Jedna bunka pre život

14. feb. 2017 • Biologické vedy

Jedna bunka pre život

Výskum sveta jednobunkových organizmov prináša zaujímavé zistenia. Napriek zdanlivej jednoduchosti sa vďaka adaptačným stratégiám ich život spája s termínom potenciálna nesmrteľnosť.

Základným znakom každého jednobunkového organizmu je jednobunkovosť a mikroskopická veľkosť. Na tieto znaky sa však nedá úplne spoľahnúť. Viaceré jednobunkovce majú tendenciu stávať sa mnohobunkovými a tvoriť početné kolónie, agregácie či iné zoskupenia. Mikroskopická veľkosť tiež nie je zaručeným poznávacím znakom jednobunkovca. Napríklad schránky morských prvokov, známych pod názvom dierkavce (Foraminifera), môžu mať až niekoľko centimetrov. Niektoré druhy nálevníkov sa v dôsledku silnej kontraktility bunky (schopnosti sťahovať sa či zmršťovať a tým meniť svoju veľkosť) dokážu zväčšiť z mikroskopických rozmerov viac ako stonásobne a môžu dosiahnuť v prípade kolónií veľkosť aj niekoľko centimetrov. Medzi organizmy, ktorých jediná bunka dosahuje desiatky centimetrov, patria aj niektoré meňavkovité formy (napríklad skupina Xenophyophorea) žijúce na dne Tichého oceánu. Tieto organizmy vedci vďaka ich veľkosti dlhé obdobie mylne považovali za primitívne mnohobunkovce. A naopak, niektoré mnohobunkové organizmy (napríklad vírniky, hlístovce, kôrovce) dosahujú mikroskopické rozmery a často sú menšie ako prvoky.

Jedna verzus mnoho buniek

Sýtožltá cysta druhu Cyrtohymenaquadrinucleatas kužeľovitými výbežkamiAko teda odlíšiť jednobunkovce od mnohobunkovcov? Mnohobunkový organizmus, bez ohľadu na veľkosť, tvorí veľký počet buniek, ktoré sa postupne diferencujú a sú základom rôznych orgánov a orgánových sústav. Tie by sme v ríši jednobunkovcov hľadali márne. Telo jednobunkovca tvorí jedna eukaryotická bunka, ktorá predstavuje dokonalý funkčný komplex.V ňom sa okrem základných organel vyskytujúcich sa pôvodne v každej eukaryotickej bunke (teda aj v bunke mnohobunkovcov – jadro, mitochondrie alebo endoplazmatické retikulum) môžu vyskytovať aj špecifické organely, ktoré sa v bunkách mnohobunkovcov zvyčajne nevyskytujú (bunkové ústa, potravné či pulzujúce vakuoly). Všetky tieto organely v bunke jednobunkovca plne nahrádzajú orgány mnohobunkovcov a zabezpečujú tak prežitie týchto organizmov.

Adaptačné triky

Prežívanie živého systému závisí aj od jeho schopnosti vycítiť a rozoznať zmeny v prostredí a vhodne na ne odpovedať. Jednobunkovce obývajú takmer všetky typy biotopov – od sladkovodných cez moria až po vysychajúce oblasti dočasne vytvárajúce podmienky na ich aktívny život. V týchto prostrediach musia odolávať krátkodobým alebo dlhodobým zmenám podmienok, na ktoré sa museli v priebehu evolúcie prispôsobiť vytvorením rôznych adaptačných mechanizmov.

Jednou z najdôležitejších a najzaujímavejších stratégií prežívania nielen voľne žijúcich, ale aj parazitických jednobunkovcov je vytvorenie tzv. kryptobiotického štádia. Toto štádium je označované ako pokojové, pričom v procese encystácie vzniká rezistentná cysta. Ide o neuveriteľnú a pre taký malý organizmus energeticky veľmi náročnú premenu bunky. Toto odolné štádium zabezpečuje a zachováva životnosť organizmu počas dlhého obdobia, pričom ide nielen o dni či týždne, ale v niektorých prípadoch aj o roky. V čase návratu priaznivých podmienok, čo je napríklad dostatok vlhkosti, potravy, vhodná teplota či svetlo, dochádza k spätnej transformácii na aktívneho jedinca, ktorého život pokračuje ďalej. Ide o proces, ktorý odborne nazývame excystácia.

Ihlicovité výbežky druhu Halteriagrandinella Špecifický povrch cýst druhu Euplotopsismuscicola

Životné zmeny

Pokojové štádiá (rezistentné cysty) sú výrazne odlišné od aktívnych jedincov daného druhu. K hlavným zmenám patrí zmena tvaru a veľkosti bunky. Tvar cystickej bunky je väčšinou guľovitý, no existujú aj výnimky. Veľkosť bunky je zvyčajne menšia. Existujú však aj druhy, ktorých rezistentné cysty sú výrazne väčšie ako ich aktívne štádium. Počas encystácie dochádza aj k strate pohybového aparátu a znižuje sa celkový metabolizmus. Najvýraznejšou zmenou prechádza vzhľad bunky. Univerzálnou črtou je vytváranie čiastočne nepriepustnej bariéry, obalu, ktorý chráni organizmus. Tento jedinečný obal nazývame cystická stena. Na povrchu cýst môžu byť rôzne ornamentácie a vzory. Štruktúra týchto útvarov je variabilná a každá skupina, resp. každý druh sa pýši charakteristickým povrchom rezistentnej cysty. Aj farba cýst môže byť rôzna a druhovo špecifická.

Rezistentná cysta a aktívny jedinec rodu Stentor, porovnanie veľkostného rozdielu oboch štádií (1 – aktívny jedinec; 2 – cysta)

 


Text a foto: RNDr. Simona Benčaťová a doc. RNDr. Eva Tirjaková, CSc., Katedra zoológie, Prírodovedecká fakulta UK v Bratislave

Uverejnila: ZVČ

 

Viac o téme buniek, ako aj o iných zaujímavých témach, sa dočítate v časopise Quark (číslo 2/2017), ktorý nájdete v novinových stánkoch alebo si ho môžete predplatiť v elektronickej alebo papierovej verzii na www.quark.sk.

Súvisiace:

Hore
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
Veda v Centre
Prechod VK na VND - jeseň
kúpa časopisov jún 2016
Publikácie Veda v CENTRE
TVT 2019
QUARK
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
Jedným z hlavných dôvodov zlyhania liečby onkologických pacientov je vznik rezistencie.
Zistite viac