سيسوموناس

سيسوموناس جنسٌ أحادي النوع من الطلائعيات وحيدة الخلية ذات الأسواط ، ويضم النوع سيسوموناس ملتيفورميس . وهو عضو في شعبة بلوريفورميا ضمن سلالة هولوزوا ، وهي مجموعة تضم الحيوانات وأقرب أقاربها من الطلائعيات . يعيش في بيئات المياه العذبة . وله دورة حياة معقدة تشمل مراحل وحيدة الخليةتشبه الأميبات ومراحل أخرى ذات أسواط ، بالإضافة إلى تجمعات متعددة الخلايا ، وذلك تبعًا لوسط النمو والحالة الغذائية.

مراحل الحياة

Syssomonas multiformis نوع من الطلائعيات وحيدة الخلية ذات خلايا عارية (تفتقر إلى أي غلاف أو حراشف) تتخذ أشكالًا حياتية متنوعة خلال دورة حياتها المعقدة . تشمل هذه الأشكال: خلايا سوطية مستديرة (قطرها 7-14 ميكرومتر) ذات سوط خلفي واحد ، وخلايا أميبية سوطية (أي ذات أسواط وأقدام كاذبة )، وخلايا أميبية غير سوطية، وأكياس كروية . كما يمكنها تكوين تجمعات من خلايا متعددة. [ 1 ] [ 2 ]

المراحل وحيدة الخلية: السوطية، والأميبية، والكيسية

الشكل الخارجي وأشكال الحياة لبكتيريا Syssomonas multiformis . ABC: خلايا سوطية سابحة. D: أميبوفلاجيلات (lb = أقدام فصية ). EF: خلايا أميبية (fp = أقدام خيطية ). G: كيس . H: انقسام خلوي متكرر داخل كيس. I: كيس مع حويصلات. J: خلية سوطية ملتصقة.

في مرحلة السباحة السوطية، وهي المرحلة الأكثر شيوعًا في دورة حياتها، تشبه خلايا سيسوموناس خلية نموذجية من خلايا أوبيسثوكونت، تُذكّر بخلايا الحيوانات المنوية أو الأبواغ المتحركة للفطريات الكيتريدية . يوجد سوط أملس واحد يخرج من النقطة الجانبية الوسطى للخلية ، ثم ينعطف للخلف ويتجه للخلف أثناء السباحة. أثناء السباحة، قد يُوحي الخفقان السريع للسوط بوجود سوطين. تدور الخلايا السابحة، ويمكنها التوقف فجأة وتغيير اتجاه حركتها. تستطيع الخلايا المنفردة الالتصاق مؤقتًا بالركيزة من خلال الجزء الأمامي من جسم الخلية، وتُنتج تدفقًا مائيًا عن طريق الخفقان السريع للسوط، مُشابهةً بذلك الخلايا السوطية القمعية أو الخلايا القمعية الموجودة في الإسفنج . تتحرك الخلايا الطافية إلى الأسفل لتتحول إلى أميبوفلاجيلات عن طريق تكوين أقدام فصية عريضة وأقدام خيطية قصيرة رفيعة ، وإبطاء خفقان السوط. تستطيع الأميبوفلاجيلات الزحف على طول الركيزة من خلال أقدامها الفصية الأمامية. [ 2 ]

يمكن أن تفقد أطوار الأميبوفلاجيلات من بكتيريا سيسوموناس السوط بثلاث طرق مختلفة: التخلص منه فجأة، أو سحبه إلى داخل الخلية عند تمدده، أو التفافه أسفل الخلية ثم انكماشه داخلها بشكل حلزوني. ونتيجة لذلك، تتحول إلى الطور الأميبي ، الذي ينتج عنه أقدام خيطية قصيرة رفيعة، وقد يحتوي أحيانًا على فجوتين متقلصتين . ويمكن لكل من الأميبات والأميبوفلاجيلات أن تعود إلى طور السوطيات. [ 2 ]

يمكن للمرحلة الأميبية أن تسحب أقدامها الخيطية وتتحول إلى كيس مستدير ، حيث يمكن أن يحدث انقسام خلوي سريع (أي انقسامات خلوية سريعة دون نمو سيتوبلازمي بينها، وهي سمة مميزة لانقسام الجنين الحيواني ) [ 3 ] ، مما ينتج عنه 2 أو 4 أو 8 أو 16 خلية سوطية يتم إطلاقها من داخل الكيس. [ 2 ]

مراحل التجميع متعددة الخلايا

KM، O: تجمعات خلوية من بكتيريا Syssomonas بالقرب من قاع طبق بتري . N: تجمع عائم من الخلايا السوطية.
دورة حياة S. multiformis (مخطط)

يمكن لخلايا سيسوموناس أن تندمج جزئيًا لتشكل تجمعات مؤقتة تتراوح بين 3 و10 خلايا، وعادةً ما تكون غير منتظمة الشكل وتُلاحظ بالقرب من قاع عمود الماء. كما يمكنها أن تتجمع عن طريق ضم الخلايا السوطية فقط، مع توجيه أسواطها للخارج، مما يُشبه مستعمرات الكوانوفلاجيلات ذات الشكل الوردي . كلا النوعين من التجمعات يتفكك بسهولة، ولا تندمج أغشيتهما الخلوية . [ 2 ]

في المزارع الصلبة ، قد تندمج الخلايا المنفردة أحيانًا بشكل كامل في قاع طبق بتري لتكوين بنية شبيهة بالخلايا المتعددة النوى أو البلازموديوم الكاذب ، حيث لا تندمج النوى . ومن هذه الخلايا المتعددة النوى، يحدث تبرعم الخلايا البنت. لم تُلاحظ هذه الظاهرة، ظاهرة التبرعم من الخلايا المتعددة النوى ، في أي من حقيقيات النوى الأخرى، على الرغم من أن تكوين الخلايا متعددة النوى نتيجة لتجمع خلايا متعددة معروف في سلالات أخرى من الطلائعيات (مثل الديكتيوستيليدات في شعبة الفطريات الحقيقية ، والكوبروميكسا في شعبة التوبولينيا ، والأكراسيدات في شعبة إكسكافاتا ، والسوروجينا في شعبة ألفيولاتا ، والسوروديبلوفريس في شعبة سترامينوبيلز ، والجاتولينوبسيس في شعبة ريزاريا ، والفونتيكولا ألبا ضمن شعبة أوبيسثوكونت ) . [ ٨ ] لوحظ الانتقال من المرحلة الأميبية الخيطية إلى المرحلة التجميعية أيضًا في كائن حي آخر من الهولووزوا ، وهو كابساسبورا أوتشارزاكي . كما يحدث تكوين الخلايا المتعددة النوى في الحيوانات ؛ فسيتوبلازم الإسفنج الزجاجي ، وأغطية الديدان المسطحة ، والعضلات الهيكلية والمشيمة لدى الثدييات، كلها تراكيب متعددة النوى. [ ٢ ]

يؤدي اندماج الخلايا في بكتيريا سيسوموناس ، على الأرجح عن طريق الإشارات الكيميائية ، إلى جذب خلايا أخرى مجاورة تسبح بنشاط وتحاول الالتصاق بالتجمعات. ويبدو أن هذه هي الطريقة الوحيدة التي تنمو بها التجمعات، على عكس انقسام الخلايا . [ 2 ]

علم البيئة

عُزلت بكتيريا Syssomonas multiformis من بركة مياه عذبة في فيتنام . تستطيع هذه البكتيريا البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة تتراوح بين 5 و36 درجة مئوية. تتغذى على محتوى السيتوبلازم للكائنات حقيقية النواة الأخرى ذات الحجم المماثل، وهي سمة غير مألوفة بين الهولووزوا وحيدة الخلية. وهي على وجه الخصوص مفترسة للكائنات غيرية التغذية من فصيلة Chrysomonas و Bodonidae (مثل Parabodo caudatus وأنواع Spumella ). [ 2 ] كما يمكنها ابتلاع البكتيريا والحطام الصغير، بطريقة مشابهة للكائنات السوطية الطوقية . [ 1 ]

على عكس العديد من الطلائعيات حقيقية النواة الأخرى، لا تمتلك خلايا سيسوموناس أي عضيات خارجية للصيد. بدلاً من ذلك، تلتصق بالخلية الفريسة وتمتص سيتوبلازمها دون ابتلاع غشاء الخلية . تتغذى بشكل أفضل على الخلايا الخاملة أو البطيئة أو الميتة أو الأكياس. على الأرجح عن طريق الإشارات الكيميائية ، بعد أن تلتصق خلية واحدة بالفريسة، تنجذب العديد من خلايا سيسوموناس الأخرى إلى نفس الخلية الفريسة وتحاول الالتصاق بها. يمكن لعدة خلايا امتصاص سيتوبلازم نفس الخلية الفريسة معًا. [ 2 ]

تستخدم هذه البكتيريا أقدامًا كاذبة قصيرة للتغذي على تجمعات البكتيريا . بعد ذلك، تُكوّن فجوة غذائية كبيرة في الطرف الخلفي للخلية. مع ذلك، لا تُشكّل البكتيريا وحدها غذاءً كافيًا لبكتيريا سيسوموناس : فبدون أي فريسة حقيقية النواة، تموت خلاياها أو تُكوّن أكياسًا ساكنة . [ 2 ]

تطور

باعتبارها سلالة من شعبة الهولووزوا ، تُعدّ سيسوموناس واحدة من مجموعات الطلائعيات العديدة وثيقة الصلة بالحيوانات ، ولذلك فهي موضوع بحث في سياق البحث عن أصل تعدد الخلايا في الحيوانات. وقد أظهرت التحليلات الجينومية الأولى التي شملت سيسوموناس أن هذا الجنس هو المجموعة الشقيقة لجنس كورالوكيتريوم . ويشكلان معًا فرعًا حيويًا يُعرف باسم بلوريفورميا ، والذي تم تحديده بدوره كمجموعة شقيقة لشعبة الفيلوزوا . [ 1 ] وتفترض فرضية بديلة أن بلوريفورميا هي المجموعة الشقيقة لشعبة إكتيوسبوريا ضمن فرع حيوي يُعرف باسم تيريتوسبوريا . [ 2 ] ويُظهر المخطط التفرعي التالي موقع سيسوموناس بين شعبة الأوبيسثوكونت ، وفقًا للفرضية الأولى:

ملحوظات

  1. أُودِعَت في مجموعة اللافقاريات البحرية، متحف بيتي للتنوع البيولوجي ، جامعة كولومبيا البريطانية

مراجع

  1. هينبرغر إي ، تيخونينكوف دي في، كوليسكو إم، ديل كامبو جيه، إساولوف إيه إس، ميلنيكوف إيه بي، كيلينغ بي جيه (2017). "مفترسات جديدة تعيد تشكيل شجرة تطور الهولوزوا وتكشف عن وجود نظام إشارات ثنائي المكونات في سلف الحيوانات" . علم الأحياء الحالي . 27 (13): 2043-2050.e6. Bibcode : 2017CBio...27E2043H . doi : 10.1016/j.cub.2017.06.006 . PMID 28648822 . 
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 تيخونينكوف د.ف، هينبرغر إ، إساولوف أ.س، بيلياكوفا أ.إ، مازي ي.أ، ميلنيكوف أ.ب، كيلينغ ب.ج (2020). "رؤى حول أصل تعدد الخلايا في الحيوانات متعددة الخلايا من أقارب الحيوانات وحيدة الخلية المفترسة" . بي إم سي بيولوجي . 18 (1): 39. doi : 10.1186/s12915-020-0762-1 . PMC 7147346. PMID 32272915 .  
  3. تشين إل، شياو إس، بانغ كيه، تشو سي، يوان إكس (سبتمبر 2014). "تمايز الخلايا وانفصال الخلايا الجرثومية عن الخلايا الجسدية في أحافير شبيهة بأجنة حيوانات العصر الإدياكاري". مجلة نيتشر . 516 (7530): 238-241 . Bibcode : 2014Natur.516..238C . doi : 10.1038/nature13766 . PMID 25252979 . 
  4. براون إم دبليو، سيلبرمان جيه دي، شبيغل إف دبليو (أبريل 2011). ""العفن المخاطي" ضمن شعبة التوبولينيا (الأميبوزوا): التصنيف الجزيئي وعلم تصنيف الكوبروميكسا. مجلة الطلائعيات . 162 (2): 277-287 . doi : 10.1016/j.protis.2010.09.003 . PMID 21112814 . 
  5. براون، إم دبليو، سيلبرمان، جيه دي، سبيجل، إف دبليو (مايو 2012). "تقييم معاصر للأكراسيات (Acrasidae، Heterolobosea، Excavata)". المجلة الأوروبية لعلم الأوليات . 48 (2): 103-123 . doi : 10.1016/j.ejop.2011.10.001 . PMID 22154141 . 
  6. لاسيك-نيسلكويست إي، كاتز إل إيه (سبتمبر-أكتوبر 2001). "الموقع التطوري لـ Sorogena stoianovitchae والعلاقات داخل فئة Colpodea (Ciliophora) بناءً على تسلسلات الحمض النووي الريبوزي الصغير للوحدة الفرعية". مجلة علم الأحياء الدقيقة حقيقية النواة . 48 (5): 604-607 . doi : 10.1111/j.1550-7408.2001.tb00197.x . PMID 11596926 . 
  7. براون، إم دبليو، وكوليسكو، إم، وسيلبرمان، جيه دي، وروجر، إيه جيه (2012). "تطور التعدد الخلوي التجميعي بشكل مستقل في المجموعة الفائقة حقيقية النواة Rhizaria" . علم الأحياء الحالي . 22 (12): 1123-1127 . Bibcode : 2012CBio...22.1123B . doi : 10.1016/j.cub.2012.04.021 . PMID 22608512. S2CID 17510471 .  
  8. شاب بي، وينكلر تي، نيلسون إم، ألفاريز كورتو إي، إلجي بي، هاجيوارا إتش، وآخرون . (أكتوبر 2006). "التطور الجزيئي وتطور التشكل في الأميبا الاجتماعية" . علوم . 314 (5799): 661–663 . بيب كود : 2006Sci...314..661S . دوى : 10.1126/science.1130670 . بمك 2173941 . بميد 17068267 .