Livelli di simbiosi - Visualizzazione della Comunità hindgut Termite microbica

Quindi a volte dico alla gente che, per me, è un po’ come essere un ecoturista in una versione in miniatura di Alice nel Paese delle Meraviglie, perché io guardo questo e penso subito a una meravigliosa passeggiata nella natura, anche prima di effettuare qualsiasi altro tipo di ricerca sul sistema. Beh, ci sono diversi modi di osservare questi microrganismi mediante microscopia ottica. Con questo microscopio abbiamo la capacità di eseguire microscopia in campo scuro, in cui le cellule appariranno bianche o saranno delineate in bianco su uno sfondo scuro.

È possibile eseguire una microscopia a contrasto di fase in cui le cellule o i loro bordi appariranno scuri su uno sfondo grigio. Possiamo anche effettuare una comune microscopia ottica, in cui non si vede quasi nulla a meno che il campione non sia colorato. Tuttavia, in questo caso si otterrà il colore effettivo, il vero colore del campione.

Quindi, se il campione è verde o rosso, potreste effettivamente osservare questa colorazione nelle cellule. Disponiamo inoltre della possibilità di effettuare una tecnica chiamata microscopia DIC, ovvero contrasto di interferenza differenziale, che, a differenza del contrasto ottenuto in termini di bianco e nero o di tonalità scure e grigie, fornisce un tipo di contrasto ai bordi simile a un paesaggio lunare: guardando la luna con un binocolo si vede tutto grigio, ma quando si mette a fuoco si iniziano a distinguere molto bene i contorni.

Quindi ho impostato questo sistema per osservare il campione utilizzando questo DIC. Questo metodo permette di visualizzare in modo molto più nitido le texture superficiali delle cellule e le strutture interne, qualora siano di grandi dimensioni e dotate di tali strutture. Mentre con un altro tipo di microscopia, l'intera cellula potrebbe apparire grigia su uno sfondo chiaro o bianca su uno sfondo scuro, qui inizierete a vedere le texture sulla cellula stessa o all'interno della cellula.

E per molti dei protozoi che abbiamo, i più grandi eucarioti di cui disponiamo, sarà possibile osservare non soltanto le strutture interne della cellula, ma anche eventualmente particelle di legno. In questo momento stiamo osservando due protozoi intestinali. Questi appartengono al genere opsis.

Questi sono protozoi degradatori di cellulosa. E proprio ora, con questo che si trova esattamente al centro, posso regolare leggermente l'immagine per evidenziare un po' di più il contrasto ai bordi. A volte riesce, a volte no. Okay.

Oh, questo aspetto è splendido. Ad esempio, questo è uno di quei protozoi molto grandi correlati ai tricomonadi e sta cominciando a formare blebs. Sta cominciando a stare male.

Ecco cos'è alcuni di questi piccoli blebs laterali. È possibile utilizzare questo DIC per ottenere effettivamente una sezione ottica. Quindi passerò semplicemente dalla superficie.

Inizi a vedere la superficie mettersi a fuoco. Sembra ricoperta da queste linee lunghe, profonde scanalature. E ora sto entrando nella cellula e attraverso l'altro lato.

E ti permette, se lo fai sulla parte posteriore della cellula, di vedere il nucleo. Quindi mi avvicino, sto osservando la superficie, ora vedo il nucleo, e adesso inizio a vedere l'altro lato. Quello che posso fare è confrontare con il contrasto di fase, sembra buono.

Questo è il contrasto di bordo. Ha anche un aspetto gradevole ed è solo una questione di preferenza. Per alcune delle cellule più sottili, questo contrasto di fase appare migliore.

In realtà vediamo due protosomi qui. Uno è quello al centro con questi piccoli orli arricciati e l'altro, che assomiglia a un fascio di bastoncini. E questo evidenzia davvero bene l'immagine in contrasto di interferenza differenziale, che mette in risalto questa caratteristica.

E ci sono alcune regolazioni che puoi effettuare. È un po' come cucinare. Puoi farlo secondo il gusto, il che significa osservare il tuo campione e apportare le regolazioni necessarie per mettere in evidenza in quel particolare campione alcune delle texture delle cellule.

È quasi determinato empiricamente. Ora proverò semplicemente a trovare alcuni altri oggetti degni di osservazione. Questa è un'osservazione in campo scuro.

Ora, dove il materiale biologico appare bianco brillante su sfondo nero, vediamo grandi trifa con lo stroma protozoario fascista più piccolo. Gli STR stanno eseguendo uno zoom intorno, simili a piccoli filamenti sottili quasi vermicolari, che si muovono rapidamente attorno a queste cellule più grandi. Quindi questi sono i protozoi più piccoli.

Quindi esistono diverse specie di protozoi in questo ambiente, di dimensioni differenti. Ci sono trifa molto grandi, tri opsis di dimensioni medie e poi lunghi e sottili batteri filamentosi rivestiti di stroma STR. Possiamo quindi osservare alcuni di questi tri opsis e stromi.

St stroma STRs è un fascio di bastoncini. Tri opsis è questo piccolo organismo affascinante con delle piccole frange che si muovono rapidamente attorno alla cellula e il più grande trifa. Questo è tri opsis.

Questo è l'unico protozoo intestinale di termiti che sia mai stato coltivato e studiato in vitro, con circa tre o quattro articoli pubblicati su questo protosoma circa vent'anni fa. Successivamente, la coltura andò persa e nessuno è mai riuscito a coltivarla nuovamente. Tuttavia, gli studi su questo organismo hanno stabilito che i protozoi fermentano la cellulosa e la xilano, che sono polimeri di pentosi ed esosi presenti nel legno, producendo acetato, idrogeno e CO₂.

Amplio un po' l'immagine. Vediamo alcune di queste forme a bastoncino. C'è una bella immagine in contrasto di interferenza differenziale (DIC) di API keet proprio al centro.

E puoi vedere le sue spire. Una bella spira regolare. La vedo muoversi.

Oh, è ancora vivo, ma alcuni di questi sono stati leggermente danneggiati dall'ossigeno. Mm. Poiché molti di questi organismi sono avvelenati dall'ossigeno. A volte si preparano preparati freschi che funzionano, altre volte no.

Ma in realtà, questo è un vero e proprio Butte. Osserverò semplicemente questo protozoo qui. Ce ne sono due o tre qui.

Esistono questi protozoi lunghi e sottili che sembrano striati. E lo si nota davvero con il contrasto di fase DIC osservandoli al microscopio. E io dico sempre che sono protozoi fascisti.

E cosa intendo con ciò? Sapete, il termine latino "fascio" è la parola che descrive questo mazzo di bastoni sul retro di una moneta da dieci centesimi. Ed è anche la parola che descrive bene "e pluribus unum", sapete, da molti, uno; e questo io lo chiamo il protosoma fascista perché il proteasoma stesso è effettivamente estremamente sottile.

E la conoscenza molto limitata che abbiamo al riguardo, gli studi hanno dimostrato che questo protosoma è ricoperto da uno strato di batteri sottili, allungati e snelli. Si tratta quindi di un protista eucariotico allungato, simile a un bastoncino, ricoperto da un rivestimento di batteri filamentosi simili a peli; qui si possono vedere alcuni di questi peli che iniziano a sfilacciarsi leggermente e a staccarsi. Ma se ne vedranno molti di questo tipo.

E dal punto di vista funzionale non abbiamo idea di cosa facciano. Questo è quindi un esempio di qualcosa che è piacevole da osservare, qualcosa di ispiratore perché mi indica che ci sono molti di questi protozoi qui dentro.

È possibile analizzare la filogenesi dell'ospite e delle cellule. Sappiamo qual è il protozoo e conosciamo le specie che si attaccano ad esso. Tuttavia, non sappiamo quale sia la funzione né del protozoo né di quei batteri.

Qual è la loro fisiologia? Di cosa si nutrono? Cosa producono?

Come interagiscono con gli altri microrganismi? In che modo questi prodotti influenzano gli altri microrganismi o l'ospite? E quindi, dal punto di vista funzionale, non sappiamo ancora dove si inseriscano nel quadro complessivo.

Presumibilmente, tutte le cellule che osserviamo qui, e che sono abbondanti, sono simbionti impegnati nel mutualismo. Sono microrganismi benefici che forniscono effettivamente qualcosa al sistema e/o all'ospite. Tuttavia, in questo caso, il diavolo sta nei dettagli.

E in realtà non possiamo affermarlo, non possiamo affermare con certezza nulla. E in effetti non ho un'ipotesi concreta su cosa facciano quegli organismi. Voglio dire, è interessante perché i protozoi fascisti sono ricoperti da batteri stessi.

Quindi è come una simbiosi su strati di simbiosi. Mentre in alcuni altri protozoi si può osservare che hanno inglobato particelle di legno nel citoplasma o nella cellula, in questi non vi è alcuna evidenza di ingestione di particelle di legno.

Quindi non è affatto corretto, non si può neppure dire, che stiano degradando il legno. Non so neppure se stiano effettivamente degradando il legno. È più probabile che stiano posizionando questi batteri in qualche parte dell'intestino, dove i batteri possono svolgere una certa funzione e forse nutrire il protozoo, esempi di altre simbiosi all'interno di una simbiosi.

Se osserviamo questa trica nifa, il protozoo più grande che stiamo analizzando qui è una sorta di trifa schiacciata. Possiamo notare che presenta delle lunghe striature che si estendono dall'estremità anteriore a quella posteriore. Ma se osserviamo con maggiore attenzione, noteremo, verso l'estremità anteriore, alcuni piccoli punti neri.

Sono anche batteri. E questo protozoo presenta sia simbiosi ecto che endo. È ricoperto da uno strato di batteri sulla sua superficie, ma contiene anche batteri all'interno della cellula.

E ancora, non abbiamo alcuna comprensione della fisiologia di quei batteri sulla superficie o all'interno. Abbiamo una vaga idea che questi protozoi fermentino cellulosa e xilano, ma non sappiamo dove questi batteri si inseriscano nel quadro complessivo. Quindi ci sta sfuggendo qualcosa di fondamentale.

Perciò amo il sistema perché presenta grande diversità e molta attività, e abbiamo imparato molto. Ma in realtà penso che sappiamo molto meno di quanto crediamo di sapere.