نوعان من الأهداب في البراميسيوم

الباراميسيا هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية تعيش في المياه العذبة والبيئات البحرية. ينتمون إلى phylum Ciliophora ، البروتوزوا الهدبي. الهدب عبارة عن بنية قصيرة تشبه الشعر تبرز من غشاء خلية الكائن الحي. يحتوي البراميسيوم على الآلاف من الأهداب التي تنبض بشكل إيقاعي ، مما يوفر طريقة لها للتنقل واكتساح الطعام في أخدود الفم. اكتشف العلماء أن المحركات البيوكيميائية المختلفة تعمل على تشغيل وظيفة الأهداب في البراميسيوم.

تأتي الباراميسيا في العديد من الأنواع وتتراوح أطوالها بين 50 و 330 ميكرومتر - ما يقرب من واحد من ألف إلى مائة من البوصة. غشاء الخلية ، أو الحبيبات ، مغطى بالكامل بالأهداب. تأكل الباراميسيا البكتيريا والطحالب والمخلوقات الدقيقة الأخرى عن طريق تناولها عبر أخدود فم مغطى بالأهداب يمتد من مقدمة الخلية إلى منتصفها. يسبح البراميسيوم بضرب أهدابه في انسجام تام ، لكن الأهداب المحيطة بأخدود الفم تنبض بإيقاع مختلف.

هيكل cilium عبارة عن حزمة من الأنابيب الدقيقة ، والمعروفة باسم axoneme ، والتي ترتبط بجسم قاعدي على سطح الخلية. يتكون الأنبوب الدقيق من حوالي 13 خيطًا أوليًا ، وهي أسطوانات طويلة محاذاة جنبًا إلى جنب لتشكيل شكل الأنبوب المجوف للأنابيب الدقيقة. يحتوي المحوار على تسعة أزواج خارجية من الأنابيب الدقيقة المزدوجة واثنين من الأنابيب الدقيقة المركزية المفردة. تربط جسور مختلفة أعضاء مصفوفتي الأنابيب الدقيقة وتربط المصفوفتين ببعضهما البعض. تسبب البروتينات المعروفة باسم المحركات الجزيئية هزيمة الأهداب.

ينبض الهدب لأن بعض المحركات الجزيئية تغير شكلها. تستمد المحركات الطاقة من أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP ، وهو مادة كيميائية حيوية لتخزين الطاقة الشاملة. عندما يحرر تفاعل كيميائي مجموعة فوسفات من ATP ، فإن المحركات الجزيئية داخل الجسور المتصلة بين المحاور المحورية. والنتيجة هي أن أحد الأنابيب الدقيقة يتحرك بالنسبة إلى الآخر ويدفع الأهداب إلى الحركة. في حين أن هياكل الأهداب التي تدفع البراميسيوم متطابقة مع الهياكل التي تجتاح الطعام فمه ، يستخدم الإجراءان محركات جزيئية مختلفة ويعملان بترددات مختلفة و نقاط القوة.

في عام 2013 ، تلاعب باحثون في جامعة براون بقيادة طالب الدراسات العليا إيليونغ جونغ في لزوجة السائل المحيط بالباراميسيا. بدءًا من الماء ، زادوا كثافة السائل حتى سبعة أضعاف. وجدوا أن اللزوجة العالية تبطئ أهداب السباحة ولكنها بالكاد تؤثر على أهداب التغذية. أدت مضاعفة اللزوجة إلى خفض حركة السباحة بمقدار النصف تقريبًا ، ولكن حتى مع زيادة سبعة أضعاف ، تباطأت أهداب التغذية بنسبة 20 بالمائة فقط. نظرًا لأن جميع الأهداب تشترك في نفس الهيكل ، يمكن فقط للاختلاف في المحرك الجزيئي أن يفسر النتائج. يستمر العمل لتحديد الآليات الأساسية الدقيقة.