I paramecia sono microrganismi unicellulari che vivono in ambienti di acqua dolce e marina. Appartengono al phylum Ciliophora, il protozoo ciliato. Un cilio è una struttura corta simile a un pelo che sporge dalla membrana cellulare di un organismo. Un paramecio ha migliaia di ciglia che battono ritmicamente, fornendo un modo per muoversi e spazzare il cibo nel suo solco orale. Gli scienziati hanno scoperto che diversi motori biochimici alimentano le due funzioni.
My Little Paramecium
I paramecia sono disponibili in molte specie e hanno una lunghezza compresa tra 50 e 330 micrometri - circa un millesimo per uno- centesimo di pollice. La membrana cellulare, o pellicola, è coperta in tutto con le ciglia. I Paramecia mangiano batteri, alghe e altre minuscole creature ingerendoli attraverso un solco orale coperto di ciglia che corre dalla parte anteriore della cellula al punto medio. Il paramecio nuota intorno battendo le ciglia all'unisono, ma le ciglia che circondano il solco orale battono ad un ritmo diverso.
Struttura del cilio
La struttura di un cilio è un fascio di microtubuli, noto come un assonema, che è attaccato ad un corpo basale sulla superficie della cellula. Un microtubulo è composto da circa 13 protofilamenti, lunghi cilindri che si allineano fianco a fianco per formare la forma del tubo cavo del microtubulo. Un assoneme contiene nove coppie esterne di microtubuli doppi e due microtubuli singolari centrali. Vari ponti collegano i membri di entrambi gli array di microtubuli e collegano tra loro i due array. Le proteine note come motori molecolari causano il battito del ciglio.
Motori molecolari
Un ciglio batte perché alcuni motori molecolari cambiano forma. I motori traggono energia dall'adenosina trifosfato, o ATP, il biochimico universale per l'accumulo di energia. Quando una reazione chimica libera un gruppo fosfato dall'ATP, i motori molecolari all'interno dei ponti di collegamento tra gli assi oscillano. Il risultato è che un microtubulo si muove rispetto a un altro e tira le ciglia in movimento. Mentre le strutture di ciglia che azionano un paramecio sono identiche alle strutture che spazzano il cibo nella sua bocca, le due azioni utilizzano diversi motori molecolari e operano a frequenze e intensità diverse.
Evidenza sperimentale
In Nel 2013, i ricercatori della Brown University, guidati dal dottorando Ilyong Jung, hanno manipolato la viscosità del liquido che circonda la paramecia. A partire dall'acqua, hanno aumentato la densità del liquido fino a sette volte. Hanno scoperto che una maggiore viscosità rallentava le ciglia del nuoto, ma a malapena colpiva le ciglia di alimentazione. Raddoppiando la viscosità, l'azione del nuoto diminuiva di circa la metà, ma anche con un aumento di sette volte, le ciglia di alimentazione rallentavano solo del 20% circa. Poiché tutte le ciglia condividono la stessa struttura, solo una differenza nel motore molecolare può spiegare i risultati. Il lavoro continua a determinare gli esatti meccanismi sottostanti.
