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Einzeller des Jahres 2007

 

Flyer Einzeller des Jahres 2007

Paramecium: die Zelle

Görtz H.-D.
Universität Stuttgart, Biologisches Institut

 

Paramecium ist ein Einzeller. Paramecien sind auf der gesamten Zelloberfläche bewimpert. Die Zelle ist von der Zellmembran umgeben, die damit auch die Cilien (Wimpern) umgibt. Die Zellmembran ist Abgrenzung, aber auch Ort intensiver Kommunikation mit der Umgebung, das ist für Paramecium nicht anders als für andere Zellen. Viele zellbiologische Erkenntnisse wurden und werden an Paramecium gewonnen. Hier sei auf den Abschnitt 6 "Membrandynamik und Exocytose" verwiesen. Unter der Zellmembran liegen die Alveolen, flache Vesikel, wie sie sich in ähnlicher Form auch bei den anderen Alveolaten (dazu gehören neben den Ciliaten auch die Dinoflagellaten und die Apicomplexe) finden. Bei Paramecium sind die Alveolen von H. Plattner und seiner Arbeitsgruppe als Ca++-Speicher identifiziert worden. Die Cilienaxoneme, die parasomalen Säckchen und die Trichozystenspitzen reichen durch das Alveolen-Netz hindurch bis zur Zellmembran. Über den kontraktilen Vakuolen ist eine Lücke im Alveolen-System und auch im Bereich des Mundfeldes gibt es keine Alveolen.

 

Blockdiagramm des Zellcortex von Paramecium. Unter der Zellmembran und den Alveolen spannen sich Netze verschiedener Cytoskelett-Elemente, in die Organellen wie Cilien mit ihren Basalkörpern, Trichozysten, Mitochondrien eingebettet sind. kf - kinetodesmale Fibrillen; ps - parasomales Säckchen; tr - Trichozyste. (Aus Hausmann, Hülsmann & Radeck, Protistology, 2003)

 

Unter den Alveolen liegt ein Mikrotubuli-Netzwerk, in das die Basalkörper (Kinetosomen) der Cilien fest eingebunden sind. Weitere Strukturen des Cytoskeletts konnten insbesondere durch Immunmarkierung unter den Alveolen lokalisiert werden. Die Außenschicht der Zelle mit den Cytoskelett-Netzwerken und den dort eingebundenen Zellorganellen wie Trichozysten und Mitochondrien wird auch als Kortex bzw. als Pellicula bezeichnet.

Die erwähnten Trichozysten sind Verteidigungsorganellen, die auf mechanische oder chemische Reize hin exozytiert werden und sich strecken, also quasi abgeschossen werden. Diese Exozytose ist ein äußerst schneller Vorgang, bei dem sich die Proteine der Trichozysten gleichzeitig zu einem pfeilartigen Gebilde strecken. Exozytose und Streckvorgang werden durch Ca++--Ionen induziert. Näheres zur Struktur und zum Exozytosevorgang findet sich auf dieser Website unter Kapitel 6 "Membrandynamik und Exozytose" sowie im Buch "Protozoology" von Hausmann, Hülsmann & Radek (2003).

 

Gequetschte Paramecium-Zelle im Phasenkontrast, fokussiert auf die Cortexebene über der kontraktilen Vakuole. Gut zu erkennen sind Cilien (C, am Rand) und Trichozysten (T, dunkel, flaschenförmig). Die kleinen, blasseren Strukturen sollten überwiegend Mitochondrien sein.

 

 

Dominierendes Zellorganell ist der große Zellkern, der Makronukleus. Weitere Kerne sind die Mikronuklei - bei einigen Paramecien nur einer, bei anderen zwei und bei einzelnen Arten mehr als zwei. Über die Funktion des Makronukleus lesen Sie im Abschnitt 5 "Fortpflanzung, Sexualität und Vererbung". Weitere Zellorganellen sind die bei Paramecium tubulären Mitochondrien, Peroxisomen und verschiedene Vesikel, aber auch die kontraktilen Vakuolen, die das im Süßwasser kontinuierlich in die Zelle strömende Wasser wieder hinaus pumpen. Weitere Details zur Paramecium-Zelle, zu den Zellorganellen, zur Physiologie der Zelle und zur Vererbung finden Sie in der angegebenen Literatur.

 

 

Literatur

Görtz H.-D. (ed.) (1988): Paramecium. Springer Verlag.
Hausmann K. & Bradbury P.C. (1996): Ciliates - cells as organisms. G. Fischer, Stuttgart.
Hausmann K., Hülsmann N. & Radek R. (2003): Protistology E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.