Zoothamnium niveum
|
|
| Zoothamnium niveum | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| (orankad): | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: |
Zoothamniidae
|
| Släkte: | |
| Arter: |
Z. niveum
|
| Binomialt namn | |
|
Zoothamnium niveum
Ehrenberg , 1838
|
|
Zoothamnium niveum är en art av ciliatprotozoer som bildar fjäderformade kolonier i marina kustmiljöer . Ciliaten bildar en symbios med svaveloxiderande kemosyntetiska bakterier av arten " Candidatus Thiobios zoothamnicoli", som lever på ytan av kolonierna och ger dem sin ovanliga vita färg.
Egenskaper
De iögonfallande vita och fjäderformade kolonierna består av individuella klockformade celler som kallas zooider . Stjälkarna av enskilda celler växer från en enda central stjälk. Kolonier kan nå en längd på upp till 15 mm, bildade av hundratals enskilda zooider, var och en med en längd på endast 120 µm. En hel koloni kan dra ihop sig till ett bollformat gäng genom sammandragningen av myonemes i deras stjälkar.
Den vita färgen produceras av kemolitoautotrofa svaveloxiderande bakterier, som täcker hela ytan av Z. niveum -kolonin. Hos de flesta andra arter av Zoothamnium är bakterier bara kända för att täcka stjälkarna. Bakterierna innehåller elementärt svavel , som verkar vita. Z. niveum verkar färglös när bakterierna är frånvarande.
Liksom i andra ciliater upprätthåller en kontraktil vakuol den osmotiska balansen för cellen och gör att den kan överleva saltkoncentrationerna i både marint och bräckt vatten. Vakuolen är belägen i Z. niveum direkt under läppen på peristomen .
Polymorfism
De flesta ciliater lever som encelliga organismer i vattenmiljöer, och encellen utför alla livets funktioner, såsom näring, ämnesomsättning och reproduktion. Kolonier av Z. niveum är sammansatta av många individuella celler som bildar en fjäderliknande kolonial enhet , med flera olika celltyper. Gamla grenar av kolonin illustrerar polymorfismen hos zooiderna när de ses under mikroskop. Tre olika former av de individuella ciliatcellerna finns, som är distinkta i både form och funktion. De stora makrozooiderna kan förvandlas till svärmare och lämna kolonin. De sätter sig på lämpliga ytor och utvecklas till nya kolonier. Mikrozooiderna är små celler som är specialiserade för matning, vilket kolonin gör genom att konsumera sina symbiotiska bakterier och andra organiska partiklar . I de terminala ändarna av kolonin finns specialiserade zooider som kan förlänga och underlätta den asexuella reproduktionen av kolonin.
Bakterierna på olika delar av en värd har olika former trots att de tillhör samma art ( polymorfism) . De på stjälkarna är formade som stavar, men de i området för den cilierade munapparaten hos mikrozooiderna är formade som små sfärer (coccoid). Mellanformer finns också däremellan.
Utbredning och livsmiljö
De fastsittande kolonierna av Z. niveum beskrevs först från Röda havets grunda vatten . De hittades senare också i Florida Keys i Mexikanska golfen och vid Belize barriärrev i Karibiska havet .
Kolonierna bosätter sig i miljöer som innehåller sulfid . Svavelväte , sulfid och relaterade svavelhaltiga föreningar som tiosulfat produceras under nedbrytning och remineralisering av organiskt material. Till exempel ackumuleras växtmaterial som de avrivna löven från Posidonia oceanica på sjögräsängar i Medelhavet i fördjupningar av klippavsatser och sönderfaller. I mangroveskogar i Karibien kan organiskt material bilda torv och frigöra sulfid. Svavelväte kan också härröra från geologiska fenomen som vid undervattens hydrotermiska öppningar , t.ex. utanför Kanarieöarna .
Ekologiska förhållanden
Extrema ekologiska förhållanden råder vid dessa sulfidkällor nära vilka kolonier av Z. niveum bosätter sig. Eftersom det finns lite vattenström under mangroverötter och vid sjögräsavlagringar under klippavsatser, är dessa sönderfallsheta punkter extremt fattiga på syre och rika på sulfid. I mangroveskogar utanför Belizes kust har de hittats runt små hål i mangrovetorven som bildas när mangroverotarna bryts ner. Dessa öppningar har kallats sulfid "microvent[s]", eftersom de i miniatyr liknar de hydrotermiska ventilerna i djuphavet, de så kallade svarta rökarna , även om temperaturerna i grunda vatten är mycket lägre (28 °C i Karibien, 21 °C-25 °C i Medelhavet (sommar)), jämfört med gradienten mellan >300 °C och 2 °C i djuphavet på grund av vulkanisk aktivitet. Zoothamniumkolonierna eller mangroverötter.
Symbios
De symbiotiska fördelarna som kolonierna av Z. niveum tillhandahåller för dess fästa bakterier Candidatus Thiobios zoothamnicoli (en medlem av Gammaproteobacteria ) är dess aktiva växling mellan syrerika och sulfidrika förhållanden. Denna växling kan ske genom regelbunden sammandragning och förlängning av kolonierna och genom de vattenströmmar som skapas av flimmerhårens slag i området för den orala öppningen av flimmerhåren.
Den snabba sammandragningen och långsamma återförlängningen av kolonierna orsakar ett flöde av både sulfidrikt vatten för bakteriernas matning och normalt syresatt havsvatten för andningen av Z. niveum . Genom slagningen av dess cilia vid den orala apparaten hos Zoothamnium regleras blandningen. När det finns en låg tillgång på svavelföreningar använder bakterierna svavel som lagras inuti deras celler. De verkar så småningom bleka och genomskinliga efter fyra timmar eftersom det lagrade svavlet har förbrukats. Men om sulfidkoncentrationen är för hög kan den vara giftig för Zoothamnium- kolonierna och döda ciliaten trots bakterierna.
Bakterier nära den orala änden av mikrozooiderna har en koccoidform, en större volym och en högre delningshastighet än de stavformade bakterierna på stjälkarna, trots att båda tillhör samma art. Detta beror på att blandningen av vatten genom att de orala flimmerhåren slår resulterar i en mer optimal koncentration av både syre och sulfid i vattnet där. Bakterierna i munregionen kan således användas som födokälla och virvlas in i munnen ( cytostomen ) på ciliaten och smälts.
Litteratur
- Christian Rinke, Jörg A. Ott och Monika Bright: "Nutritional processes in the chemoautotrophic Zoothamnium niveum symbioses", Symposium of the Biology of Tropical Shallow Water Habitats, Lunz, Österreich, Oktober 2001, S. 19-21