slemsvampar som äter
KING of slimemolds
Where others see jumbled clumps, he sees highly sophisticated organization.
-
At age 89, Bonner, the George M. Moffett Professor Emeritus ofBiology, is one of the world's leading experts on cellular slime molds, found in soils the world over. He has led the way in making "Dictyostelium discoideum" a model organism central to examining some of the major questions in experimental biology. Science magazine describes him as "the current patriarch of the slime mold community.”
-
He has made them the subject of his latest book -- his 18th -- called "The Social Amoebae: The Biology of Cellular Slime Molds." Published by Princeton University Press, it gives a detailed history of his "beloved slime molds," showing where they fit into biology and how they may illuminate that vast subject. He intends it as "an essay on the big things we have learned.”
-
What is it about this slimy, ground-dwelling critter that has captivated Bonner for nearly 70 years?
-
Slime molds are "no more than a bag of amoebae encased in a thin slime sheath," Bonner said. "Yet they manage to have various behaviors that are equal to those of animals who possess muscles and nerves with ganglia -- that is, simple brains.”
-
But they are not animals, or fungi, bacteria or plants. They belong to the fifth kingdom of life, the one least understood by scientists, known as Protists.
-
Their life cycle intrigues researchers for the questions it raises about altruism. As the individual cells of Dictyostelium divide in two, their population doubles in a few hours. Once they have consumed all of their favorite food -- all the bacteria in the vicinity -- they will begin to gather at a central collection point. So many come together that the clumped cells become visible to the naked eye.
-
The main value of the self-sacrifice by the stalk cells, scientists believe, is to maximize the spread of the organism. Sticking up into the air, it turns out, makes spore dispersal more effective. How is it that some cells are willing to be part of the stalk and die, so that some others may live on as spores? As Bonner has pointed out, this occurs because all of the cells are closely related genetically, and the lost genes of the stalk cells are carried on to the next generation by the spores. Experiments have shown that mixtures of species will separate and sort themselves out. It is as if they know their own kind.
-
Between their seeming altruism and their other complex behavior, the slime molds raise compelling questions for scientists to ponder. After all this time, Bonner believes he has yet to get to the bottom of it all.
TV. Bonner said, "My idea of happiness in the laboratory is to do experiments that somehow combine the utmost simplicity of design with the maximum significance of result.”
-
TH. Bonner's latest book gives a detailed history of his "beloved slime molds," showing where they fit into biology and how they may illuminate that vast subject.
Resultat av försöken
1. Slemsvamp i olika miljöer.
Vi har under hela tiden vi har hållit på med slemsvamparna sett dem ändra form och utseende. I början av projektet gick vi vid ett antal tillfällen ut i skogen och letade efter slemsvampar som vi skulle kunna göra en förundersökning på innan vi fick slemsvampskittet vi beställt från USA. I Lycketorpskogen utanför Mjölby hittade vi fruktkroppar och plasmodium som vi sedan analyserade och undersökte i skolans mikroskop. Bland annat kunde vi identifiera fruktkropp från slemsvampsarten Vargmjölk och i microskopet såg vi hur trollsmör hade "vävt in” sina slemmiga trådar i en bit stubbe för att söka efter bakterier och organiskt material att bryta ner. Slemsvamperna hittade vi främst på mörka och fuktiga platser som under stenar, på ”baksidan” av träd (ej solsidan) och på ruttna stubbar. Vi hittade fruktkropp på hösten då det börjat bli lite kallare. Troligtvis hade plasmodiumen förvandlats till fruktkropp på grund utav kylan. Vi tror att det även är mycket möjligt att hitta slemsvampar som fruktkropp på våren, men detta har vi inte undersökt.
I och med att vi beställt ett slemsvampskitt från USA har vi lyckats få fram alla slemsvampens huvudstadier i petriskålar. Vi har sett slemsvampen utveckling från sklerotium, till plasmodium som sedan blev till fruktkroppar och sedan sporer. Att få slemsvampen att byta stadium på detta sätt har inte varit så komplicerat. Sklerotium som vi beställt från Canada var bara att placera ut på agarplattor och ge lite havregryn, så utvecklades de till plasmodium på bara några dagar. Dessa plasmodium växte i rasande takt och vi fick efter några veckor ihop en riktigt stor samling.
Det krävde inte heller någon speciellt stor ansträngning för att få slemsvampen att bilda sporer. Det vi gjorde var att placera plasmodiumen på fuktat hushållspapper (detta gjorde vi för att sänka pH värdet så att vi skulle slippa mögel) och efter att slemsvampen växt sig tillräckligt stor slutade vi bara att fukta pappret och ge slemsvampen mat. Då tyckte inte slemsvampen att petriskålen var särskiljt trevlig att vistas i längre och den bildade, efter ett antal rymningsförsök, fruktkroppar. Inuti fruktkroppenen bildades sporer och när fruktkroppen sedan sprack spreds ett grått pulver petriskålen. Detta pulver var sporer som i naturen skulle ha spridits med vinden till avlägsna platser där bättre slemsvampsförhållanden råder. Vi försökte få sporerna att bilda myxoflagellater som kunde "smälta samman” till en ny zygot, men utan resultat. Vi tror att förutsättningarna kanske inte var helt rätt. Dessutom skulle man inte kunna se "parningen" med blotta ögat då den sker i mikroskopisk miljö. Vi kollade dock inte på sporerna i mikroskop, vilket kanske var något som vi kunde ha gjort, men i så fall hade vi behövt ett väldigt bra microskop eftersom sporerna är så väldigt små.
En sak som vi länge funderade över var om myxoamöbor/-flagellater kan smälta ihop med myxoamöbor/-flagellater från samma sporangium, alltså från samma slemsvamp. Detta har vi inte fått något säkert svar på men vi har en kvalificerad gissning. Eftersom man inte klassificerar slemssvampens fortplanting som sexuell, även om det kan se så ut, så kan man anta att två myxoamöbor/-flagelater från samma fruktkropp borde kunna smälta ihop. Det bildas dessutom inte några nya kombinationer vid sammansmältningen som det gör hos till exempel oss människor, antagligen på grund av att den egentilgen inte har något större hot mot sin fortsatta existens och därmed inget behov av att utvecklas. En slemsvamp kan till exempel även föröka sig genom att helt enkelt bara dela på sig, alltså celldelning (i princip är det samma sak som sker när den bildar sporer). Men då kan man fråga sig vad den ska ha sammansmältningen till överhuvudtaget. Kanske är den ett steg på vägen mot könslig fortplantning? Eftersom slemsvampen är mycket gammal så är detta möjligt. Samtidigt vet vi att den bildar sporer för att kunna sprida sig till andra, mer gynnsamma, områden och förhållanden.
Vi har också låtit slemsvamp (i plasmodieform) komma i kontakt med olika ämen såsom salt, aceton och diskmedel för att se hur det påverkar slemsvampen. Vi undrade om det finns något som slemsvampen inte gillar, eller rent av dör av. Det vi gjorde var helt enkelt att vi lade lite av dessa ämnen i petriskålarna med mest plasmodium och väntade för att se vad som hände. Efter två-tre timmar såg vi att i de skålar det var salt och aceton i fanns det mindre slemsvamp i de områden vi placerat ämnena. Slemsvampen verkade undvika ämnena så mycket som möjligt och välja andra vägar fram till maten. I den petriskål innehållande diskmedel verkade det inte som att slemsvampen undvek ämnet lika mycket som i de andra petriskålarna. Det fanns fortfarande lite slemsvamp i diskmedelsområdet.
Varför vi fick detta resultat gissar vi beror på att saltet och acetonen drar åt sig fukt mer, så att slemsvampen helt enkelt torkar ut när den kommer i kontakt med dessa ämnen, och det gillar den inte. Att den drar sig undan beror på att när slemsvampen skickar ut sina ”trådar" åt alla håll "checkar den av området” och åt det håll där trådarna kommer fram lättast och där mest mat påträffas glider den. I övrigt verkar det som att slemvamparna är ganska tåliga och de verkade inte påverkas av att det fanns konstiga ämnen i deras miljö.
2. Se hur slemsvampen rör sig i mikroskop.
-
Det finns särskilt många gener för polyketid syntaser och ABC transportörer, vilket tyder på att slemsvampen har en omfattande sekundär metabolism för att kunna producera och exportera små molekyler. Det finns också många kopior av bitar av extrakromosomalt ribosomalt DNA (rDNA) i ändarna av varje kromosom, vilket tyder på en telomer struktur och att slemsvampen har en enda mekanism för att upprätthålla både rDNA och kromosom termini, dvs. telomerer (naturliga "ändstationer" i eukaryota kromosomer).
-
4. Ingen mat
-
6. Köldchock
från spor till slem
irl
ett rör med slemsvamp
före köldchock
efter köldchock
De klättrade på taket och rymde
sporer :)
mögel :(
</3
kön/svamp/eller?
fett med slemsvamp!
"Everything is simpler than you think
and at the same time more complex than you imagine."
Johann Wolfgang von Goethe
terror has no shape
VÄLKÖMNA!
Mögel attack
Labyrinten
Slemmet
Vi kan nu meddela att slemsvamparna har växt och är snart tillräckligt stora för experimenten.
EN SLEMSVAMPSSAGA
Alla slemsvampar startar sitt liv som en ensam, mikroskopisk cell, och sluat eventuellt och förhoppningsvis som en hög av slem. En slemsvamp i plasmodieform (den aktiva formen som kan röra sig) växe konstant och delar sig. Det är den formen som Toshiyuki Nakagaki tvingade in i en labyrint. Men istället för att dela upp sig själv i två nya celler så delar den sin kärna så att den blir till en större cell med två kärnor. Och det här fortsätter den med tills den blivit en enda stor gigantisk cell med flera hundra tusen kärnor! Som en säck med gele och en massa kärnor. Sedan sveper plasmodiet lungt över skogets frodiga golv och äter de små bakterier och jäst som den hittar där.
Det finns också en annan slags slemsvamp som inte har denna livscykel. De kallas för cellulära slemsvampar (besår av flera celler) och de vi forskar om kallas för acellulära (bara en cell), eller ”sanna slemsvampar”.
Slemsvampens fulländar sin livscykel med ennu en fantastisk, sista förvandling. Plasmodiumet fortsätter att kräla runt tills de hittar en torrare fläck. Där stannar den och omvandlar sig till ett sporangium; en lång, smal stjälk med en liten säck på toppen, liknande en svamp. I säcken delas cellen till flera med en kärna i varje och bildar sporer som sedan flyger i väg med vinden till bättre jaktmarker där de kan börja sitt liv på nytt. Livscykeln upprepas och de är osynliga och individuella igen. Läsa mer!!
Kommande experiment
"The brain is an interesting object in that it is an ex- cellent computer but we don’t know how it functions. And we don’t know how brainless microorganisms perform information processing. In fact, what we re- ally don’t know is the extent of the capacity of the microorganism to process information.
Information processing is defined in a formal way as transformation from input to output of a signal. Input of a signal comes from the external environment which surrounds a biological system. It is seemingly difficult to detect output signals, but it would be possible if we observed the overall behavior of a biological system, since the total behavior is regarded as the final output of information processing. So what we would like to do is to study how an organism behaves in various types of external conditions.
It is tempting to seek complex conditions in which the organism shows interesting behavior. For exam- ple, if one food source is available somewhere in the area in which a starved organism is residing, then the organism should move to the food source. This is simple reasoning, but let us suppose that two food sources are available separately at two different posi- tions in the spatial area. What sort of behavior could be expected? We may haphazardly find something interesting in their behavior. At this point, however,
E-mail address: [email protected] (T. Nakagaki).
we should keep in mind that we don’t always under- stand the physiological role of behavior. It is, in gen- eral, difficult to prove that a certain behavior plays no physiological role, since it may contribute to some- thing unknown. In this sense, to study a physiological role of behavior in a complex situation is to clarify the intelligence of the organism.
In this article, we discuss whether interesting behavior on the part of a microorganism, in this case the plasmodium of true slime mold in a complex situation in which there are two food sources in a labyrinth, is somewhat akin to primitive intelligence."
Tv
P r oc e d u r e s
Growing Physarum from the sclerotium
Place 2-3 Physarum sclerotium papers with the yellow sclerotium tissue face down in the center of one of the 2% agar dishes. Place 6–8 oat flakes about 1⁄2 inch away from the papers. When the Physarum has crept from the paper, add more oat flakes at the edge of the creeping plasmodium. Store in the dark except during periods of observation.
the return of the blob
bild från nyinspelningen av the blob
The circle of life
Ibland är de så kallade plasmodier som är mångkärniga, livligt färgade, slemmiga kroppar som inte är indelade i celler, och som liksom djur ken uppta fast föda. Ibland är de sporer som sprids med vinden, ibland fruktkroppar som ser ut som svampar, ibland zygoter som bildas vid "parning"/sammansmältning av två mogna sporer, ibland skeletorum som är en hård skorpa som man ofta hittar på träd.
Här under är en bild på slemsvampens livscykel.
Två sporer som håller på att bli en zygot
Plasmodium
Sklerotium
THE BLOB
Det var en slemsvamp som stod modell för "The Blob" i skräckfilmen med samma namn.
FANTASTIC
Killen mitt i slemmet
Detta är en slemsvampsskalbagge (mycelbagge). Den är ganska ovanlig och hittas främst i naturskogar med mycket stubbar och gran.
Skalbaggen utvecklas på slemsvampar och förekomer ofta tillsammans med nära skalbaggesläktingar som har en liknande biologi. Vissa arter är bundna till bara en sorts slemsvampar och har sin larvutveckling inuti dem.
Larvutvecklingen är förmodligen ganska kort och främst förlagd till eftersommaren, medan den fullbildade skalbaggen kan påträffas under en stor del av året. Genom att skalbaggen bor i slemsvampen sprider den slemsvampens sporer när de flyger till ett annat ställe.
Genom att arten är beroende av gamla naturskogsbestånd med ett rikt inslag av gammal död ved är dess möjlighet att överleva i "vanlig skog" ganska begränsade. Den ställer mycket stora krav på sin miljö, och är inte enbart beroende av död ved utan även av en rik förekomst av slemsvampar.
CAN'T RESIST THEM
Det finns otroligt många sorters slemsvampar och alla ser olika ut.
'