Euglena: yksisoluinen kasvi-eläin — ominaisuudet, liikkuminen ja lajit

Euglena — yksisoluinen kasvi‑eläin: ominaisuudet, liikkuminen lippulapulla, kloroplastit ja yli 1000 lajia. Tutustu evoluutioon ja ajankohtaiseen lajitutkimukseen.

Euglena on suuri yksisoluisten alkueläinten suku: niillä on sekä kasvi- että eläinominaisuuksia. Monet euglenidit pystyvät fotosynteesiin, mutta samanaikaisesti ne liikkuvat ja käyttäytyvät eläimille tyypillisillä tavoilla.

Useimmat lajit elävät makeassa vedessä, mutta joitakin tavataan myös murtovettä ja merivesiympäristöjä. Solukoko vaihtelee lajeittain, tavallisimmillaan solut ovat muutamasta kymmenestä mikrometristä muutamiin satoihin mikrometreihin. Euglenat ovat usein väriltään vihreitä kloroplastien vuoksi, ja vain osa lajeista on täysin heterotrofisia.

Ominaisuudet

• Liikkuminen: Euglenat liikkuvat etupään lippulapun avulla, mikä on selkeä eläinomaisia liikemekanismeja edustava piirre. Lisäksi useimmilla on joustava pellicula (solukalvon alainen rakenne), jonka raitaiset palaset mahdollistavat solun muodonmuutokset ja niin sanotun metaboly-liikkeen.
• Kloroplastit: Useimmilla euglenideillä on kloroplastit, jotka ovat leville ja kasveille ominaisia: ne sisältävät klorofylli a:ta ja b:tä sekä karotenoideja. Varastohiilihydraatti on paramyloni (β-1,3-glukaani), joka eroaa kasvien tärkkelyksestä.
• Silmäpiste (stigma): useilla lajeilla on pigmenttipitoinen silmäpiste, joka auttaa valoon suuntautumisessa (fototaksis) ja siten fotosynteesiä hyödyntävien yksilöiden valonhankinnassa.
• Solun rakenne: solun pinnalla on usein pellicula, ja sisällä on vakuoleja, soluelimiä ja joskus useita kloroplasteja. Kloroplastien rakenne ja ympäröivät kalvot kertovat niiden endosymbioottisesta alkuperästä.

Liikkuminen ja ravinnonhankinta

Euglenat käyttävät etupään lippulappua ajamiseen sekä ohjaamiseen. Monilla lajeilla on myös kyky muuttaa solun muotoa ja ”ryömiä” käyttämällä pelliculan liukuvia säikeitä — tämä euglenoidinen metaboly on tunnusomaista ryhmälle. Ravinnon hankinta vaihtelee: osa lajeista on fotosynteettisia ja tuottaa energiaa valosta, osa on heterotrofisia ja ottavat ravintoa suoraan ympäristöstä (osmotrofia tai phagotrofia), ja monet ovat mixotrofeja eli yhdistävät molempia tapoja.

Sekundaarinen endosymbioosi ja kloroplastien synty

Euglenidien kloroplastit periytyvät hänen esi-isältään, joka otti vastaan viherleviä sekundaarisen endosymbioosin avulla. Tämä tarkoittaa, että kleptoplastin tai alkuperäisen endosymbiontin jälkeen levin kaltainen yhteys juurrutti soluun viherlevän, mistä seurasi kasvimaisia fotosynteettisiä ominaisuuksia. Kloroplastit näyttävät molekyylisten ja ultrastrukturaalisten piirteiden perusteella olevan lähisukulaisia vihreiden levien kloroplasteille.

Lisätietoja lisääntymisestä, taksonomiasta ja lajimäärästä

Euglenat lisääntyvät pääsääntöisesti suvuttomasti pituussuunnassa tapahtuvalla jakautumisella (binaarinen fissio). Sukusolunmuodostusta tai selkeästi havaittavaa seksuaalista lisääntymistä ei ole useimmiten dokumentoitu; taksonomia ja suvunjatkuvuus perustuvat enenevässä määrin molekyylisiin tutkimuksiin, joten ryhmän sukulaisuussuhteita tutkitaan aktiivisesti.

Euglena-lajeja on kuvattu yli 1 000, ja uusia lajeja löydetään edelleen. Monien lajeiden systematiikka on monimutkainen ja muuttuu, kun DNA-analyysit paljastavat uusia sukulinjoja ja eriytymismalleja.

Ecologia ja merkitys

Euglenat ovat tärkeitä makean veden ekosysteemeissä: ne toimivat tuottajina, osallistuvat hiilen ja hapen kierrossa ja ovat ravintoa pienille veden eläimille. Runsasravinteisissa vesissä jotkin lajit muodostavat ylivaltaa (lohkoja tai ”vihreää lietettä”), mikä voi olla merkki rehevöitymisestä. Tutkijat ovat kiinnostuneita euglenoista myös niiden bioteknisistä sovelluksista: esimerkiksi Euglena gracilis on laboratoriokäytössä yleinen malli (fotosynteesin ja aineenvaihdunnan tutkimus), ja euglenoita tutkitaan mm. biopolttoaineiden, ravintolisien ja vedenpuhdistuksen mahdollisina lähteinä.

Käytännön huomioita

• Laboratorio- ja opinäytteissä euglenaa voi kasvattaa suhteellisen helppokasvuisesti valossa ja sopivassa ravinneliuoksessa.
• Huomioitavaa on lajikohtainen vaihtelu: osa lajeista sietää vain makeaa vettä, osa murtovettä tai suolavettä.
• Paramylon-varastot ja kloroplastien näkyvyys auttavat usein lajin tunnistuksessa mikroskoopilla.

Yhteenvetona: Euglena on monimuotoinen ja ekologisesti merkittävä yksisoluyritysryhmä, joka yhdistää kasvimaisia fotosynteettisiä piirteitä ja eläimille tyypillistä liikettä sekä joustavuutta. Ryhmän biologinen monimuotoisuus ja evolutiivinen historia tekevät siitä kiinnostavan kohteen niin perus- kuin soveltavallekin tutkimukselle.

Muoto ja toiminta

Kun Euglena toimii heterotrofisena (eläimenä), se ympäröi ravintopartikkelin ja kuluttaa sen fagosytoosin avulla. Kun Euglena toimii autotrofina, sillä on kloroplastit, jotka tuottavat sokereita fotosynteesin avulla. Kloroplastit käyttävät klorofylli a- ja klorofylli b-pigmenttejä.

Euglenan kloroplastien määrä ja muoto vaihtelevat suuresti. Euglena pystyy liikkumaan vesiympäristöissä käyttämällä liikkumiseen suurta lippulaivaa. Valon havaitsemiseksi solussa on silmäpiste, alkeellinen organelli, joka suodattaa auringonvalon valoa havaitseviin, valoherkkiin rakenteisiin. Nämä rakenteet, jotka sijaitsevat flagellumin tyvessä, päästävät vain tietyt valon aallonpituudet havaittaviksi. Tämän valoherkän alueen avulla Euglena voi siirtää asentoaan saadakseen aikaan parempaa fotosynteesiä.

Euglenan liikkuvuus mahdollistaa myös metsästyksen. Useimmat Euglena-kasvit ovat mixotrofeja: ne ovat autotrofeja auringonvalossa ja heterotrofeja pimeässä. Euglenoilla ei ole kasvien soluseinää, vaan niillä on sen sijaan peltikotelo. Pellikli koostuu proteiininauhoista, jotka kiertyvät Euglenan pituutta pitkin ja sijaitsevat plasmakalvon alapuolella.

Euglena voi selviytyä makeassa ja suolaisessa vedessä. Alhaisen kosteuden vallitessa Euglena muodostaa ympärilleen suojaseinän ja lepää itiönä, kunnes ympäristöolosuhteet paranevat. Euglena voi selviytyä pimeässä myös varastoimalla tärkkelystä muistuttavia paramylon-rakeet kloroplastin sisälle.

Toinen kaavio Euglenasta

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Millainen organismi on Euglena?

K: Onko Euglenalla sekä kasvin että eläimen ominaisuuksia?

K: Miten Euglena liikkuu?

K: Mikä on kloroplasti?

K: Onko useimmilla Euglenoilla kloroplastia?

K: Miten Euglenaiden uskotaan polveutuvan?

K: Kuinka monta Euglena-lajia on tähän mennessä kuvattu?

Hae kirjaimella