10 Freakishly Large Single-Celled Organisms

10 Freakishly Large Single-Celled Organisms (Vår verden)

Generelt er begrepet "single-celled organism" synonymt med å være mikroskopisk, og ikke uten god grunn. De aller fleste unicellulære organismer vokser aldri mer enn en tiendedel millimeter lang. Deres størrelse er begrenset av flere faktorer: Det er vanskeligere for store celler å beholde strukturell integritet; Det blir vanskelig å transportere mat og avfall fra en del av cellen til en annen. I mange tilfeller vil voksende større bare ikke gi nok av en evolusjonær fordel for å rettferdiggjøre all energi til ekstra vekst. Disse og andre faktorer bidrar til å holde mikrober bare det mikroskopiske. Likevel i et rike like gammelt, stort og mangfoldig som den mikrobielle verden, er det bundet til å være unntak. Denne listen er viet til noen av de enkeltcellede "mikrober" som er alt annet enn mikroskopiske.

10 Stentor

Fotokreditt: Protist Image Database

Vokser opptil 2 millimeter lang, de trompetformede ferskvannsprotozoer av slekten Stentor er lett synlige for det blotte øye og kjent blant mikrobe entusiaster for deres størrelse. 2 millimeter kan ikke høres imponerende, men husk at dette gjør Stentor større enn mange multicellulære hvirvelløse dyr. Blant unikellulære organismer er det et absolutt kolossus.

En av faktorene som muliggjør Stentor å bli så stor er dens indre anatomi. I motsetning til vanlige celler, Stentors (som de fleste oppføringene på denne listen) har mer enn én kjerne, den delen av en celle som huser sitt DNA og fungerer som kontrollsenter. Å ha flere kjerner synes å gjøre det lettere for større celler å ordne deres relativt store celllegemer riktig. Spesielt i Stentorsaken, den har mange små mikronuclei som kontrollerer reproduksjon og en enkelt, gigantisk, strenglignende makronukleus som administrerer sine vanlige funksjoner.

Stentors er det biologer kaller en ciliate; De er dekket av fine hårlignende strukturer kalt cilia. Stentors og andre ciliater bruker disse til å svømme, slå dem sammen for å drive seg selv, men det er ikke alt cilia kan gjøre. Samtidig som Stentors få noen næringsstoffer fra symbiotiske alger som ofte lever i dem, de er primært filtermatere. Å fange mat, Stentors forankre seg til flytende rusk eller sediment, utfolde sin trompetlignende "munn" og bruk en ring med modifiserte fôringscyilia for å skape en strøm som suger i bakterier, mindre protister og sporadisk uheldig vannloppe.

Med andre ord, ikke bare er det encellulære Stentor større enn flere multicellulære dyr, men det spiser noen ganger dem.

9 Spirostomum

Fotokreditt: Picturepest

Med de største artene som vokser opp til 4 millimeter lange, er medlemmer av ormen like Spirostomum slekten dverg deres Stentor slektninger. Funnet både i fersk og saltvann, er det ofte feil for en liten orm. Når det ses under et mikroskop, blir det imidlertid klart at det faktisk er en enkelt, virkelig lang celle.

Til tross for lengden, Spirostomum er også bemerkelsesverdig i den mikrobielle verden for sin utrolige krympeevne. Når den er forstyrret, kan den krympe ned til en fjerdedel av sin opprinnelige størrelse på mindre enn hundrevis av et sekund. Dette er den raskeste kjente sammentrekningen av en hvilken som helst celle.

Som Stentor, Spirostomum er en ciliate. Ciliene er arrangert i en spiralformasjon, og begge fremdriver den fremover og feier bakterier i sin lille "munn" langs siden av kroppen. Også som Stentor, Spirostomum har en stor makronukleus og flere mindre mikronukleier. Dette oppsettet er i stor grad unikt for ciliater.

De adskiller seg fra Stentor i form av byttedyr, skjønt. Samtidig som Stentors er store spilljegere som kan ta ned små multicellulære liv, Spirostomum stikker mest for bakterier.


8 Chaos Carolinensis

Fotokreditt: Dr. Tsukii Yuuji

Bilde en amoeba. Nå forstørr det til størrelsen på et sesamfrø. Du har Chaos carolinensis. Mens deres eksakte dimensjoner endres med sin form, kan de største individene strekke seg til 5 millimeter i lengde. Det er så stort at det å sette et deksel på det under et mikroskop kan skade det.

Til tross for sin store størrelse, C. carolinensis oppfører seg mye på samme måte som en mindre amoeba ville. Den beveger seg rundt ved hjelp av midlertidige gelatinøse fremspring kalt pseudopoder (Latin for "falsk fot"). Den bruker også disse til å mate. Når det møter bytte, C. carolinensis bokstavelig talt engulfs den med sine pseudopoder og absorberer byttet i et indre, midlertidig hulrom kalt en vacuole. Der blir byttet levende i live, og resterne vil til slutt bli utvist fra cellen som avfall. C. carolinensis mater på andre mikrober samt små hvirvelløse dyr som vannlopper eller rotiferer. Det vil fortsette å fôre til det er klar til å reprodusere.

Som Stentor og Spirostomum, C. carolinensis har flere kjerner, selv om de ikke er organisert eller spesialisert som i de andre to. En enkelt kjerne ville ganske enkelt ikke være i stand til å kontrollere en celle denne store. Faktisk, avhengig av størrelsen, C. carolinensis kan ha opptil 1000 kjerne.

Chaos carolinensis var underlagt en tiår lang navngivende kontrovers etter oppdagelsen, da forskerne hevdet hvordan man skulle klassifisere det. Av denne grunn henviste eldre kilder til det med en rekke navn, inkludert Pelomyxa carolinensis og Kaos kaos. For å unngå forvirring, innførte noen forfattere rett og slett protisten som «den gigantiske amøben».

7 Gromia Sphaerica

Fotokreditt: Mikhail Matz

Når forskere fra University of Texas dukkert til havbunnen utenfor Bahamas, var de forbløffet over å finne dusinvis av odde, drueformede baller som til tross for tilsynelatende ubevegelig hadde klart forlatt stier i sanden. Innledende gjetninger varierte fra en merkelig ny type snegl til merkelig formet fekal materie. Men ved nærmere undersøkelse viste sannheten seg å være enda weirder. Ballene var faktisk gigantiske, 3 centimeter (1,2 in) brede sfæriske protister som rullet over havbunnen i et nært istid.

Gromia sphaerica, eller Bahamian Gromia, er det biologene kaller en testat amoeba. Med andre ord er det en amoeba-lignende skapning som omslutter seg i et mykt, porøst skall som kalles en test. Ved kontinuerlig å sende ut sine tynne pseudopoder gjennom hull i testen og gripe på havbunnen, kan cellen sakte rulle seg langs bunnen, fôring av organisk materiale i sedimentet som det går.

Oppdagelsen av denne milde giganten til en protist hadde dramatiske implikasjoner for forskernes forståelse av den evolusjonære tidslinjen. Det tidligste avgjørende beviset for multicellular liv dateres tilbake til 580 millioner år siden, men oppdagelsen av fossile spor som dateres så langt tilbake som 1,8 milliarder år siden, har ført til at noen forskere presset startdatoen tilbake til mye tidligere. Sikkert argumenterte de, ingen mikrobe kunne ha produsert dem. Likevel viser det seg at disse fossiliserte sporene har en sterk likhet med de av G. sphaerica, noe som betyr at dets forfedre kan ha produsert dem. Dermed virker den tidligere startdatoen for multicellular livet mye mindre sannsynlig.

Dessverre er det ikke mye annet kjent om disse rulleblokkene av cytoplasma på grunn av vanskeligheten ved å ta levende prøver. Til tross for at du har en slags skall, er de knuste og skrøbelige av våre standarder. Forskere har beskrevet dem som mykere enn en drue.

6 Sjømannens øyeeball

Fotokreditt: Alexander Vasenin

Hittil har alle oppføringene på denne listen vært "Euanimal-like", Protozoa, men det kan faktisk være en hel liste viet til gigantiske unicellulære alger. Også kjent som boblealger, Sailor's Eyeball (Valonia ventricosa) vokser enkelt til 4 centimeter i diameter eller mer. Funnet i grunne tropiske farvann over hele verden, er denne marmorlignende protisten vanligvis ensom, men er noen ganger funnet å leve i små klumper. Yngre individer har en vakker gjennomsiktig grønn farge, men eldre er ofte beskjedet med mindre typer alger og dyr. Med andre ord, sjømannens øyeeball er så stor at noen multicellulære livsformer faktisk lever på den.

Selv om noen beundrer det for sin merkelige biologi og eksotiske, edelstenlignende utseende, er Sailor Eyeball mest kjent som et foraktet skadedyr for akvariefilter. Ofte blir det introdusert i tanker når eiere bringer inn, Äulive bergarter, tatt fra havet, fortsetter algerne til å overskride tanken, og det er overraskende vanskelig å drepe eller fjerne det. Popping dem er heller ikke noe, siden det faktisk er hvordan de reproduserer.

5 Spiculosiphon Oceana

Fotokreditt: Silvia Garcia

Med en maksimal lengde på 5 centimeter (2 in) har denne merkelige akvatiske protozoan overrasket forskere fra det øyeblikket de først dokumenterte det. Da dykkere først fant det i 2013 i en undervannsgrotte utenfor Spanias kyst, mistet de det første for en kjøttetende svamp. (Ja, slike svamper eksisterer.) Dette var imidlertid ikke tilfelle.

Spiculosiphon oceana tilhører en type test-bygning amoeba kalt Foraminifera, men å være en Äutestate amoeba. Det handler om det eneste som det har felles med sin ikke så nært relative Gromia sphaerica. I motsetning til den rullende, detritus-spise sjø-drue, er denne festet på plass og er en filtermater. Å fange mat, S. oceana bare strekker sine lange, tentakelignende pseudopoder gjennom porene i testen og lar dem flyte i vannet, fange og fordøye plankton som blir ensnared. På denne måten, S. oceanaFôringsstrategi er bemerkelsesverdig som mange marine hvirvelløse dyr, inkludert kjøttetende svamper.

For selve oppnåelsen av å være en 5-centimeter lang unicellular organisme, heter forskere S. oceana en av de 10 nye artene oppdaget i 2013.

4 Acetabularia

Fotokreditt: Tigerente

Også kjent som havfrueens vinglass, Acetabularia er et unikt slag av soppformede alger som vokser opp til 10 centimeter i høyden. Funnet primært som bor i klynger i grunne, steinete farvann, det lever i subtropiske farvann rundt om i verden, og de tømmer noen ganger store flekker av havbunn med sine lysgrønne caps.

Acetabularia vesentlig forskjellig fra de andre oppføringene på denne listen når det gjelder den interne sammensetningen. Som diskutert tidligere har store encellede organismer vanligvis mer enn én kjerne, og antallet øker vanligvis med størrelse. Til tross for dwarfing alle tidligere oppføringer, Acetabularia tilbringer mesteparten av sitt liv med bare en enkelt gigantisk kjernen som ligger ved basen av dens Äústem. Det eneste unntaket er når det kommer til å reprodusere. På dette punktet gjennomgår kjerne flere avdelingsrunder, og datterkjernen reiser opp til cellens topplomme. Der bøyer de seg ut i mange spore-lignende reproduktive cyster, klar til å spre seg og gi opphav til nye Acetabularia.

Cellens store størrelse kombinert med sin tillit til en enkelt kjerne ga det en nøkkelrolle i utviklingen av cellulær biologi.I et sett med eksperimenter i 1930-tallet og 1940-tallet viste tysk forsker Joachim Hammerling (som ble finansiert av nazistene) at kjernen var kontrollsentralen til en celle ved å grafting sammen kappene og kjernene til to arter av Acetabularia. Han fant at cellen ville ta på seg egenskapene av hvilken art kjernen kom fra.

3 Syringammina Fragilissima

Fotokreditt: NOAA

Det største medlemmet av Xenophyophore-klassen (eksempel på bildet ovenfor), som allerede er kjent for å produsere unicellulære giganter, bor dette gigantiske amoeboid-skapet på bunnen av havet og kan vokse opp til 20 centimeter (8 i) i diameter. I likhet med de fleste slektninger produserer cellen ikke sin egen test, men konstruerer den i stedet fra resterne av mindre mikroorganismer og svamper. Den limer disse sammen med en slimete utskillelse for å danne et komplekst nettverk av delikate rør, som tjener som Amoebas hjem.

Dessverre vet vi fortsatt lite om Syringammina fragilissima. Forskere mistenker at det strømmer på bakterier, men de vet ikke hvordan det gjør det. Gissinger spenner fra filterfôring til å dyrke dem i skallet. Forskere er ikke engang sikker på hvordan S. fragilissima reproduserer. En del av problemet er skapelsens dybhavs habitat, men det har også å gjøre med sin ekstremt delikate natur. Dens vitenskapelige navn betyr "svært skjøre sandrør".

2 Plasmodial Slime Moulds

Fotokreditt: John Carl Jacobs

Opprinnelig klassifisert som en type sopp, er plasmodiale slimformer, også kjent som Myxomycetes, en uvanlig kategori av unicellular liv som slør grensen mellom en individuell organisme og en gruppe av dem. Som alle slimformene begynner de å leve som små, amoeba-lignende mikrober som lever i smusset, som en vanlig en-cellet organisme, som smelter på bakterier. Under visse forhold skjønt, endres noe. De enkelte cellene samles sammen og begynner å kombinere til de har slått sammen i en kolossal klump. Selv om de fleste slimformene forblir små av våre standarder, selv i dette skjemaet, kan noen vokse til mer enn 1 meter i diameter, om ikke mer.

Nå som en enkelt organisme, begynner slimformen å krype over bakken i et isfritt tempo, forbruker uansett mat eller uheldige bakterier faller inn i veien. I hovedsak virker det som en gigantisk amoeba og er i stand til å navigere rundt hindringer og føle de beste matkildene langt unna. Denne fasen fortsetter til den har spist nok. På den tiden vil den slanke magen slutte å bevege seg, produsere fruktlegemer, og slippe sporer for å starte syklusen på nytt.

Men vent. Hvis det stammer fra individuelle celler som samler seg, er ikke slimformen teknisk unicellular? Nei. Plasmodial slimformer er virkelig ensartede. I motsetning til de såkalte "cellulære slimformene", hvor cellene beholder sine forskjellige membraner, smelter plasmodiale slimformceller helt opp, løsner membranene som skiller hverandre og blir en enkelt, gigantisk celle med millioner av kjerner.

1 Caulerpa Taxifolia (Akvariestamme)

Fotokreditt: NOAA

Denne typen unicellular alger består av en lang streng av bregneformede friser, og det er en gigant, selv blant sin familie av andre makroskopiske encellede alger. I Middelhavet, hvor den trives best, kan den nå en total lengde på nesten 3 meter. Caulerpa taxifolia er så stor, så strukturelt kompleks, og så multikellulær at enkelte kilder bare glemmer å nevne at det egentlig er en, ufattelig lang celle med utallige kjerner og andre deler som flyter innenfor.

C. taxifolia er ikke innfødt i Middelhavet, men det kommer heller ikke til å være nær denne størrelsen i sin naturlige tropiske habitat. I stedet er den kolossale middelhavsvarianen et resultat av menneskelig forstyrrelse, noe som den afrikanske morderen. Attraktiv og lett å ta vare på, C. taxifolia Egner seg mot bruk i akvariumskjermtanker, og på 1970-tallet kjøpte et tysk akvarium noen av alger for å avle det for dette nøyaktige formål. Utsette deres C. taxifolia til sterke kjemikalier og mutasjonsfremkallende UV-lys, kultiverte personalet selektivt det til å bli enda vanskeligere, raskere voksende og viktigst, bedre i stand til å vokse i kaldere vann. Til slutt, i 1980, var de fornøyd, og i en generøs handling distribuerte de ferdigvaren til andre akvarier i hele Europa.

Fire år senere skjedde det uunngåelige. Noen av kaldvannstammen "rømte" fra et akvarium i Monaco. Innen år hadde det overgått Middelhavet. Sammenlignet med sin naturlige forfedre, er mutantstammen større, vokser raskere og mer aggressivt, kan overleve forurensning, og er i stand til å regenerere fra fragmenter så små som 1 centimeter (2.1). Det er også giftig. Utrydningsarbeidet har mislyktes, og det eneste spørsmålet er hvordan man skal holde det fra å spre seg enda lenger.

På grunn av den økologiske ødeleggelsen det har medført, C. taxifolia tjente kallenavnet "killer alger", sammen med et sted på Global Invasive Species Specialist Groups liste over de 100 verste invasive artene.

Uansett, det går du - en ensartet organisme som er større enn deg.