البراميسيوم هو جنس من ciliates أحادي الخلية، يشيع دراسته كممثل من المجموعة الطلائعية، وينتشر البراميسيوم على نطاق واسع في المياه العذبة والبيئة والبيئات البحرية، وغالبا ما تكون وفيرة جدا في الأحواض والبرك الراكدة، ونظرا لأن بعض الأنواع تزرع بسهولة ويسهل استخدامها في الاقتران والانقسام، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في الفصول الدراسية والمختبرات لدراسة العمليات البيولوجية، وتسببت فائدته ككائن نموذجي في وصفه لأحد الباحثين بأنه الفئران البيضاء .
أمراض يسببها البراميسيوم
يتراوح حجم أنواع البارامسيوم من 50 إلى 330 ميكرومتر (0.0020 إلى 0.0130 بوصة)، وعادة ما تكون الخلايا بيضاوية الشكل أو طويلة الاستطالة أو على شكل سيجار، ويحيط بجسم الخلية غشاء صلب لكن مرن (بيليكلي)، ومغطى بشكل موحد بأهداب بسيطة، وعضيات ذات شكل هزلي والتي تعمل مثل المجاذيف الصغيرة لتحريك الكائن الحي في اتجاه واحد، وجميع الأنواع تقريبا تباعدت كثرة كثرة الشعر على شكل مغزل مدمجة بعمق في المغلف الخلوي (القشرة) التي تحيط بالكائن الحي، وعادة يوجد مسام الشرج (cytoproct) على السطح البطني في النصف الخلفي من الخلية، ويمكن أن يسبب البراميسيوم المالاريا .
وفي جميع الأنواع هناك أخدود عميق عن طريق الفم يمتد من الجزء الأمامي للخلية إلى منتصفه، وهذا يصطف مع أهداب غير واضحة التي تغلب بشكل مستمر سحب الطعام داخل الخلية، وتعيش بشكل رئيسي عن طريق تغاير، وتتغذى على البكتيريا والكائنات الحية الصغيرة الأخرى، وهناك عدد قليل من الأنواع هي المخلوطات التي تستمد بعض العناصر الغذائية من الطحالب الاندوسبيونيك (كلوريلا) المحمولة في السيتوبلازم في الخلية، ويتم تنظيم التناضح بواسطة فجوات مقلصة والتي تطرد الماء بنشاط من الخلية لتعويض السائل الذي يمتصه التناضح من محيطها، ويختلف عدد فجوات الانقباضات من واحدة إلى أخرى حسب الأنواع .
حركة البراميسيوم
يدفع البراميسيوم نفسه عن طريق حركات صفراء من أهداب، والتي يتم ترتيبها في صفوف متباعدة بإحكام حول خارج الجسم، وتتضمن إيقاع كل cilium مرحلتين “ضربة فعالة” سريعة، ويكون خلالها الكليوم صلبا نسبيا، ويتبعه “شوط انتعاش” بطيء وتتجعد خلالها بشكل فضفاض إلى جانب واحد وتكتسح للأمام في اتجاه عقارب الساعة، وتتحرك أهداب المصفوفة الكثيفة بشكل منسق مع موجات من النشاط وتتحرك عبر “السجاد الهدبي”، مما يخلق تأثيرا يشبه أحيانا تأثير الرياح التي تهب عبر حقل من الحبوب .
البراميسيوم اللوالب من خلال الماء كما تقدم، وعندما تصادف وجود عقبة يتم عكس “السكتة الدماغية الفعالة” لأهدابها ويسبح الكائن الحي للخلف لفترة وجيزة، وقبل استئناف تقدمه إلى الأمام وهذا ما يسمى رد فعل تجنبي، وإذا تم تشغيله في الكائن الصلب مرة أخرى فإنه يكرر هذه العملية حتى يتمكن من تجاوز الكائن، وتم حساب أن البراميسيوم ينفق أكثر من نصف طاقته في دفع نفسه عبر الماء، وتم العثور على هذه الطريقة الهدبية للتنقل لتكون أقل من 1 ٪ كفاءة، ومع ذلك فإن هذه النسبة المئوية المنخفضة تقترب من الحد الأقصى للكفاءة النظرية التي يمكن تحقيقها من خلال كائن حي مجهز بأهداب قصيرة كتلك الموجودة في أعضاء الراميسيوم .
طعام البراميسيوم
تتغذى على الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والطحالب والخمائر، ولتجميع الطعام تقوم البراميسيوم بحركات مع أهداب لاكتساح الكائنات الحية الفريسة إلى جانب بعض الماء من خلال فتحة الفم، وداخل فتحة الفم يمر الطعام عبر فم الخلية إلى المريء، وعندما تتراكم كمية كافية من الطعام في قاعدة المريء فإنها تشكل فجوة في السيتوبلازم، والتي تبدأ بعد ذلك في الدوران عبر الخلية، وأثناء تحركها تدخل الإنزيمات من السيتوبلازم في الفجوة لهضم المحتويات، والمواد الغذائية المهضومة ثم تمر في السيتوبلازم وتقلص الفجوة، وعندما يصل الفجوة مع محتوياته المهضومة بالكامل إلى مسام الشرج فإنه يتمزق ويطرد محتويات النفايات إلى البيئة .
تكافل البراميسيوم
بعض أنواع البراميسيوم تشكل علاقات متبادلة مع الكائنات الحية الأخرى بما ذلك الطحالب الخضراء الداخلية غير حية، والتي تستمد منها العناصر الغذائية ودرجة من الحماية من الحيوانات المفترسة مثل Didinium nasutum ، وتم التعرف على العديد من الانزيمات البكتيرية الداخلية في أنواع البراميسيوم، وبعض البكتيريا داخل الخلايا والمعروفة باسم جزيئات كابا، تعطي البراميسيوم التي لديها القدرة على قتل سلالات أخرى من البراميسيوم التي تفتقر إلى كابا .
التكاثر والظواهر الجنسية للبراميسيوم
مثل كل الأقفاص يحتوي البراميسيوم على جهاز نووي مزدوج، يتكون من نواة كبيرة متعددة النوى وواحدة أو أكثر من النوى ثنائية الصبغية، وتتحكم النواة الكبيرة في وظائف الخلايا غير التناسلية معبرة عن الجينات اللازمة للعمل اليومي، والنواة الصغيرة هي النواة التوليفية أو الجرثومية التي تحتوي على المادة الوراثية التي تنتقل من جيل إلى آخر، وتتكاثر بلا جنس عن طريق الانشطار الثنائي، وأثناء التكاثر تنقسم النوى الكبيرة بنوع من البقع وتخضع النوى الصغيرة للانقسام، ثم تنقسم الخلية بشكل عرضي وتحصل كل خلية جديدة على نسخة من النواة الصغيرة والكريات الكبيرة .
وقد يحدث الانشطار تلقائيا أثناء دورة الخلية النباتية، وفي ظل ظروف معينة قد يسبقه الإخصاب الذاتي (التزاوج الذاتي)، أو قد يتبع الإقتران وهي ظاهرة جنسية تقوم فيها المعلمة بأنواع التزاوج المتوافقة بدمجها مؤقتا وتبادل المواد الجينية، وأثناء الاقتران تنقسم النوى المجهرية لكل انقسام متقارب إلى الانقسام الاختزالي وتنتقل الأمشاجات الفردية من خلية إلى أخرى، وتدمج الأمشاج في كل كائن حي لتشكيل نوى ثنائية الصبغية، ويتم تدمير النواة الكبيرة القديمة ويتم تطوير نوى جديدة من النوى الصغيرة الجديدة، ويمكن أن يحدث التزاوج الذاتي أو الاقتران بسبب نقص الغذاء في بعض النقاط في دورة حياة البراميسيوم .
أمراض يسببها البراميسيوم
يتراوح حجم أنواع البارامسيوم من 50 إلى 330 ميكرومتر (0.0020 إلى 0.0130 بوصة)، وعادة ما تكون الخلايا بيضاوية الشكل أو طويلة الاستطالة أو على شكل سيجار، ويحيط بجسم الخلية غشاء صلب لكن مرن (بيليكلي)، ومغطى بشكل موحد بأهداب بسيطة، وعضيات ذات شكل هزلي والتي تعمل مثل المجاذيف الصغيرة لتحريك الكائن الحي في اتجاه واحد، وجميع الأنواع تقريبا تباعدت كثرة كثرة الشعر على شكل مغزل مدمجة بعمق في المغلف الخلوي (القشرة) التي تحيط بالكائن الحي، وعادة يوجد مسام الشرج (cytoproct) على السطح البطني في النصف الخلفي من الخلية، ويمكن أن يسبب البراميسيوم المالاريا .
وفي جميع الأنواع هناك أخدود عميق عن طريق الفم يمتد من الجزء الأمامي للخلية إلى منتصفه، وهذا يصطف مع أهداب غير واضحة التي تغلب بشكل مستمر سحب الطعام داخل الخلية، وتعيش بشكل رئيسي عن طريق تغاير، وتتغذى على البكتيريا والكائنات الحية الصغيرة الأخرى، وهناك عدد قليل من الأنواع هي المخلوطات التي تستمد بعض العناصر الغذائية من الطحالب الاندوسبيونيك (كلوريلا) المحمولة في السيتوبلازم في الخلية، ويتم تنظيم التناضح بواسطة فجوات مقلصة والتي تطرد الماء بنشاط من الخلية لتعويض السائل الذي يمتصه التناضح من محيطها، ويختلف عدد فجوات الانقباضات من واحدة إلى أخرى حسب الأنواع .
حركة البراميسيوم
يدفع البراميسيوم نفسه عن طريق حركات صفراء من أهداب، والتي يتم ترتيبها في صفوف متباعدة بإحكام حول خارج الجسم، وتتضمن إيقاع كل cilium مرحلتين “ضربة فعالة” سريعة، ويكون خلالها الكليوم صلبا نسبيا، ويتبعه “شوط انتعاش” بطيء وتتجعد خلالها بشكل فضفاض إلى جانب واحد وتكتسح للأمام في اتجاه عقارب الساعة، وتتحرك أهداب المصفوفة الكثيفة بشكل منسق مع موجات من النشاط وتتحرك عبر “السجاد الهدبي”، مما يخلق تأثيرا يشبه أحيانا تأثير الرياح التي تهب عبر حقل من الحبوب .
البراميسيوم اللوالب من خلال الماء كما تقدم، وعندما تصادف وجود عقبة يتم عكس “السكتة الدماغية الفعالة” لأهدابها ويسبح الكائن الحي للخلف لفترة وجيزة، وقبل استئناف تقدمه إلى الأمام وهذا ما يسمى رد فعل تجنبي، وإذا تم تشغيله في الكائن الصلب مرة أخرى فإنه يكرر هذه العملية حتى يتمكن من تجاوز الكائن، وتم حساب أن البراميسيوم ينفق أكثر من نصف طاقته في دفع نفسه عبر الماء، وتم العثور على هذه الطريقة الهدبية للتنقل لتكون أقل من 1 ٪ كفاءة، ومع ذلك فإن هذه النسبة المئوية المنخفضة تقترب من الحد الأقصى للكفاءة النظرية التي يمكن تحقيقها من خلال كائن حي مجهز بأهداب قصيرة كتلك الموجودة في أعضاء الراميسيوم .
طعام البراميسيوم
تتغذى على الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والطحالب والخمائر، ولتجميع الطعام تقوم البراميسيوم بحركات مع أهداب لاكتساح الكائنات الحية الفريسة إلى جانب بعض الماء من خلال فتحة الفم، وداخل فتحة الفم يمر الطعام عبر فم الخلية إلى المريء، وعندما تتراكم كمية كافية من الطعام في قاعدة المريء فإنها تشكل فجوة في السيتوبلازم، والتي تبدأ بعد ذلك في الدوران عبر الخلية، وأثناء تحركها تدخل الإنزيمات من السيتوبلازم في الفجوة لهضم المحتويات، والمواد الغذائية المهضومة ثم تمر في السيتوبلازم وتقلص الفجوة، وعندما يصل الفجوة مع محتوياته المهضومة بالكامل إلى مسام الشرج فإنه يتمزق ويطرد محتويات النفايات إلى البيئة .
تكافل البراميسيوم
بعض أنواع البراميسيوم تشكل علاقات متبادلة مع الكائنات الحية الأخرى بما ذلك الطحالب الخضراء الداخلية غير حية، والتي تستمد منها العناصر الغذائية ودرجة من الحماية من الحيوانات المفترسة مثل Didinium nasutum ، وتم التعرف على العديد من الانزيمات البكتيرية الداخلية في أنواع البراميسيوم، وبعض البكتيريا داخل الخلايا والمعروفة باسم جزيئات كابا، تعطي البراميسيوم التي لديها القدرة على قتل سلالات أخرى من البراميسيوم التي تفتقر إلى كابا .
التكاثر والظواهر الجنسية للبراميسيوم
مثل كل الأقفاص يحتوي البراميسيوم على جهاز نووي مزدوج، يتكون من نواة كبيرة متعددة النوى وواحدة أو أكثر من النوى ثنائية الصبغية، وتتحكم النواة الكبيرة في وظائف الخلايا غير التناسلية معبرة عن الجينات اللازمة للعمل اليومي، والنواة الصغيرة هي النواة التوليفية أو الجرثومية التي تحتوي على المادة الوراثية التي تنتقل من جيل إلى آخر، وتتكاثر بلا جنس عن طريق الانشطار الثنائي، وأثناء التكاثر تنقسم النوى الكبيرة بنوع من البقع وتخضع النوى الصغيرة للانقسام، ثم تنقسم الخلية بشكل عرضي وتحصل كل خلية جديدة على نسخة من النواة الصغيرة والكريات الكبيرة .
وقد يحدث الانشطار تلقائيا أثناء دورة الخلية النباتية، وفي ظل ظروف معينة قد يسبقه الإخصاب الذاتي (التزاوج الذاتي)، أو قد يتبع الإقتران وهي ظاهرة جنسية تقوم فيها المعلمة بأنواع التزاوج المتوافقة بدمجها مؤقتا وتبادل المواد الجينية، وأثناء الاقتران تنقسم النوى المجهرية لكل انقسام متقارب إلى الانقسام الاختزالي وتنتقل الأمشاجات الفردية من خلية إلى أخرى، وتدمج الأمشاج في كل كائن حي لتشكيل نوى ثنائية الصبغية، ويتم تدمير النواة الكبيرة القديمة ويتم تطوير نوى جديدة من النوى الصغيرة الجديدة، ويمكن أن يحدث التزاوج الذاتي أو الاقتران بسبب نقص الغذاء في بعض النقاط في دورة حياة البراميسيوم .
