Limahomeet (Mycetozoa): elinkaari, rakenne ja luokittelu
Limahomeet (Mycetozoa): tutustu niiden ainutlaatuiseen elinkaareen, rakenteeseen ja luokitteluun — yksisoluista yhteistyöhön, itiöistä plasmodiumiin. Kuvilla ja selkeällä selityksellä.
Limahomeet ovat erikoisia ja monimuotoisia organismiryhmiä, jotka elävät muun muassa sademetsän pohjalla, maaperässä, lahopuulla ja muissa kosteissa mikroympäristöissä ympäri maailmaa. Ne liikuskelevat limamaisina tai amoeboideina, etsien bakteereja ja muita ravinnonlähteitä. Monet lajit levittävät kasvien kaltaisesti itiöitä, jotka toimivat lajin leviämisyksiköinä ja voivat kehittyä uusiksi limamuodoiksi.
Rakenne ja elämäntapa
Limahomeet eivät muodosta yhtenäistä taksonomista ryhmää, vaan "limahome" on pikemminkin elämäntapa tai morfologinen tyyppi, joka on kehittynyt useaan kertaan. Ne yhdistävät piirteitä sekä sienistä että alkueläimistä, mistä kertoi jo Anton de Bary vuonna 1858. Usein niiden anatomia ja elinkierron vaiheet poikkeavat tavallisista yksisoluisista tai monisoluisista organismeista.
Yksittäiset limahomeen solut ovat yleensä amoeboideja (ameeban kaltaisia), liikkuvia ja fagosytoivia. Monet niistä ovat haploideja (yksi kromosomisarja), mutta elämäkierron eri vaiheissa voi esiintyä diploidisuutta ja tumien fuusiota. Eräissä ryhmissä yksittäiset solut voivat fuusioitua, jolloin syntyy suuri, monitumainen limamainen olomuoto, jota kutsutaan plasmodiumiksi. Tämä plasmodium on usein diploidi ja voi kasvaa voimakkaaksi, näkyväksi limamuodoksi.
Plasmodium ravintelee fagosytoimalla, syöden muun muassa bakteereja ja hajottavia hiukkasia. Kun ravinnon saatavuus vähenee tai olosuhteet muuttuvat epäedullisiksi, plasmodium voi muodostaa itiöitä tuottavia rakenteita (sporokarpeja tai sporangioita). Monisoluisemmissakin limahomeissa solut voivat elää erillisinä, mutta ne kokoontuvat yhteen kemiallisen signaalin vaikutuksesta — aggregaatio voi käynnistyä esimerkiksi sellaisten ärsykkeiden seurauksena kuin puuttuva ravinto. Aggregaation jälkeen muodostuu yhdessä toimiva yksikkö, joka tuottaa itiöitä.
Monisoluinen vaihe voi menettää soluseinänsä ja muodostaa syncytiumin: eli rakenteen, jossa on useita tumia mutta vain vähän tai ei lainkaan erottavia soluseiniä. Tämä erottaa plasmodiaaliset limahomeet selvästi soluista koostuvista limahomeista, joissa solut pysyvät erillisinä ja yhteistoiminta tapahtuu soluverkoston kautta.
Elinkaari — yleiskuva
- Yksittäiset, liikkuvat amoeboidisolut (haploidit) etsivät ravintoa ja lisääntyvät jakautumalla.
- Kun olosuhteet muuttuvat tai pariutuminen tapahtuu, solut voivat fuusioitua ja muodostaa diploidisen plasmodiumin (monitumainen syncytiumi).
- Plasmodium kasvaa ja levittäytyy, kunnes se muodostaa itiöitä (sporokarpeja/sporangioita) — tässä vaiheessa tapahtuu usein meioosi, ja syntyy haploideja itiöitä.
- Itiöt levittäytyvät ympäristöön ja itävät sopivissa oloissa uusiin amoeboidisolsuihin, ja elinkaari alkaa uudelleen.
Tämä elinkaari on tyypillinen sellaisille rypäille, joita joskus kutsutaan Mycetozoa-nimiseksi pääryhmäksi, vaikka taksonomisesti limahomeet eivät muodosta yksinkertaista, monofyleettistä kokonaisuutta.
Luokittelu ja taksonomia
Limahomeet eivät ole monofyleettinen ryhmä, eli ne eivät kaikki ole peräisin yhdeltä yhteiseltä esi-isältä. Siksi ne on jaettu useisiin eri heimoihin ja ryhmiin. Yleisesti tunnetut pääryhmät ovat esimerkiksi plasmodiaaliset limahomeet (Myxogastria, eli myksomykeetit) ja solulimahomeet (Dictyostelia, eli sosiaaliset amoebat). Molemmat ryhmät kuuluvat laajempaan protistien tai Amoebozoa-ryhmään, mutta niillä on eri biologisia ja kehityksellisiä strategioita.
Plasmodiaaliset limahomeet muodostavat suuria monitumaisia plasmodiumeja, kun taas dictyostelidit pysyvät yksittäisinä soluina kunnes aggregoituvat muodostamaan monisoluisen "slugin" tai hedelmäkappaleen. Aggregaation kemialliset signaalit vaihtelevat: esimerkiksi monissa dictyostelideissa aggregaatiota välittää sytokinimainen cAMP-välitteinen signaali, mutta eri ryhmillä on omia kommunikaatiomekanismejaan.
Elinympäristö ja ekologinen merkitys
Limahomeet viihtyvät kosteissa, varjoisissa paikoissa kuten metsän pohjakerroksessa, lahopuulla, kompostimassoissa ja maaperässä. Niillä on tärkeä rooli hajottajina — ne syövät bakteereja, pieniä sienirihmoja ja orgaanista ainesta, kierrättäen ravinteita ekosysteemeissä.
Lisäksi limahomeet ovat mielenkiintoisia tutkimuskohteita: ne osoittavat edistyneitä liikunta-, ruoanetsintä- ja päätöksentekokäyttäytymisen muotoja ilman hermostoa. Esimerkiksi laji Physarum polycephalum osaa löytää tehokkaita reittejä ravinnonlähteiden välillä ja ratkaista labyrintteja, minkä vuoksi sitä käytetään kokeellisissa tutkimuksissa solun liikkuvuudesta, solujen välisestä viestinnästä ja epälineaarisista verkostoista.
Käytännön huomiot ja esimerkkejä
Monet limahomeet ovat näkyviä paljain silmin kosteina, limaisina laikkuina tai värikkäinä hedelmäkappaleina. Plasmodium voi olla muutamasta millimetristä useisiin senttimetreihin — jopa metriäkin suuremmiksi kasvavia muodostelmia on kuvattu erityisolosuhteissa.
Luokittelun monimutkaisuus ja limahomeiden vaihteleva elämäntapa tekevät niistä kiehtovan tutkimusaiheen niin taksonomiassa, ekologiassa kuin solubiologiassakin. Vaikka termi "limahome" voi antaa mielikuvan yhdestä yhtenäisestä ryhmästä, on tärkeää ymmärtää, että käsitteen alle kuuluu useita eri evolutiivisia linjoja, joilla on omat biologiset erityispiirteensä.
Limamuotti
Märkää paperia sisältävästä roskiksesta kasvaa limaista hometta.
Limahome Stemonitis fusca Skotlannissa.
Limahometta syömässä sulku sieni
Tämä on Comatricha nigra -kasvin hedelmärunko. Se ei ole sieni, vaan ameebozoalainen limasieni.
Limahome Trichia varia
Taksonomia
Nykyaikainen molekyylibiologia on osoittanut sekvenssianalyysin avulla, että limalevät eivät ole monofyleettinen ryhmä. Niitä pidettiin aikoinaan sieninä, mutta nyt ne on jaettu kolmeen eri ryhmään, joista yksikään ei ole sieni. Ne ovat muototaksoneita, jotka on koottu yhteen, koska niillä on yhteisiä piirteitä. Ryhmien välisiä suhteita ei vielä ymmärretä.
Bikont
Bikonit ovat eukaryoottisoluja, joilla on kaksi lippulenkkiä. On olemassa kolme ryhmää, jotka ovat kehittäneet limasienimuodon itsenäisesti.
- Acrasidae: limalevät, jotka kuuluvat yläryhmään Excavata.
- Labyrinthulomycetes: Limaverkot, jotka kuuluvat yläryhmään Chromalveolata. Ne ovat merellisiä ja muodostavat labyrinttimaisia putkiverkkoja, joissa ameebat, joilla ei ole pseudopodia, voivat liikkua.
- Phytomyxea: loisperäiset alkueläimet, jotka kuuluvat yläryhmään Rhizaria. Ne muodostavat myös soluja, joissa on useampi kuin yksi tuma, ja ovat kasvien sisäisiä loisia (esim. kaalien klubijuuritauti).
Amoebozoa
- Myketozoa kuuluu ameebozoa-yliryhmään, ja siihen kuuluvat:
- Myxogastria: syncytial tai plasmodial slime moulds, yleisimmin esiintyvät. Stemonitis on yleinen limahome, joka muodostaa pieniä ruskeita tupsuja mätäneviin tukkeihin. Toinen lahoavissa tukeissa elävä laji, jota käytetään usein tutkimuksissa, on Physarum polycephalum. Se näyttää tukissa jopa muutaman metrin mittaiselta keltaisista säikeistä koostuvalta limaiselta verkkomaisemalta. Fuligo muodostaa multaan keltaisia kuoria.
- Dictyosteliida: yksisoluiset limalevät eli dictyostelidat. Dictyosteliidat, solumaiset limasienet, ovat etäistä sukua plasmodiaalisille limasienille, ja niiden elämäntapa on hyvin erilainen. Niiden ameebat eivät muodosta valtavia koenosyyttejä, ja ne pysyvät yksilöllisinä. Ne elävät samankaltaisissa elinympäristöissä ja syövät mikro-organismeja. Kun ruoka loppuu ja ne ovat valmiita muodostamaan itiöitä, ne tekevät jotain täysin erilaista. Ne vapauttavat ympäristöönsä signaalimolekyylejä, joiden avulla ne löytävät toisensa ja muodostavat parvia. Nämä ameebat yhdistyvät sitten pieneksi monisoluiseksi etanan kaltaiseksi koordinoiduksi olennoksi, joka ryömii avoimeen valaistuun paikkaan ja kasvaa hedelmöittyväksi kehoksi. Osa ameeboista muuttuu itiöiksi, joista alkaa seuraava sukupolvi, mutta osa ameeboista uhrautuu kuolleeksi varreksi, joka nostaa itiöt ilmaan.
- Protostelidit. Protostelidien ominaisuudet ovat kahden edellisen ryhmän väliltä, mutta ne ovat paljon pienempiä, ja niiden hedelmäkappaleet muodostavat vain yhdestä muutamaan itiöön.
Opisthokont
Fonticula on solumuotoinen limahome, joka muodostaa tulivuorenmuotoisen hedelmäkappaleen. Fonticula ei ole läheistä sukua Dictyosteliida- tai Acrasidae-heimon kanssa. Vuonna 2009 julkaistun artikkelin mukaan se on sukua Nuclearia-heimolle, joka puolestaan on sukua sienille.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä ovat limanuljaskat?
V: Slime molds eli limaläiskät ovat elämänmuotoja, jotka elävät sademetsän pohjalla ja monissa muissa osissa maailmaa. Ne luikertelevat maata ja kaatuneita puunrunkoja pitkin etsiessään ravintoa.
K: Miten ne lisääntyvät?
V: Limahomeet levittävät itiöitä kasvien tavoin, jotka kasvavat uusiksi limahomeiksi. Ne muodostavat myös monisoluisen organismin, joka lisääntyy ja tuottaa itiöitä, kun kemiallinen signaali vapautuu.
K: Mitä ominaisuuksia niillä on?
V: Limahomeilla on joitakin sienien ja joitakin alkueläinten piirteitä. Yksittäiset solut ovat amoeboideja (ameeban kaltaisia) ja haploideja (yksi kromosomisarja, kuten meidän sukusoluissamme). Monisoluista vaihetta kutsutaan plasmodiumiksi, joka on diploidi ja muodostuu ameeboidisoluparien fuusioista.
K: Kuka keskusteli tästä elämänmuodosta ensimmäisenä?
V: Anton de Bary keskusteli tästä elämänmuodosta vuonna 1858.
K: Miten plasmodium saa ravintoa?
V: Plasmodium saa ravintoa fagosytoimalla bakteereja ja ravintohiukkasia.
K: Mitä tapahtuu, kun ravinnon saanti loppuu?
V: Kun ravinnon saanti loppuu, plasmodium muodostaa meioosin avulla haploideja soluja, jotka muodostavat itiöiden perustan, joita säilytetään ja jotka sitten leviävät sporangiumin kaltaisesta rakenteesta.
K: Mihin ryhmään tämä elinkaari kuuluu?
V: Tämä elinkaari kuuluu pääryhmään nimeltä Mycetozoa.
Etsiä