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Relazione che ho scritto sulla base delle ricerche effettuate da Ilaria Olivato per il suo progetto di tesi.
La relazione è stata eseguita pechè volevo eseguire una breve immersione nel mondo ecologico, da un punto di vista protistologico.
Relazione su Tesi: Studio dell'interazione cellula-substrato alla base del comportamento locomotorio del ciliato ipotrico Oxytricha bifaria: substrati batterici viventi idrofili ed idrofobi
L'interesse verso gli organismi eucarioti unicellulari è dovuto alle peculiari caratteristiche biologiche e all'importanza filogenetica di questi. Per primi, i protozoi hanno raggiunto l'assetto cellulare eucariotico: nucleo cellulare organizzato, organuli intracellulari e citoplasma strutturato in reticolo endoplasmatico ed apparato di Golgi.
Mediante il processo evolutivo i protozoi hanno raggiunto un'elevata complessità cellulare, comparabile a quella dei metazoi.
Ai protozoi eucarioti si deve la conquista delle due nicchie ecologiche di consumatori primari e secondari e la realizzazione della prima catena trofica completa.
Dopo la comparsa dei metazoi e la strutturazione di catene alimentari tra organismi, i protozoi, soprattutto il phylum dei ciliophora, sono divenuti l'anello di congiunzione tra il flusso di energia e di sostanza del microbial loop (catena trofica microbica) e quello alla base del macrobial loop dei metazoi, culminante con i cetacei. Le dimensioni cellulari hanno permesso ai protozoi l'accesso a numerosissime nicchie ecologiche colonizzabili secondo la disponibilità di nutrienti. Sono presenti in acqua marina, in acqua dolce, sia in pozze di acqua piovana. L'acqua, per i protozoi, si mostra come un liquido altamente viscoso, questi hanno un numero di Reynolds compreso tra 10^-2 e 10^-3, bassissimo,tale numero è un gruppo adimensionale ricavato dal rapporto lvp/η dove, l è la dimensione e v la velocità dell'organismo mentre p e η sono la densità e la viscosità dell'acqua.
I protozoi occupano anche l'ambiente solido, un esempio importante è l'humus umido forestale e la vegetazione delle zone lacustri e palustri. Il ciliato Oxytricha bifaria può esser trovato in forma incistata nelle zone umide della campagna pisana. La dispersione dei protozoi è facilitata dai venti, dalle correnti, da agglomerati di alghe flottanti ma anche da animali. La locomozione del ciliato
O. bifaria (per la tesi di riferimento) è stata studiata mediante l'impiego di substrato batterico.
I ciliati hanno evoluto una buona soluzione adattativa per la locomozione, sia dal punto di vista morfologico sia a livello locomotorio, tale affermazione trova forte prova negli ipotrichi che hanno un corpo (espressione di tesi) schiacciato dorsoventralmente, mostrano il dorso convesso, presentano una corta ciliatura a probabile funzione sensoriale, la superficie ventrale si mostra piatta portante gli organuli motori rappresentati da cirri tipici degli ipotrichi, tali cirri si mostrano come fasci di ciglia la cui ultrastruttura è simile a quella delle ciglia dei metazoi. Vi è una parte basale detta cinetosoma, questo è formato da nove triplette di microtubuli in cerchio a cui sono connesse fibre di ancoraggio; il fusto, detto assonema, presenta la struttura 9+2, una zona di transizione lo collega al cinetosoma; la membrana plasmatica riveste le ciglia. Nei cirri i cinetosomi delle varie ciglia sono legati circolarmente da una rete fibrillare, a ciò si deve aggiungere l'adesione favorita dal mezzo acquoso, i cirri sono delle unità morfologico-funzionali; prendono contatto con il substrato mediante la loro parte terminale, secondo due modalità, nella prima solo poche ciglia del cirro sono ad effettivo contatto con il substrato, nella seconda le ciglia del cirro terminano tutte allo stesso livello, tutte quindi sono a contatto con il substrato; il movimento si articola in una battuta efficace e in una di recupero, la prima vede la distensione completa dei cirri per spostare maggior acqua possibile, la seconda vede la flessione di questi per offrire la minor resistenza al mezzo in cui si muovono. Tali ciliati hanno sviluppato anche meccanismi motori di retromarcia. Entrambi i tipi
di spostamento sono garantiti dalla battuta dei cirri quali unico pattern, cirri che quindi battono metacronicamente; si distingue un metacronismo simplectico e uno antiplectico; nel primo, battito del cirro e onda di progressione sono concordi sia nella direzione sia nel verso, nel secondo tipo il verso è invece opposto. Il battito è regolato elettrofisiologicamente dalla membrana citoplasmatica. Il citoplasma è ricco di macromolecole proteiche che non possono diffondere, vi è una dissociazione anionica che conferisce al layer interno della membrana carica negativa, nel mezzo esterno vi è prevalenza di ioni mono e bi-valenti la cui concentrazione intracitoplasmatica è molto inferiore rispetto a quella ambientale (esempio lampante [K+]); l'anione Cl- mostra concentrazioni comparabili tra ambiente interno ed esterno. Nella cellula a riposo è presente una differenza di potenziale che oscilla tra -40 e -50 mv; la tecnica del voltage-clamp ha messo in evidenza che stimoli depolarizzanti ne inducono la diminuzione fino all'annullamento.
L'inversione del battito ciliare è indotta dall'ingresso di Ca++ che provoca un aumento di potenziale, tali cationi passano da canali dedicati calcio dipendenti. L'efflusso di ioni K+ attraverso canali deputati intramembrana plasmatica, attivati dalla depolarizzazione, ripolarizza la membrana.
L'ingresso della corrente del calcio all'interno della cellula è paragonabile a quella del sodio dei metazoi, la duplice natura cellula-organismo impone però una diversa risposta che non è quella del tutto o nulla, ma è graduata in base allo stimolo che ha un effetto differenziale nel tempo e nello spazio.
Il comportamento locomotorio è la risultante dell'integrazione di stimoli endogeni ed esterni che avviene mediante il bilayer della membrana citoplasmatica. La componente endogena è definita come Random-walks, è isolabile ponendo l'organismo in un ambiente in cui, in ogni punto dello spazio e costantemente nel tempo si trovano le medesime condizioni, tale tipo di ambiente è detto isotropo.
Le risposte inducibili dagli stimoli ambientali sono molteplici, per quel che concerne i substrati si parla di aptotassi, ossia la risposta dell'organismo alla presenza di gradienti di adesione, e di guidance, risposta dell'organismo ad una specifica forma del substrato e ad una sua non uniforme rigidità. Nel 1929 il Prof Mast iniziò a studiare l'interazione protozoi-substrati, rivolto agli effetti della concentrazione elettrolitica sull'adesione delle amebe al vetro, negli anni la ricerca si è rivolta allo studio dell'adesione di cellule di vertebrati, esempio i fibroblasti; nel 1972 Gail e Boone studiarono la velocità di movimento del fibroblasto in relazione alla forza di adesione; lo studio prevedeva l'alterazione delle proprietà di un substrato vetroso con acetato di cellulosa e lectina, fu dimostrato che ad una velocità di movimento massima corrisponde un livello di adesione ottimale, al di sopra e al di sotto del quale si ha una velocità di movimento più bassa. Nel 1981 alterando la negatività del substrato vetroso fu dimostrato che l'adesività del fibroblasto di topo al substrato è strettamente correlata alla negatività della superficie del medesimo, ciò suggerisce che il movimento cellulare è controllato dall'adesione della cellula; tale conclusione andava a smentire la tesi sostenuta nel 1973 da Curtis e Buuiltjens che affermavano l'assenza di relazione tra adesione e movimento della cellula, ciò veniva dimostrato con esperimenti in cui si modificava il contenuto lipidico dei fibroblasti di cuore di pulcino. L'interazione fibroblasto-substrato consta di tre tappe, la prima, il contatto cellulare con il substrato, quindi la formazione di legami di adesione ed infine la terza, la spreading sul substrato; per il passaggio dalla prima alla seconda tappa è indispensabile una distanza minima tra superficie cellulare e substrato (alcune decine di Å ); una barriera elettrostatica ostacola l'avvicinamento, tale resistenza è vinta con lo sviluppo di microestensioni.
Grinnel afferma che la maggior parte delle cellule a pH fisiologico sono ricoperte da uno strato superficiale carico negativamente che interagisce con quello presente sulla superficie della maggior parte dei substrati, anch'esso negativo. Gli studi di Mast sulle Amebe sono stati ripresi, i risultati ottenuti sono carichi di interesse; per il movimento ameboide è fondamentale la trazione per mezzo di formazione e distruzione in modo controllato di adesioni al substrato attraverso due tipi di contatto, il primo formato a una distanza di circa 100 nm in acqua deionizzata, comprende una grossa parte della superficie ventrale, definita contatto associato, da questa si diramano gli pseudopodi che stabiliscono, mediante le punte, il secondo tipo di contatto, detto punto focale. Il citoscheletro di actina media la proiezione degli pseudopodi generando le interazioni con il substrato. Furono studiati gli effetti su Naegleria gruberi del prodotto fungale citocalasina B, sostanza che perturba, sia in vivo sia in vitro, l'organizzazione dei filamenti di actina, ciò incide sulla velocità di polimerizzazione; inibisce la formazione di contatti focali impedendo anche la rottura di quelli precedentemente formati; ciò produce alla fine un aumento del numero medio di contatti focali. Nel 1978 Preston e King studiarono l'effetto dell'aggiunta dell'elettrolita NaCl nel mezzo in cui si trovava N. gruberi, fu dimostrato che tale aumento comporta un incremento della velocità di locomozione e una diminuzione della distanza di separazione tra cellula e substrato,
N. gruberi era immerso in acqua deionizzata posta, in un caso, su un substrato vetroso non trattato, in un altro su superficie vetrosa trattata con polilisina, polimero carico positivamente (forte adesione); fu in questo secondo caso che la distanza di separazione divenne molto piccola, la velocità di movimento però non sembrava subire variazioni.
E' stato analizzato anche il comportamento locomotorio dei ciliati ipotrichi, O. bifaria ha dimostrato di saper rispondere diversamente se posta su substrato inerte idrofilo rispetto al substrato idrofobo. Gli ipotrichi sono tigmotattici, tendo ad aderire ad un substrato solido appena gli è possibile; furono scelti substrati idrofili ed idrofili per la loro opposta wettability, questa è correlata ai vari gradi di adesione; Carter esegui esperimenti su leucociti realizzando un substrato artificiale con un gradiente direzionale di wettability, detto gradiente aptotattico. I leucociti si spostavano verso il più alto grado di wettability a cui, secondo l'autore, corrispondeva la maggior adesione.
-Descrizione dell'esperimento:
E' stato eseguito uno studio su O. bifaria impiegando substrati idrofili-idrofobi viventi, sono stati scelti i batteri, cibo per questo organismo studiato, nelle attese vi erano importanti risultati, tale studio è stato eseguito nella tesi sperimentale riferimento di questa relazione. La sperimentazione microbiologica fu indirizzata alla scelta dei ceppi batterici non patogeni compatibili con O. bifaria capaci inoltre di formare substrati idrofili e idrofibi. I primi tipi di substrato richiesti furono forniti da E.coli e K. pneumoniae, si tratta di Gram negativi; il secondo tipo di substrati richiesti fu fornito da Bacillus cereus e Bacillus subtilis, Gram positivi. In relazione a tali substrati è stato descritto il movimento locomotorio (walking) di O. bifaria, tale movimento movimento avviene, come per tutti i ciliati, secondo elementi geometrici quali segmenti ed archi, che, in questo caso sono solo sinistrorsi, indicati come A-, archi negativi. L'arco è descritto dalla lunghezza dello stesso, dalla velocità e dal tempo di percorrimento, dal raggio della circonferenza di cui fa parte e dal relativo angolo al centro; i passaggi tra elementi geometrici sono mediati da quattro differenti di correzione di rotta, definiti, CTC,STC,RTC,SSR.
Il CTC, continuos trajectory change, rende possibile il passaggio da un elemento al successivo evitando apprezzabili riduzioni di velocità o discontinuità spaziali, si registra una minima variazione di angolatura dell'uno rispetto all'altro; STC Smooth trajectory change, identificato da un breve arco con raggio di ordine di grandezza della specie in studio, tale arco è eseguito a ridotta velocità e posto tra due archi, entrambi di segno opposto rispetto a quello di riferimento, si indica una andamento del tipo A-, A+, A-; RCT, Rough trajectory change, è eseguito con uno stop di andamento da parte dell'organismo, tale stop è misurato in 10^-1 sec, è compiuta una rotazione di un angolo specie/specifica. Per O. bifaria l'angolo è pari a 33°, eseguito in riferimento a un punto del corpo compreso tra la metà ed i 2/3 posteriori della lunghezza cellulare, 90-120 micrometri in
in questo microrganismo. L'ultimo tipo di cambiamento di rotta è la c.d. avoiding reaction; tale termine va a conferire alla reazione di scansamento l'unica valenza strategica di evitare le situazione di pejus, trascurandone la ricorsività, definizione quindi più appropriata è Side stepping Reaction, l'acronimo è SSR.
La SSR è composta da tre tappe, la prima, arresto improvviso della locomozione (walking); la seconda, contraccolpo di un tratto paragonabile alla lunghezza del corpo; terzo, la rotazione, eseguita sempre in senso orario, in riferimento ad un angolo specie specifico (in questo caso 63°).
In O. bifaria, la fase di contraccolpo è separata da quella di rotazione angolare, che è steriotipata; in Litonorus lamella e Blepharisma japonicum, essendo contraccolpo e rotazione contemporanei, l'angolo diviene funzione della durata del contraccolpo, quindi disperso rispetto al valore medio. Tali parametri forniscono il c.d. etogramma delle specie studiate, si definisce etogramma il catalogo di tutte le caratteristiche comportamentali qualitative e quantitative di una certa specie. Riferendoci a O. bifaria, il primo etogramma è stato realizzato usando come substrato il vetro, questo è stato il primo lavoro in questo senso riferito agli ipotrichi. Negli anni l'etogramma è stato impiegato quale strumento comparativo nell'osservazione degli effetti di specifici trattamenti su popolazioni del microrganismo in questione mediante l'individuazione dei caratteri più colpiti.
Nella tesi di riferimento sono state analizzate le differenze misurabili nei parametri descrittivi la locomozione di O. bifaria, sulla base della considerazione che il suo comportamento rappresenti l'interfaccia privilegiata tra organismo e ambiente, ciò lo rende un elemento chiave della sua
eto-ecologia, e in generale, della sua biologia adattativa.
La tesi di riferimento si sofferma sulla spiegazione della risoluzione dei problemi sperimentali, differenziando una parte microbiologica da una protistologica.
Definisce come problema sperimentale più complesso, la realizzazione di substrati batterici idrofili/idrofobi viventi, uniformi, compatibili con Oxytricha bifaria; la risoluzione del problema è stata importante perchè su questi substrati è stato studiato il comportamento locomotorio del ciliato ipotrico.
La preparazione è iniziata con la ricerca di un terreno comune di crescita per i batteri (medium), un terreno povero, ciò per ridurre al minimo il numero ed il tipo di cataboliti prodotti nella fase di crescita esponenziale batterica; il medium doveva mostrare trasparenza, doveva avere uno spessore sottile per facilitare le riprese filmate di O. bifaria; fatte tali premesse sono stati scartati numerosi nutrienti, esempio su tutti il lievito, che conferisce al medium un colore giallo-paglierino. Il medium mostrava una composizione finale riassumibile in 2% agar nobile (trasparente e molto purificato rispetto all'agar-agar normalmente impiegato), glucosio 100 mg/mL. Le componenti furono preparate separatamente, fu eseguita una sterilizzazione in autoclave, a 50 mL di agar nobile fu aggiunta una quota di glucosio pari a 0.5 mL, così da ottenere una concentrazione di glucosio pari a 1.0 mg/mL. 1 mL di tale terreno fu distribuito nelle piastre Petri dal diametro di 3 cm ciascuna, la copertura doveva esser uniforme di uno spessore di alcuni millimetri. Furono allora preparate sospensioni di E. Coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, ciò impiegando inoculi in terreno liquido da cui furono prelevati sterilmente 0.5 mL distribuiti in 0.5 mL di acqua deionizzata sterile, tali sospensioni sono state impiegate nell'inoculo delle piastre, sulle quali fu distribuito in maniera uniforme 0.2 mL delle sospensioni stesse. Le piastre furono incubate per 24 ore a 37°C, fu ottenuta così una crescita batterica uniforme sia in relazione alla composizione minima del terreno, sia in riferimento al basso inoculo batterico impiegato ( il valore è pari a 10^5 cellule batteriche/ piastra). B. subtilis formò il tappeto compatto idrofobo e dal momento della deposizione delle cellule sopra questo, il liquido di immersione determinò lo scollamento della patina batterica dal medium, la patina a quel punto si era disgregata in un pulviscolo uniformemente disperso nel liquido. Per spiegare tale problema fu ipotizzato un gioco di differenti tensioni esercitate dall'acqua e dal substrato sulle pareti laterali della capsula Petri, per ovviare a tale problema, B. subtilis fu fatto crescere anche sulle pareti della capsula, così da foderarla completamente.
O. bifaria fu posta sul fondo capsulare, con tale metodo fu prevenuto lo scollamento, infatti il liquido a quel punto non poteva penetrare tra il substrato e la parete della capsula Petri.
La seconda parte esplicativa è stata rivolta alla fase sperimentale di tipo protistologico; il primo step fu la scelta dei controlli, vetro e medium. Fu scelto il vetro perchè il suo fu il primo impiego quale substrato per lo studio della locomozione di questo microrganismo, il medium invece fu impiegato quale secondo controllo, così per evidenziare gli effetti imputabili a questo e non solo al substrato batterico.
Gli esperimenti su substrati idrofili e sui substrati idrofobi furono effettuati ad una distanza di due settimane, tempo necessario per l'ottenimento di una nuova coltura cellulare, fu impiegato il ceppo n° 102 della collezione ottenuto per divisione binaria partendo da un unico organismo raccolto in natura; dalla popolazione fu estratto un campione per ottenere una coltura massiva. La crescita cellulare fu imposta in camera umida, successivamente vi fu il trasferimento in beute da 1000 mL riempite non oltre i 400 mL e tenute in termostato a 19-20° C. Le cellule furono nutrite a giorni alterni con estratto di lattuga inoculato con il batterio Enterobacter aerogenes. Le cellule, prima dell'utilizzo devono esser lavate in centrifuga per permettere l'asporto dei cataboliti prodotti dalla crescita dei batteri inoculati nell'estratto di lattuga; il processo di centrifuga fu eseguito in 5 minuti ad 830 giri/min, il mezzo di coltura fu sostituito da SMB, dato da, NaCl 1.5 M, kcl 0.05 m,
MgSO4 0.1 M, CaCl2 0.4 M e buffer fosfato 2 mM a pH 6.8, furono impiegati mezzi fisiologici per la centrifuga, quali estratto di lattuga non inoculato o cibo invecchiato 15-20 giorni; i risultati non furono buoni, probabilmente per la facilità di contaminazione del primo e la forte presenza di cataboliti del secondo. Le cellule impiegano 3 ore per abituarsi al nuovo mezzo (SMB), quindi 0.51cc di coltura furono posti in ogni piastra, dopo tale operazione iniziò la registrazione mediante telecamera Panasonic F 10CCA coassiale ad uno stereomicroscopio Wild M 420, le immagini furono inviate ad un video-recorder Panasonic NV-F 100 HQ, l'illuminazione del preparato fu eseguita con tecnica in campo scuro tramite illuminatore a fibre ottiche Volpi Intralux 500, l'immagine fu seguita in tempo reale mediante uno schermo collegato al video- recorder; le registrazioni hanno una durata di 1 ora, l'ingrandimento usato fu 10X2X, tale ingrandimento è quello normalmente usato per questo studio; le immagini furono poi fotografate in ambiente buio con impiego di pellicola, il tempo di esposizione fu scelto in 7 sec, adeguato alla motilità dell'oggetto, così da evitare sovrapposizioni o incroci di tracce; per valutare la lunghezza degli spostamenti, fu fotografato un millimetro, la lunghezza di questo nella foto fu fornita all'elaboratore quale unità di misura per lo spostamento di O. bifaria. Per stimare la velocità del microrganismo su una traccia fu impiegata una apparecchiatura stroboscopica.
-Analisi dei risultati:
I dati acquisiti subirono un trattamento secondo l'analisi statistica, ciò rese possibile ottenere una panoramica degli elementi geometrici e delle correzioni di rotta che descrivono il walking di
O. bifaria sia su controlli che in esperimento. Per gli archi negativi fu calcolato il numero totale, la percentuale ed i valori medi riferendosi anche alle deviazioni standard della lunghezza (ar), della velocità (ve), il tempo di percorrenza (t), il raggio (ra) e il relativo angolo al centro (an). In riferimento ai segmenti invece fu calcolato il numero totale, la percentuale, i valori medi e le relative deviazioni standard in riferimento ad ar, ve e t. L'analisi non mostra ridondanze, descrive realtà biologiche legate all'espressione integrata percepibile come comportamento; i parametri, sebbene correlabili matematicamente, possono esser esposti anche singolarmente.
Comparvero pochi valori rispetto a quelli attendibili, ciò definisce campi di esistenza importanti per lo studio dei ciliati, la scarsa conoscenza del campo non può che esser stimolo alla ricerca .
Grazie all'impiego di istogrammi fu possibile osservare la distribuzione dei valori relativi ai parametri degli elementi geometrici presi in considerazione, fu applicato il test di Mann-Whitney. Tale test permise la valutazione del grado di significatività delle differenze emerse in ogni parametro nei casi considerati. Furono prese in considerazione le correlazioni raggio-angolo e velocità-tempo. Le correzioni di rotta furono studiate in base al loro numero, alla percentuale, ai valori medi e alle deviazioni standard degli angoli.
Per quel che riguarda i substrati idrofili, la lunghezza media degli archi compiuti tende a decrescere da vetro - medium - E. coli - K. Pneumoniae. Vetro, medium, E.coli costituiscono un gruppo relativamente omogeneo rispetto al parametro, ciò anche se tra vetro ed E.coli sussiste una differenza p=10^-4; al contrario K. pneumoniae sembra isolata dagli altri substrati, in modo tanto maggiore quanto è minore l'idrofilia di questi, mostra una differenza rispetto al vetro di p=10^-16; O. bifaria compie su K. pneumoniae archi significativamente più corti rispetto agli altri substrati.
In relazione alla velocità, non vi sono differenze tra vetro, medium ed E. Coli, differenza riscontrata nel caso di K. pneumoniae, p= 10^-13.
Per ciò che riguarda la misurazione dei tempi degli archi, non vi sono significative differenze tra i substrati, i valori in ogni caso tendono a crescere nell'ordine, medium – vetro – K. pneumoniae – E.coli.
La lunghezza dei raggi invece mostra un decremento nell'ordine, medium – vetro – E. coli –
-K. pneumoniae. Non si registrano differenze significative tra E. coli e vetro, entrambi mostrano consistenti differenze rispetto al medium (p=10^-3 per medium-vetro, p=10^-4 per medium-
-E. coli), si registrano ancora le differenze marcate d'insieme di medium, vetro, E. coli rispetto a
K. pneumoniae.
Per quel che concerne lo studio degli angoli al centro, per tutti e quattro i substrati è mantenuta la correlazione inversa tra lunghezza dei raggi ed ampiezza dei relativi angoli al centro normalmente riscontrata negli etogrammi di O. bifaria; gli angoli aumentano secondo l'ordine, medium – E. coli – vetro – K. pneumoniae, non vi sono significative differenze tra vetro ed E. coli, entrambi differiscono dal medium rispettivamente per p=10^-5 e p=10^-3, ancora persiste la differenza d'insieme rispetto a K. Pneumoniae.
La lunghezza dei segmenti cresce nell'ordine, medium – E. coli – K. pneumoniae – vetro; all'interno del gruppo scelto quale idrofilo, medium – E. coli – K. pneumoniae, i valori dei segmenti sembrano crescere con una differenza tra E. coli e medium di p=10^-3, il vetro, sul quale sono percorsi i segmenti più lunghi, si differenzia fortemente dal gruppo idrofilo per p=10^-8 riferito a E. coli, p=10^-13 riferito a K. pneumoniae e p=10^-14 riferito al medium.
Per quel che riguarda la velocità dei segmenti, questa presenta un andamento simile a quello della lunghezza, il vetro mostra forti differenze relazionato a medium, E. coli e K. pneumoniae, rispettivamente p= 10^-11, 10^-9, 10^-11. Tra E. Coli e medium si registra una differenza di 10^-3, valore uguale tra E. coli e K. pneumoniae.
I risultati riguardanti i tempi avvalorano quelli per lunghezza e per velocità; O. bifaria sul vetro mostra un tempo medio di percorrenza dei segmenti molto superiore rispetto a quello presentato sul gruppo idrofilo, con differenze di p=10^-7 rispetto al medium, p=10^-4 rispetto a K. pneumoniae, p=10^-4 rispetto a E. coli, vi è solo una modestissima differenza tra medium ed E. coli.
Alcuni parametri mostrano interessanti correlazioni, ra/an per i soli archi e ve/t per archi e segmenti; per ra/an la distribuzione dei valori mostra come ad angoli al centro di ampiezza sempre maggiore, corrispondano raggi più corti; ciò è molto evidente per K. Pneumoniae, su cui O. bifaria compie archi con angoli al centro ampi e raggi corrispondenti molto piccoli.
Per quel che concerne le correzioni di rotta, non si sono riscontrate significative divergenze tra medium-vetro-E. Coli-K. pneumoniae nel numero e nella percentuale delle correzioni di rotta. Anche gli angoli, non sono diversi tra loro in modo significativo.
La giustificazione di tali risultati può esser trovata nelle caratteristiche intrinseche del ceppo n° 102 di O. bifaria.
In riferimento ai substrati idrofili, la lunghezza media degli archi mostra un significativo decremento nell'ordine medium-vetro-B. cereus-B. subtilis; si distinguono due estremi; il primo rappresentato dal substrato meno idrofobo, il medium, su cui O. bifaria compie i più lunghi archi, il secondo dal substrato più idrofobo, il B. subtilis, su cui O. bifaria compie gli archi più corti.
La velocità media mostra un decremento nell'ordine medium-B. cereus-vetro-B. subtilis; l'ultimo si differenzia dagli altri substrati in modo tanto più significativo quanto minore si suppone sia l'idrofobicità, si riscontrano valori di p=10^-5 rispetto al vetro e a B. cereus, p=10^-10 rispetto al medium; la velocità per gli archi rilevata su B. cereus sembra intermedia tra le osservate su vetro e medium, in ogni caso, non si registrano significative differenze, vetro e medium invece mostrano una differenza p=2*10^-2.
I tempi medi mostrano un decremento vetro-medium-B. cereus-B. subtilis, in conformità con i precedenti parametri, B. subtilis presenta differenze significative rispetto agli altri substrati,
p= 10^-3 rispetto a B. cereus, p=10^-5 rispetto al medium e rispetto al vetro, tra B. cereus e vetro si registra una differenza di p=0.03, il tempo sul primo risulta minore rispetto a quello sul secondo, inversamente rispetto a ciò che accade per la velocità.
Per quel che riguarda i raggi medi, questi decrescono nell'ordine, medium-vetro-B. Cereus-
-B. subtilis, nuovamente l'ultimo presenta differenze significative rispetto agli altri substrati, p=5*10^-2 rispetto a B. cereus, p= 10^-4, p=10^-6 rispetto al medium, vi è una differenza significativa anche tra medium e B. cereus di p=10^-2.
Gli angoli medi decrescono nell'ordine, medium-vetro-B. cereus-B. subtilis, in ogni caso non in modo significativo.
In riferimento alla lunghezza media dei segmenti, questa decresce nell'ordine, vetro-medium-
-B. cereus-B. subtilis; l'unica differenza non significativa è tra B. cereus e medium, in questo caso è il vetro ad esser significativamente diverso dagli altri substrati in modo maggiore rispetto a
B. subtilis, questi rappresenta p=10^-7 rispetto al vetro, p=10^-2 rispetto al medium e p=3*10^-3 rispetto a B. cereus.
O. bifaria compie i suoi segmenti più lunghi sul vetro e i suoi più corti su B. subtilis.
La velocità dei segmenti sembra esser meno colpita rispetto alla lunghezza, decresce nell'ordine, vetro-B. cereus- medium-B. subtilis; il vetro rivela differenze significative solo rispetto a B. subtilis, mostra invece una differenza modesta rispetto al medium e nessuna con B. cereus.
Le stesse condizioni valgono per i tempi, non esiste però una variazione significativa tra medium e B. subtilis, si registra una differenza sottile tra B. cereus e medium.
Per quel che concerne la considerazione delle correlazioni, viene mantenuta la correlazione inversa tra angoli e raggi, nonostante, infatti, apparentemente gli angoli decrescano a crescere dei raggi, non lo fanno in modo significativo.
In merito alle correzioni di rotta non si registrano differenze significative tra i quattro substrati, ne per il numero e percentuale relativa, ne per i loro angoli.
Furono confrontate le due serie di controlli, dall'analisi si può registrare che sul medium non appaiono differenze significative, differenze che, relative ad alcuni singoli parametri riguardano invece il vetro, queste sono però poco significative, rientrano infatti nel range di valori normalmente riscontrato per O. bifaria su vetro.
Per quel che riguarda le conclusioni tratte per i substrati idrofobi e per i controlli impiegati non fu stabilito un preciso gradiente di wettability per i substrati considerati; dai risultati ottenuti fu rono però tratte conclusioni di carattere generale.
Con l'aumento dell'idrofilia vetro-E. coli-K. Pneumoniae, O. bifaria sembra compiere archi più corti con raggi ed angoli al centro più corti, è registrato un decremento anche in riferimento alla velocità, non si registrano forti differenze nei tempi ne all'interno del gruppo idrofilo, ne tra quest'ultimo e il vetro; il tempo impiegato da O. bifaria per descrivere un arco sul substrato idrofilo non è differente da quello impiegato su vetro. Fu supposta una adesione tanto maggiore quanto maggiore è l'idrofilia dei substrati e che questa sia responsabile di quanto descritto. I segmenti, più corti rispetto al vetro, sui substrati idrofili tendono ad allungarsi nel senso della maggiore idrofilia. L'aumento della lunghezza dei segmenti è determinata assieme sia da un aumento del tempo di permanenza sull'elemento e dall'aumento della velocità. L'aumento dell'adesione potrebbe favorire il walking di O. bifaria che con i cirri potrebbe esercitare più agilmente la spinta sul substrato.
In riferimento ai substrati idrofobi e ai controlli utilizzati, pur se non è stato stabilito un preciso gradiente di idrofobia per i substrati, sono stati evidenziati alcuni aspetti del comportamento locomotorio di O. bifaria che sono attribuibili all'idrofobia, anche se non in termini di specifico substrato. Emerge una tendenza del microrganismo a compiere archi sempre più corti a velocità e tempi decrescenti, in relazione all'aumento dell'idrofobicità supposto quale medium-vetro-
-B. Cereus-B. Subtilis. Nei substrati idrofili è registrato un aumento della curvatura a sinistra, cosa che non avviene sugli idrofobi, ciò perchè, in ragione del decremento degli archi, decrescono anche i raggi e gli angoli al centro, va detto che per questi ultimi il decremento è poco significativo, anche la lunghezza dei segmenti diminuisce.
Fu supposto che sui substrati idrofobi O. bifaria operasse movimenti meno agevolmente rispetto al caso dei substrati idrofili, tale difficoltà deriverebbe da una peggiore adesione.
O. bifaria presenta comportamenti differenti sui due tipi di substrati batterici, è possibile compiere un ragionamento sulla preferenza del microrganismo per substrati idrofili o idrofobi, un suggerimento giunge dai risultati, il microrganismo infatti si muove più agevolmente sui substrati idrofili, che quindi, potrebbero essere i preferiti anche da un punto di vista alimentare.
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laubio.
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Ciao, devo fare una rielaborazione di questo articolo "Warm Microgradients Elicit Adaptive Behavior in Isotropically Cooled, Inert Population of Oxytricha bifaria" ho trovato il tuo articolo molto interessante volevo sapere su cosa ti eri basato per scriverlo, le tue fonti, magari potrei basarmi proprio su quello che tu hai scritto qui...
grazie
l'articolo di cui ti parlo è una ricerca di Barbanera, Erra e Ricci, é lo stesso di cui parli tu?. -
M111.
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Io ho sostenuto un complemetare con questa relazione che è basata sulla tesi di laurea della Dottoressa Ilaria Olivato.
Il manoscritto mi è stato fornito dalla docente.
A Pisa, penso ovunque, c'è la possibilità di sostenere anche complementari di ecologia, ho deciso di fare una immersione, cosa che ho ripetuto anche con il laboratorio di tecniche ultrastrutturali.
A questo punto sarebbe interessante anche iniziare a parlare dei corsi di ecologia, ma la discussione non lo permette.
In ogni caso, il materiale è sempre qua con me, e la mia relazione puoi usarla quanto vuoi.
Ci sarebbero anche i grafici illustrativi, che non ho postato.
Ciao!. -
Faith1.
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Oxytricha bifaria |