochmals sinnvoll sind.

Im Bereich der Mikrolebewelt spielen Cilien eine große Rolle. Man kann sich eine Cilie als eine flexible Röhre vorstellen, die sich aktiv durch im Innern befindliche Aktin und Dynein-Moleküle unter Energie(ATP)-verbrauch verbiegen kann.

Diese Verbiegung kann   eine Wasserbewegung hervorrufen, so dass einerseits unbeweglichen Zellen auf diese Weise mit dem Wasser Nahrungspartikel zugeführt werden (z.B.  bei Flagellaten wie z.B. Codonosiga hier:



Andererseits kann  eine cilientragende  Zelle sich selbst bewegen, d.h. also kriechen (Euglenozoen) oder schwimmen wie bei der Mallomonas hier zu sehen:




Es gibt also einzellige Lebewesen, die sich nur mittels einer oder zwei modifizierten Cilien (= Flagellen) fortbewegen, es gibt aber auch große Gruppen von  Organismen (u.a. Ciliaten, Rippenquallen, Rädertiere, Turbellarien), bei denen viele Cilien entweder die ganze Oberfläche oder aber Teile davon bedecken. Man kann sich sicherlich vorstellen, dass, wenn diese Cilien alle durcheinander schlagen würden, die Effektivität nicht sehr hoch wäre.

Für die Funktion ist deshalb die Koordination des Cilienschlags von entscheidender Bedeutung.

Die Effektivität des Cilienschlags kann zum einen  durch die räumliche Organisation bewirkt werden; z.B. sind bei vielen Ciliaten die Cilien in Reihen, sog. Membranellen  organisiert, zum anderen durch die zeitliche Koordination, d.h. in einem bestimmten Wimperfeld schlagen die Cilien zeitlich ud räumlich nacheinander und verursachen dabei das Bild einer übergeordneten Schwingung  /Welle (metachron) .

Dabei lassen sich nun verschiedene Bewegungsmuster bei den Cilien unterscheiden. Da gibt es zunächst mal den Fall, dass die Cilien (wie bei einer Peitsche oder einem Reptil) sich hin-und herbewegen und dabei ihre Ausrichtung verändern (Abb. nach Hausmann et al., verändert):


bzw.



Bei der  prinzipiell anderen Form findet  findet keine Änderung der Ausrichtung statt; die Cilie verbiegt sich (m.o.w. im Winkel von 180 Grad), dabei läuft der Ort der Verbiegung zyklisch über die einzelne Cilie, wobei sich durch die räumliche Koordination das Bewegungsmuster in zwei entgegengesetzten Richtungen erfolgen kann:




Die dabei entstehenden Bewegungsmuster haben einen besondere ästhetischen Reiz. Man kann sie sehr schön mit kurzen Belichtungszeiten (Blitz) fotografieren.

Hier nun ein paar Beispiele dazu:

Monodinium balbiani, ein Ciliat im Plankton. Apikalansicht:
mehr dazu hier: http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenProtista/01e-protista/e-Ciliata/e-source/Monodinium%20balbiani.html




Cyclotrichium viride, ebenfalls im Plankton vorkommend- hat in etwa die Form eines Hamburgers, wobei  sich der Cilienkranz auf der Ebene des Hackfleisch befinden würde. Das Viech bewegt sich senkrecht dazu, käme also in dieser Aufnahme ziemlich schnell auf den Beobachter zu.
mehr dazu hier: http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenProtista/01e-protista/e-Ciliata/e-source/Cyclotrichium%20viride.html




Das gleiche, nämlich die schnelle Bewegung senkrecht zum Ciliengürtel, findet sich bei Halteria grandinella. Es handelt sich in dieser Aufnahme allerdings um die oralen Cilien und nicht um äquatorialen Cirren, wobei letztere den Ciliaten auch zu einem "Sprung" befähigen.  Welche der beiden Gebilde aber für die schnelle Schwimm-Bewegung verantwortlich sind, ist mir nicht klar.
mehr dazu hier:http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenProtista/01e-protista/e-Ciliata/e-source/Halteria%20sp..html




Ebenfalls räselhaft ist für mich, wie diese Form des metachronen Cilienschlags bei Rimostrombidium lacustris zu der quadratischen Anordnung führt. mehr dazu hier:http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenProtista/01e-protista/e-Ciliata/e-source/Rimostrombidium%20lacustris.html




In Moosproben  findet man sehr häufig Phacodinum metchnikoffi, einen Ciliat mit einer interessanten Form, wobei sich die Oberfläche  u.a. durch Rippen auszeichnet:




Hier ein Bild der Cilien der adoralen Membranellenzone:



mehr dazu hier:http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenProtista/01e-protista/e-Ciliata/e-source/Phacodinium.html


 In einem Beitrag von mir dürfen natürlich die Rädertiere nicht fehlen. Auch bei diesem Rädertier (Pleuretra lineata) kann man sehr gut den metachronen Cilienschlag der Räderscheiben erkennen:



weitere Infos dazu hier: http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenTiere/Rotifers/01RotEng/source/Pleuretra_lineata.html


Viel Spaß beim Anschauen & beste Grüße
Michael Plewka


deBult

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Re: Metachronie- eine kleine Zusammenschau
« Antwort #1 am: August 01, 2020, 20:50:28 Nachmittag »
Michael

Thank you for this introduction into protozoa movement.

Best, Maarten
Reading the German language is OK for me, writing is a different matter though: my apologies.

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The correct number of scopes to own is N+1 (Where n is the number currently owned)