Balçık kalıbı - Slime mold

Yanardöner balçık kalıbı, Diachea leucopodia . Berkeley, Kaliforniya.
İskoçya'da Stemonitis fusca balçık kalıbının meyve veren gövdesi
Fuligo septica , "köpek kusmuğu" balçık kalıbı
Mycetozoa dan Haeckel'di 'ın 1904 Kunstformen Natur der ( Doğa ArtForms )

Sümüksü küf veya sümüksü küf , tek hücre olarak özgürce yaşayabilen, ancak çok hücreli üreme yapıları oluşturmak için bir araya gelebilen birkaç tür ilişkisiz ökaryotik organizmaya verilen resmi olmayan bir addır . Balçık küfleri eskiden mantar olarak sınıflandırılırdı, ancak artık bu krallığın bir parçası olarak kabul edilmezler . Tek bir monofiletik dal oluşturmasalar da , Protista krallığı olarak adlandırılan parafiletik grup içinde gruplanırlar .

Dünya çapında 900'den fazla sümüksü küf türü meydana gelir. Ortak adları, bu organizmaların jelatinimsi "sümüksü" olarak görünebilecekleri yaşam döngülerinin bir kısmını ifade eder. Bu çoğunlukla tek makroskopik balçık küfleri olan Myxogastria'da görülür . Çoğu balçık kalıbı birkaç santimetreden daha küçüktür, ancak bazı türler birkaç metrekareye kadar boyutlara ve 20 kilograma kadar kütleye ulaşabilir.

Başta "hücresel" slime kalıpları olmak üzere birçok slime kalıbı, zamanlarının çoğunu bu durumda geçirmemektedir. Yiyecek bol olduğunda, bu sümüksü küfler tek hücreli organizmalar olarak bulunur. Yiyecek sıkıntısı olduğunda, bu tek hücreli organizmaların çoğu bir araya gelecek ve tek bir vücut olarak hareket etmeye başlayacaktır. Bu durumda havadaki kimyasallara karşı hassastırlar ve gıda kaynaklarını tespit edebilirler. Parçaların şeklini ve işlevini kolayca değiştirebilirler ve meyve veren gövdeler oluşturan, sayısız spor bırakan, rüzgarda taşınacak kadar hafif olan veya geçen hayvanlara otostop çeken saplar oluşturabilirler.

Her türlü ölü bitki materyalinde yaşayan mikroorganizmalarla beslenirler . Ölü bitki örtüsünün ayrışmasına katkıda bulunurlar ve bakteri , maya ve mantarlarla beslenirler . Bu nedenle balçık küfleri genellikle toprakta , çimenlerde ve orman tabanında , genellikle yaprak döken kütüklerde bulunur. Gelen tropik bölgelerde konularda da ortak olan inflorescences ve meyveler (ağaçların gölgelik, örneğin), ve hava durumlarında. Kentsel alanlarda, bunlar üzerinde bulunan malç veya yaprak küfü olarak yağmur olukları , ve aynı zamanda, boşalma engellenir, özellikle klima büyür.

taksonomi

Daha eski sınıflandırma

Sümüksü küfler grup olarak polifiletiktir . Bunlar başlangıçta subkingdom tarafından temsil edilmiştir Gymnomycota içinde Mantarlar krallığı ve feshedilmiş filumlara dahil Myxomycota , Acrasiomycota ve Labyrinthulomycota . Balçık küfleri şimdi, hiçbiri Mantar krallığına dahil olmayan birkaç üst grup arasında bölünmüştür.

Balçık kalıpları genel olarak iki ana gruba ayrılabilir.

  • Bir plazmodial sümük kalıbı, duvarları olmayan tek bir zar içine alınır ve büyük bir hücredir. Bu "süper hücre" (bir sinsityum ) esasen binlerce ayrı çekirdek içeren bir sitoplazma torbasıdır . Heterokaryoza bakın .
  • Buna karşılık, hücresel sümüksü küfler hayatlarının çoğunu bireysel tek hücreli protistler olarak geçirirler , ancak kimyasal bir sinyal salgılandığında, tek bir organizma gibi davranan bir küme halinde toplanırlar.

Modern sınıflandırma

Daha katı açısından, balçık kalıp ihtiva mycetozoan grubu amoebozoa . Mycetozoa aşağıdaki üç grubu içerir:

Bu sınıflandırma düzeyinde bile çözülmesi gereken çelişkiler vardır. Son moleküler kanıtlar, ilk iki grubun monofiletik olması muhtemel iken, protosteloidlerin polifiletik olma ihtimalinin yüksek olduğunu göstermektedir. Bu nedenle bilim adamları şu anda bu üç grup arasındaki ilişkileri anlamaya çalışıyorlar.

Balçık kalıp Trichia varia

En sık karşılaşılanları Myxogastria'dır . Çürüyen kütükler üzerinde küçük kahverengi tutamlar oluşturan yaygın bir balçık kalıbı Stemonitis'tir . Çürüyen kütüklerde yaşayan ve araştırmalarda sıklıkla kullanılan bir diğer form ise Physarum polycephalum'dur . Kütüklerde, birkaç fit boyutuna kadar sarı ipliklerden oluşan yapışkan bir ağ görünümündedir. Fuligo, malçta sarı kabuklar oluşturur.

Dictyosteliida - Hücresel balçık kalıpları - uzaktan plasmodial balçık kalıpları ile ilgili ve çok farklı bir yaşam tarzı vardır. Amipleri büyük koenositler oluşturmaz ve bireysel kalır. Benzer habitatlarda yaşarlar ve mikroorganizmalarla beslenirler. Yiyecekler tükendiğinde ve sporangia oluşturmaya hazır olduklarında, kökten farklı bir şey yaparlar. Sinyal moleküllerini çevrelerine bırakırlar ve bu sayede birbirlerini bulurlar ve sürüler oluştururlar. Bu amipler daha sonra, açık, aydınlatılmış bir yere sürünen ve meyve veren bir vücuda dönüşen küçük, çok hücreli sümüklü böcek benzeri koordineli bir yaratığa katılır. Amiplerin bazıları bir sonraki nesli başlatmak için sporlar haline gelir, ancak amiplerin bazıları ölü bir sap olmak için kendilerini feda ederek sporları havaya kaldırır.

Protosteloids önceki iki grup arasındaki ara karakterler var, ama onlar meyve organları sadece birkaç bir şekillendirme, çok daha küçüktür sporlarının .

Amoebozoan olmayan balçık kalıpları şunları içerir:

gruplama cins morfoloji
Amoebozoa  >  Conosa  >  Mycetozoa

Myxogastria Sınıfı : Cribraria , Lycogala , Tubifera , Echinostelium , Fuligo , Lepidoderma , Physarum , Comatricha , Stemonitis , Arcyria , Trichia

Sinsityal veya plazmodial slime kalıpları

Dictyostelia Sınıfı : Dictyostelium , Polysphondylium , Acytostelium

Hücresel balçık kalıpları

Protostelia Sınıfı : Planoprotostelium , Protostelium , Ceratiomyxa

Miksomycetes ve dictyostelids arasında orta, ancak çok daha küçüktürler, meyve veren cisimler sadece bir ila birkaç spor oluşturur.
Rhizaria  >  Cercozoa  >  Endomyxa  >  Phytomyxea Lignieria , Membranosorus , Octomyxa , Phagomyxa , Plasmodiophora , Polymyxa , Sorodiscus , Sorosphaera , Spongospora , Tetramyxa , Woronina Lahana sopası kökü hastalığına ve tozlu kabuk yumru hastalığına neden olabilen parazitik protistler. Koenositler oluştururlar, ancak bitkilerin iç parazitleridir.
Kazı  >  Percolozoa  >  Heterolobosea  >  Acrasida Akrasis Diktiyostelidlere benzer bir yaşam tarzına sahip hücresel balçık kalıpları, ancak amipleri farklı davranır, püsküren psödopodiaya sahiptir.
Helvaria  >  Heterokontophyta  >  Labyrinthulomycetes Labirenthulida Sırası : Labirentulidler , Labirentula , Thraustochytrids , Aplanochytrium , Labyrinthuloides , Japonochytrium , Schizochytrium , Thraustochytrium , Ulkenia , Diplophryids , Diplophrys Denizde olan ve psödopodsuz amiplerin seyahat edebileceği labirent tüp ağları oluşturan balçık ağları.
Opisthokonta  >  Holomycota  >  Fonticulida fontikula 'Volkan' şeklinde meyve veren bir gövde oluşturan hücresel balçık kalıbı.

Yaşam döngüsü

Islak kağıt kutusundan büyüyen balçık kalıbı

Balçık küfleri hayata amip benzeri hücreler olarak başlar . Bu tek hücreli amipler genellikle haploiddir ve bakterilerle beslenir . Bu amipler, doğru çiftleşme tipiyle karşılaşırlarsa çiftleşebilir ve daha sonra plazmodiaya dönüşen zigotlar oluştururlar . Bunlar, aralarında hücre zarı olmayan birçok çekirdek içerir ve boyutları metrelerce büyüyebilir. Fuligo septica türü genellikle çürüyen kütüklerin içinde ve üzerinde yapışkan sarı bir ağ olarak görülür. Amip ve plazmodia mikroorganizmaları yutar. Plasmodyum, birbirine bağlı bir protoplazmik iplikler ağına dönüşür.

Her protoplazmik iplik içinde, sitoplazmik içerik hızla akar. Bir iplikçik yaklaşık 50 saniye boyunca dikkatle izlenirse, sitoplazmanın yavaşladığı, durduğu ve ardından yönü tersine çevirdiği görülebilir. Bir plazmodiyal iplik içindeki akış protoplazması, herhangi bir mikroorganizma için kaydedilen en hızlı hız olan saniyede 1.35 mm'ye kadar hızlara ulaşabilir. Plasmodyumun göçü, ilerleyen alanlara daha fazla protoplazma akışı ve protoplazmanın arka alanlardan çekilmesiyle gerçekleştirilir. Besin kaynağı azaldığında, plazmodyum substratının yüzeyine göç edecek ve sert meyve veren cisimlere dönüşecektir. Meyve veren cisimler veya sporangia yaygın olarak görülenlerdir. Yüzeysel olarak mantar veya küf gibi görünürler ancak gerçek mantarlarla ilgili değildirler. Bu sporangialar daha sonra tekrar yaşam döngüsüne başlamak için amiplere dönüşen sporları serbest bırakacaktır.

Physarum polycephalum

Üreme Physarum polycephalum

Balçık küfleri eş eşli organizmalardır, yani üreme hücrelerinin hepsi aynı boyuttadır. Bugün var olan 900'den fazla balçık kalıbı türü vardır. Physarum polycephalum üç üreme olan bir türdür genleri - mat A, paspas B ve mat C. İlk iki tür on üç varyasyonları vardır. Ancak Mat C'nin yalnızca üç varyasyonu vardır. Üreme açısından olgun olan her bir balçık kalıbı, üç üreme geninin her birinin iki kopyasını içerir. Ne zaman Physarum polycephalum onun üreme hücrelerini yapmaya hazır olduğunu, bunları içerecek şekilde vücudunun bir soğanlı uzantısı büyür. Her hücre, sümüksü küfün genomunda içerdiği genlerin rastgele bir kombinasyonu ile oluşturulur . Bu nedenle, sekize kadar farklı gen tipine sahip hücreler oluşturabilir. Bu hücreler serbest bırakıldıktan sonra bağımsız hale gelirler ve kaynaşabilecekleri başka bir hücre bulmakla görevlidirler. Diğer Physarum polycephalum , mat A, mat B ve mat C genlerinin farklı kombinasyonlarını içerebilir ve 500'den fazla olası varyasyona izin verir. Bu tür üreme hücresine sahip organizmaların birçok çiftleşme tipine sahip olması avantajlıdır çünkü hücrelerin bir eş bulma olasılığı büyük ölçüde artar. Aynı zamanda, akrabalı yetiştirme riski büyük ölçüde azalır.

Dictyostelium discoideum'un çoğaltılması

Dictyostelium discoideum , birçok farklı çiftleşme tipine sahip başka bir sümüksü küf türüdür. Bu organizma üreme aşamasına girdiğinde, acrasin adı verilen bir cezbedici salgılar . Acrasin, siklik adenosin monofosfattan veya siklikAMP'den oluşur. Döngüsel AMP, üreme hücreleri arasında hormon sinyallerini geçirmede çok önemlidir. Hücrelerin kaynaşma zamanı geldiğinde, Dictyostelium discoideum , hangi hücrelerin birbiriyle uyumlu olduğunu belirleyen kendi çiftleşme tiplerine sahiptir. Bunlara NC-4, WS 582, WS 583, WS 584, WS 5-1, WS 7, WS 10, WS 11-1, WS 28-1, WS 57-6 ve WS 112b dahildir. Bilimsel bir çalışma, makrokistlerin oluşumunu izleyerekbu on bir çiftleşme tipi Dictyostelium discoideum'un uyumluluğunu göstermiştir. Örneğin, WS 583, WS 582 ile çok uyumludur, ancak NC-4 ile uyumlu değildir. Makrokistler oluşmadan önce uyumlu çiftleşme türleri arasında hücre temasının gerçekleşmesi gerektiği sonucuna varıldı.

plazmodia

Yosunlu bir ağaç gövdesinde Enteridium lycoperdon'un orta sporangiyal fazı .

Gelen Myxogastria , yaşam döngüsünün plasmodial bölümü sonra oluşur syngamy sitoplazma ve füzyon olan çekirdeklerin myxoamoebae veya sürüsü hücre. Diploid zigot, daha fazla hücre bölünmesi olmaksızın çoklu nükleer bölünmeler yoluyla çok çekirdekli bir plazmodyum haline gelir . Myxomycete plasmodia, sitoplazmik akışla hareket eden çok çekirdekli protoplazma kütleleridir . Plazmodyumun hareket etmesi için sitoplazmanın gecikmeli uçtan ön kenara doğru yönlendirilmesi gerekir. Bu işlem, yelpaze benzeri cephelerde ilerleyen plasmodyum ile sonuçlanır. Plasmodium hareket ettikçe, bakterilerin ve küçük organik madde parçalarının fagositozu yoluyla da besin kazanır .

Plasmodyum ayrıca alt bölümlere ayrılma ve ayrı plazmodia oluşturma yeteneğine de sahiptir. Tersine, genetik olarak benzer ve uyumlu olan ayrı plazmodyumlar, daha büyük bir plazmodyum oluşturmak için bir araya gelebilir. Koşullar kurursa, plazmodyum esasen kuru ve hareketsiz bir durum olan bir sklerotyum oluşturacaktır. Koşullar tekrar nemlenirse, sklerotium suyu emer ve aktif bir plazmodyum geri yüklenir. Besin kaynağı azaldığında, Myxomycete plasmodium, yaşam döngüsünün bir sonraki aşamasına , genellikle iyi tanımlanmış bir sporangium veya diğer spor taşıyan yapıda haploid sporlar oluşturarak girer .

Davranış

Bir sümüksü küf kütlesi veya tümseği fiziksel olarak ayrıldığında, hücreler yeniden birleşmek için yollarını bulurlar. Physarum polycephalum üzerinde yapılan çalışmalar, laboratuvar deneylerinde periyodik olumsuz koşulları öğrenme ve tahmin etme yeteneği bile göstermiştir. Balçık küfleri üzerine yaptığı çalışmalarla tanınan bir ekoloji profesörü olan John Tyler Bonner , bunların "ince bir balçık kılıfına sarılmış bir amip torbasından başka bir şey olmadığını, ancak yine de bu türlerin hayvanlara eşit olan çeşitli davranışlara sahip olduklarını" savunuyor. gangliyonlu kaslara ve sinirlere, yani basit beyinlere sahiptir."

Arasında Atsushi Tero Hokkaido Üniversitesi büyüdü Physarum o Greater Tokyo Bölgesinde diğer büyük şehirlerin konumlara karşılık gelen çevredeki Tokyo ve yulaf gevreği temsil merkezi bir konumda kalıp yerleştirerek, düz ıslak tabak. As Physarum parlak ışıktan önler, hafif benzetmek dağlar, su ve tabak diğer engellere için kullanıldı. Kalıp önce alanı yoğun bir şekilde plazmodia ile doldurdu ve ardından ağı verimli bir şekilde bağlı dallara odaklanmak için inceltti. Ağ çarpıcı biçimde Tokyo'nun raylı sistemine benziyordu.

Balçık küf Physarum polycephalum ayrıca Batı İngiltere Üniversitesi'nden Andrew Adamatzky ve dünya çapındaki meslektaşları tarafından 14 coğrafi bölgenin otoyol ağlarının deneysel laboratuvar yaklaşımlarında kullanıldı: Avustralya, Afrika, Belçika, Brezilya, Kanada, Çin, Almanya, İberya, İtalya, Malezya, Meksika, Hollanda, İngiltere ve ABD.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar