Video: Symmetrie und Cilien

[Michael Plewka]

Hallo zusammen

Viele tümpelnde Mikroskopierende haben  sicherlich das ,,Rädern" bei den Rädertieren gesehen, welches eine besondere Bewegung der Cilienanordnung am Kopf (der Korona) der Tiere darstellt. Die charakteristische Eigenschaft  ist dabei die zeitlich versetzte Aktivität der einzelnen Cilien (Metachronie) der Korona, die in ihrer Gesamtheit dem menschlichen Auge als eine Drehbewegung erscheint.

Genau genommen besteht die Korona aus 3 Cilienfeldern (1.Trochus,  2.Circumapikales Band, 3.Cingulum),  welche je nach Rädertiergruppe verschieden ausgeprägt / entwickelt sind. (siehe auch unten stehendes Foto). Auch unterscheidet sich die Länge und Gruppierung der Cilien in diesen verschiedenen Felden bei den einzelnen Rädertiergruppen, so dass verschiedene Koronatypen unterschieden werden können.

Bei den bdelloiden Rädertieren der Ordnung Philodinida sind die Cilien des Trochus besonders deutlich zu erkennen.  Deren metachrone Wellenbewegung ist immer und ausnahmslos (von vorn betrachtet) entgegen dem Uhrzeigersinn, d.h. die Bewegung der Cilien ist asymmetrisch. Mehr dazu hier:

https://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenTiere/Rotifers/01RotEng/E-TL/ID_Bdelloid/morphology/src%20/E_02_frontal_aspects.html

(An dieser Stelle auch noch mal der Hinweis, das diese metachrone Bewegung unabhängig von  der Schlagrichtung der Cilien ist.)
Dabei ist bekannt, dass diese Drehrichtung nicht durch Nerven  gesteuert wird, demzufolge also eine Eigenschaft derjenigen Zellen sein  muss, von denen die Cilien entspringen.

Andererseits gibt es einige Rädertiergruppen, vor allem planktischer Rädertiere (z.B. Asplanchna, Brachionus, Keratella, Synchaeta),  bei denen die metachrone Bewegung von vorn gesehen immer im Uhrzeigersinn verläuft. Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um Cilien des hinteren Kranzes (Cingulum). Überprüft ist das aber (noch) nicht

Abgesehen von diesen 3 ringförmigen Cilienkränzen gibt es es noch ein V-förmiges Cilienfeld (Bukkalfeld) im MundBereich, das die Nahrungspartikel in den Kaumagen befördert. 

Um dieses Bukkalfeld geht es in dem verlinkten Video:

https://www.youtube.com/watch?v=_Wm-mvvG7Ec


Bei allen in dem Video gezeigten Arten  ist hier eine bilateralsymmetrische  metachrone Bewegung zu beobachten, welche interessanterweise bei manchen Arten  zum Kaumagen (Mastax) hin (z.B. Adineta), bei anderen Arten  (z.B: Abrochtha) vom Kaumagen weg gerichtet ist (wohlgemerkt: es geht nicht um die Schlagrichtung der Cilien!); bei einigen  ist sogar beides zu beobachten (Philodina alata). Hier   ein Bild des Kopfs von letzterem  Viech:


Es bedeuten: tr: Trochus; cab: cirkumapikales Band; ci: Cingulum; bf: Bukkalfeld. Die Pfeile (grün / blau) geben die Richtung der metachronen Wellen an. Möglicherweise sind die mit Asterisk markierten Bereiche Zellen, an denen die vorderen Cilien (blaue Pfeile) inserieren.


Möglicherweise sind also hier die Cilien selbst chiral.
Ich behaupte jetzt mal: keiner weiß das; zumindest  nicht  bei  Rädertieren.


Wie immer sind die Aufnahmen hier mit  zeitlich hoher Auflösung   300 fps aufgenommen; teilweise wurde die Wiedergabegeschwindigkeit aus didaktischen Gründen variiert.
Dazu noch eine Anmerkung: die Konsequenz dieser hohen zeitlichen Auflösung ist die geringe räumliche Auflösung: ,,Full HD" entspricht ja ca. 2 Megapixel im Bild,  was aber vollkommen ausreicht, um
1. Cilien darzustellen
und
2.  Sachverhalte über Cilien herauszufinden, die bisher unbekannt waren.

Das mal vor dem Hintergrund der Diskussion hier:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=51605.0


Beste Grüße
Michael Plewka

[Goldfuss]

Excellent information and video!

[Siegfried]

Hallo Michael,
ein für mich hoch interessanter und lehrreicher Beitrag. Danke dafür. du zeigst uns ein spitzen Video.     

  lg von Siegfried

[Spectrum]

Hallo Michael,
Danke für diese Informationen und ein Video das einem wieder einmal den Mund offen stehen lässt.
Beeindruckend!
Beste Grüße Holger

[Rawfoto]

Hallo Michael, dan kann man nur gratulieren, da werden Abläufe wirklich gut sichtbar, habe ich so noch nie gesehen.

Liebe Grüße

Gerhard

[Peter T.]

Hallo Michael,

wirklich fantastische Aufnahmen in toller Qualität!

[Michael Plewka]

Hallo zusammen,

vielen Dank für die netten Kommentare!


Beste Grüße
Michael Plewka