关于斯坦托斯的趣事

关于支架的9个有趣事实

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1.支架是微观交响乐团的号手

斯坦托有时被称为小号微生物,因为它可以呈现出小号的形状。然而,这些号手害羞而敏感。当它们察觉到可疑的活动时,它们会将自己的小号(或纤毛的“皇冠”)藏在体内,迅速收缩并逃跑。

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[在这幅图中]解剖学声音洪亮的人coeruleus细胞:(左)完全伸展的形式;(右)契约形式。
图片来源:当代生物学


2.支架是微观世界中的蓝鲸

支架在池塘水中相对容易找到,因为它们是最大的单细胞微生物之一。一些Stentors在伸展时可以达到4毫米(4000微米)的大小。与细菌(1微米长)相比,Stentors简直就是微观世界中的蓝鲸。

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[在这幅图中]显示动物之间相对体型比较的尺寸图表。
注意,虽然轮虫是多细胞生物,但它比单细胞的斯坦托小。


斯坦托斯鲸和蓝鲸的另一个共同特征是它们都是滤食性动物。一头蓝鲸每天可以通过它的鲸须盘吃掉四吨磷虾(类似虾的小动物)。同样,Stentors通过纤毛收集细菌、藻类和其他小微生物。

3.支架是最丰富多彩的微生物

许多微生物几乎是透明的。然而,Stentor可以是非常彩色的-有绿色,蓝色,黄色和紫水晶颜色的物种。声音洪亮的人coeruleuS是一个著名的例子,它看起来是蓝绿色的,因为存在stentorin是一种天然色素。斯坦托林可以有所帮助美国coeruleus对可见光刺激做出反应。这些色素储存在色素颗粒中,在皮肤下排列成许多条纹(皮质)。

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[在这幅图中]声音洪亮的人coeruleus
图片来源:加拿大自然摄影师


一些斯坦多物种,如声音洪亮的人polymorphus由于Stentor摄取了显微镜下的绿藻,它们呈现出绿色。这些绿藻以一种共生的关系生活在Stentors中,这意味着藻类和Stentors在密切的联系中相互受益。支架为绿藻提供了一个安全的地方。作为回报,绿藻利用光合作用将斯坦托的废物转化为有用的营养物质。

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[在这幅图中]声音洪亮的人polymorphus通过暗场显微镜观察,可以看到内部的共生生物——藻类。
图片来源:加拿大自然摄影师


4.虽然Stentor是一个单细胞,但它拥有身体所有重要的“器官”

斯坦托是一种单细胞生物,意味着一个斯坦托只有一个巨细胞。然而,这并不意味着Stentor细胞是简单的。事实上,有几种独特的细胞结构,它们的功能就像我们的器官一样,使细胞保持活力。例如,Stentor通过纤毛(类似于我们的手)将食物收集到它的细胞口(口)。食物颗粒向下移动到管状食道(食道),并被包围在里面食物液泡(就像我们的胃)用来消化。当食物中的营养被提取出来后,这个液泡移动到外细胞壁并“爆裂”,将剩余的碎片疏散出去。

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[在这幅图中]斯坦托细胞器及其细胞功能与人体重要器官的类比。


点击这里了解所有斯坦托细胞器的功能

5.一些Stentors将细胞核排列成一串珍珠

支架在细胞中有两种细胞核。每个斯坦托都有一个小的,圆形的微核它携带着遗传物质。同时,它可以有一个或多个macronuclei比微核要大得多。宏核负责动物的所有代谢活动。大核的形状可以变化。它可以是一个球,蚓状,结节状,或念珠状(像一串珍珠)。

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[在这幅图中]蓝珠珠的几个大核形成一串珍珠(称为念珠状)。修改自Wikimedia。
图片来源:修改自维基


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[在这幅图中]荧光显微镜下的支架。
大核染蓝色。纤毛和身体条纹染有绿色。
图片来源:ResearchGate


6.斯坦托是以一位特洛伊战争英雄的名字命名的

“斯坦托”这个名字来自希腊神话。斯坦托是特洛伊战争时期希腊军队的传令官。他在荷马的《圣经》中被简要地提到过《伊利亚特》他的声音和其他五十个男人的声音一样有力。他的声音鼓励希腊人战斗。

7.支架“令人惊讶地”使用了标准的遗传密码

在一个DNA分子中,DNA有四种碱基——a、C、G和t。每一行的三个核苷酸都可以算作三联体,为一个氨基酸编码。许多密码子包含制造蛋白质的指令,蛋白质是氨基酸链。

地球上的大多数生物都使用标准遗传密码,我们也使用。然而,许多纤毛虫通常使用非标准代码。由于小足虫是纤毛虫家族的标志性成员;然而,科学家们“令人惊讶地”发现,斯坦托斯公司抵制了这一趋势,只使用标准的遗传密码。原因仍然是个谜。

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[在这幅图中]以轮状组织的标准RNA密码子表。
图片来源:维基


8.支架有惊人的再生能力

你可能知道一些生物,如蜥蜴、涡虫和海星,可以再生失去的身体部位。这些例子都是多细胞生物,它们可以通过细胞分裂再生缺失的部分。单细胞微生物能再生吗?支架说“是”!

斯坦托以其惊人的再生能力而闻名。如果一个斯坦托细胞被切成小块,每个碎片都能长成一个完整的斯坦托细胞。根据不同的研究,一个Stentor可以被切成64到100个片段!

[在这个视频中]加州大学旧金山分校的科学家正在研究这些可以再生的巨型单细胞生物,以深入了解人类细胞是如何从损伤中恢复的。


为了再生一个新的Stentor,这个片段必须包含大核和细胞膜的一部分。对于Stentors来说,这一要求并不难满足。每个Stenter可以有许多大核分散分布在细胞内,细胞膜覆盖整个细胞。

斯坦托氏大核为多倍体。“倍性”一词指的是细胞中染色体的数量。开云体育电脑官网人类细胞是二倍体,因为它们有两组。斯坦托宏核包含了如此多的染色体副本(数以万计或更多,不同的物种不同),以至于极有可能一小部分包含了创造一开云体育电脑官网个新个体所必需的遗传信息。

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[在这幅图中]几乎任何一块Stentor都可以再生,只要它包含部分大核和一小部分原始细胞膜/皮层。
图片来源:维基


9.一个细胞能“改变它的想法”吗?声音洪亮的人可以

Stentor只由一个细胞组成,所以很多人可能会认为它的行为一定非常简单。然而,最近的一项研究证实,至少有一种Stentor可以根据环境改变自己的行为。

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[在这幅图中]赫伯特·斯宾塞·詹宁斯对斯坦托行为研究的启示。


1906年,一位名叫赫伯特·斯宾塞·詹宁斯的科学家报告说声音洪亮的人roeselii可以改变对刺激的反应。为了做到这一点,詹宁斯在容纳这些Stentors的水中添加了胭脂红粉。胭脂红是一种红色染料,对支架有刺激性。詹宁斯注意到,起初斯坦托为了躲避胭脂红粉,会弯下身子。如果粉末持续出现,Stentor就会改变纤毛运动的方向,把粉末从身体上推开。如果这个动作不起作用,斯坦托就会改变策略,收缩身体。如果这种行为仍然不能保护它免受刺激物的伤害,Stentor就会把它的身体从基质中分离出来,游开。这一系列的动作似乎表明单细胞的Stentor可以“改变它的想法”!

[在这幅图中]规避行为的层次声音洪亮的人roeseli
图片来源:德克斯特JP。等,2019,《当代生物学》


这个有趣的结果引起了其他科学家的注意。1967年,一群科学家试图重复詹宁斯的实验,但失败了。不幸的是,詹宁斯的工作遭到了质疑和忽视。最近,来自哈佛的Jeremy Gunawardena对这个实验很感兴趣。他发现1967年的实验使用了声音洪亮的人coeruleus,而不是声音洪亮的人roeselii因为研究人员找不到后者。这两个物种的行为略有不同。

在这项新研究中,杰里米使用塑料微粒作为刺激物。他能够复制詹宁斯的所有观察结果,并有了一些新的发现。杰里米发现声音洪亮的人roeselii有一系列的行为来处理这些情况。结果表明,这些单细胞动物有能力进行简单的学习——它们在没有神经系统的情况下也能这样做,这一事实令人着迷。

[在这个视频中]单个细胞能复杂到“改变主意”吗?


参考文献

自我修复细胞:单细胞如何愈合膜破裂和恢复失去的结构

单细胞真核生物回避行为的复杂层次结构

“声音洪亮的人coeruleus”

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