The Euplotes march - a detailed look on cirri

[Ariel Qassis]

Hi,
here is a a detailed look of Euplotes cirri.
Inverted & upright, 20-100x, NIC.
Enjoy 

[Spectrum]

Hello Ariel,
Here it comes again...
The footage that simply blows me away!
I always wondered how poweful hypotrichs are.
You really have to pin them down under the coverslip to prevent them from moving forward.
Your video shows why.
Besides the fact, that these cirri gathering strenght in "fascicles" via microtubule bundles, there is another interesting feature:
The britstle like structures.
That's what gives the strong grip on several surfaces when Euplotes and it's relatives stalk above the surface.
I wonder if there is also some kind of "gecko-tech" (van der Waals forces) involved here???
And last but not least:
When I dig the Internet about further information I also found this very interesting paper about the interaction between different cirri during motion:

https://www.researchgate.net/publication/362663190_A_unicellular_walker_controlled_by_a_microtubule-based_finite-state_machine

It seems Euplotes uses, what the author called "mediate gait coordination".
Mindblowing!

Deutsche Übersetzung:

Hallo Ariel,
da sind sie wieder...
Deine atemberaubenden Aufnahmen die mich einfach nur staunen lassen!

Ich habe mich immer gefragt, wie kräftig Hypotriche sind.
Man muss sie ja regelrecht unter dem Deckglas "festpinnen", damit sie sich nicht weiter vorwärts bewegen können.
Dein Video zeigt auch, warum.
Abgesehen davon, dass diese Cirren ihre Kraft mitrels Bündeln die durch Mikrotubuli vernetzt sind, sammeln, gibt es noch ein weiteres interessantes Merkmal:
Die pinselartigen Strukturen.
Sie verleihen Euplotes und seinen Verwandten den festen Halt auf verschiedenen Oberflächen, wenn sie darüber klettern.
Ich frage mich, ob hier auch eine Art ,,Gecko-Technik" (Van-der-Waals-Kräfte) eine Rolle spielt?

Und zu guter Letzt: Bei meiner Internetrecherche stieß ich auf diese sehr interessante Arbeit über die Interaktion der verschiedener Cirren während der Bewegung:

https://www.researchgate.net/publication/362663190_A_unicellular_walker_controlled_by_a_microtubule-based_finite-state_machine

Euplotes scheint eine Art ,,vermittelte Gangkoordination" zu nutzen, wie der Autor es nennt. Faszinierend!

Greetings Holger

[Ariel Qassis]

Hi Holger,
Indeed its a fascinating subject.
Do you think van der Waals force applies in aquatic area?

[Spectrum]

Hi Ariel,

Indeed its a fascinating subject.
Do you think van der Waals force applies in aquatic area?

Van der Waal forces are also prominent under water. But in water there are also the dipole-dipole forces of the polar H2O molecules wich are stronger than the van der Waals ones.
That's the reason why the gecko slips down the terrarium wall if he steps on a drop of water...
The water stays as a thin film between the microscopic "spatula" like endings of the setae.
But there is a way to undergo this problem...
In Bionic research they found out, that certain ultrathin coatings on this kind of nanostructure have intersting effects.
If you apply a small layer of certain amino acids on Gecko tape, it also sticks under water. You can rip it off and reuse it like the regular Gecko tape adhesive...
The amino acid used here, is copied from the "glue" moussels and barnacles use.

Übersetzung:
Van-der-Waals-Kräfte spielen auch unter Wasser eine wichtige Rolle. Allerdings wirken im Wasser zusätzlich die Dipol-Dipol-Kräfte der polaren H₂O-Moleküle, die stärker sind als die Van-der-Waals-Kräfte.

Deshalb rutscht der Gecko an der Terrarienwand ab, wenn er auf einen Wassertropfen tritt. Das Wasser bildet einen dünnen Film zwischen den mikroskopisch kleinen, spatelförmigen Enden der Setae.

Es gibt jedoch eine Lösung für dieses Problem. In der bionischen Forschung wurde entdeckt, dass bestimmte ultradünne Beschichtungen auf solchen Nanostrukturen interessante Effekte haben.

Trägt man eine dünne Schicht bestimmter Aminosäuren auf Gecko-Klebeband auf, haftet es auch unter Wasser. Man kann es abziehen und wie das normale Gecko-Klebeband wiederverwenden. Die verwendete Substanz ist dem ,,Klebstoff" nachempfunden, den Muscheln und Seepocken verwenden.

Wäre interessant zu wissen ob das bei Euplotes und Co auch so funktioniert...

Neugierige Grüße Holger

[Ariel Qassis]

Fascinating, thanks!