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Esquema de un paramecio

Un lector del artículo sobre el origen simbiótico de la célula eucariota me ha reprochado que mencionara "el paramecio del instituto" sin explicar nada sobre él. "¡Todos no hemos ido a un instituto en el que se observaran paramecios!", dice. Y tiene razón, por lo que intentaré subsanar mi negligencia.

Los paramecios (hay unas diez especies) son protozoos ciliados, lo que significa que están constituidos por una sola célula eucariota, que se alimentan ingiriendo alimento particulado y que están cubiertos de cilios.

Miden de 100 a 300 micrómetros de longitud (lo que significa que con 100 aumentos los veremos como si midieran de uno a tres centímetros) y tienen una forma que recuerda una suela de zapatilla. El extremo anterior es romo y el posterior, puntiagudo. Tiene la superficie cubierta por una película elástica bien definida, por fuera de la cual se extienden muchos cilios de longitud uniforme, excepto un penacho caudal un poco más largo. Estos cilios están ordenados en hileras espirales, como se puede apreciar con un método especial de impregnación argéntica. El citoplasma se divide en un ectoplasma delgado y claro y un endoplasma granular que constituye la masa principal. Cada cilio tiene un gránulo basal (el cinetosoma o motor del cilio). Extendiéndose hacia dentro del citoplasma hay una serie de tricocistos ("quistes de pelo") que pueden descargarse por estímulos mecánicos o químicos como largas fibras a través de los poros de la película y cuya función no es bien conocida, aunque parece tener que ver con la defensa o con la adherencia a un sustrato. También hay en el ectoplasma una serie de fibras longitudinales interconectadas que emiten ramas fibrilares a los cinetosomas, constituyendo un sistema que parece servir para coordinar el movimiento de los cilios.

Cilios

Tienen un surco bucal, una depresión que se extiende oblicuamente desde cerca del extremo anterior y, dirigiéndose hacia el posterior, abarca dos tercios de la longitud de la célula. Esta superficie es la superficie bucal. El extremo posterior del surco bucal da a una cavidad bucal y desde aquí, a través del citostoma, hasta una citofaringe que termina en el endoplasma, donde se forman vacuolas alimenticias. Los cilios de la citofaringe se fusionan en dos bandas longitudinales que producen corrientes, forzando la entrada de alimentos. El citopigo o ano celular se encuentra en la superficie ventral posterior al citostoma, siendo el sitio de descarga de los desechos de las vacuolas alimenticias.

Entre los orgánulos internos están las mitocondrias y dos tipos de núcleos: un macronúcleo y dos micronúcleos. Los micronúcleos poseen cada uno una pareja de cada cromosoma, como los núcleos de nuestras células somáticas. El macronúcleo posee muchas copias de cada cromosoma. El macronúcleo interviene en el control del funcionamiento de la célula, mientras que los micronúcleos sólo intervienen como portadores de la herencia.

La locomoción tiene lugar por la contracción y relajación coordinadas de los cilios. Éstos vibran hacia atrás en ondas que recorren diagonalmente la superficie de la célula, que rota sobre su eje longitudinal. Son posibles contracciones inversas, determinando movimiento hacia atrás y giros cuando el organismo se encuentra con un estímulo químico pernicioso o sigue un gradiente químico que presenta la máxima concentración detrás de él. Del mismo modo que reacciona a estímulos químicos, lo hace a estímulos luminosos (prefiriendo una luz no excesivamente intensa a la oscuridad o a una luz intensa), táctiles, eléctricos, térmicos, etc. En una serie de experimentos se logró enseñar a paramecios a regresar a la oscuridad desde el límite luz-oscuridad, a base de provocar pequeñas descargas eléctricas cuando pasaban a la zona iluminada. La nueva conducta se mantenía durante quince minutos. Experimentos opuestos (enseñarles a huir de la oscuridad) han fracasado.

Se alimentan de bacterias, protozoos, algas, levaduras y otros microorganismos. Los alimentos colectados en el surco bucal son llevados a través de la cavidad bucal y el citostoma hasta la citofaringe. Allí, las partículas son envueltas en un fragmento de membrana que se invagina y funde sus bordes, formándose vacuolas alimenticias, donde la partícula ingerida es digerida y absorbidas hacia el citoplasma las sustancias nutritivas. Las vacuolas alimenticias siguen un camino definido hasta llegar al citopigo, donde su membrana se fusiona con la membrana celular, expulsando los desechos.

Paramecio

Las especies de aguas dulces tienen dos vacuolas contráctiles, situadas cada una cerca de un extremo del cuerpo, rodeadas por un sistema radial de conductos también contráctiles que dan al conjunto un aspecto estrellado. Estas vacuolas se contraen y se expanden alternativamente cada entre 10 y 20 segundos, expulsando el agua que penetra en la célula debido a la mayor concentración de su interior respecto del agua del exterior, evitando que el organismo reviente. Los paramecios marinos no tienen este problema, por lo que no poseen esas vacuolas.

Tienen un ciclo biológico complejo, con tres procesos reproductores. En la mayor parte del ciclo, el paramecio se reproduce cada poco tiempo por división binaria. Los micronúcleos se dividen por mitosis (proceso en el que, tras una previa duplicación de los cromosomas, éstos se separan, yendo la mitad de cada pareja a un núcleo hijo), mientras que el macronúcleo simplemente se constriñe aproximadamente por el centro y se separa en dos mitades. La célula se divide transversalmente, de forma que cada célula hija contiene la dotación normal de un macronúcleo y dos micronúcleos. Se han podido mantener hasta decenas de miles de generaciones con sólo ese modo de reproducción.

En determinadas condiciones y en presencia de paramecios de varios tipos de apareamiento (el equivalente de nuestros sexos, con la diferencia de que hay bastantes más de dos), los individuos se agrupan y se produce el apareamiento. Los micronúcleos sufren meiosis (proceso consistente en dos divisiones, una con duplicación previa de los cromosomas, seguida de otra sin tal duplicación, de modo que al final se tiene sólo la mitad de la dotación cromosómica completa), dando lugar a ocho núcleos haploides (con la mitad de la dotación cromosómica, a diferencia de los diploides, que tienen una pareja de cada tipo de cromosoma, y de los poliploides, que tienen muchos cromosomas de cada clase). Siete se destruyen, mientras que el octavo pasa a una región protegida del citoplasma, donde sufre una división mitótica. Mientras tanto, el macronúcleo se desintegra. Uno de los micronúcleos gaméticos resultantes de esa división mitótica se intercambia con otro de la pareja. Ahora, cada individuo tiene dos micronúcleos de procedencia distinta, que se fusionan, formando un núcleo zigótico. Éste sufre dos mitosis, de las cuales resultan cuatro núcleos. Dos de ellos se fusionan, formando el macronúcleo, y los otros dos serán los micronúcleos. Luego, tiene lugar una división binaria como la vista antes.

También se puede producir autogamia. Los núcleos se comportan como en la reproducción sexual, pero no hay apareamiento. Los dos núcleos gaméticos se fusionan, dando lugar a un micronúcleo que sufrirá dos divisiones mitóticas, dando lugar finalmente aun macronúcleo y dos micronúcleos. A diferencia de los individuos resultantes de la reproducción sexual, los procedentes de la autogamia son homozigotos para todos sus genes, es decir, los miembros de cada par de genes son iguales. Esto se ha aprovechado mucho en estudios de Genética.

Lynn Margulis tiene la teoría de que la autogamia y la reproducción sexual son mecanismos para contrarrestar el envejecimiento y la muerte: los macronúcleos que dirigen el funcionamiento del organismo, al dividirse de una forma poco precisa, irán perdiendo genes, con lo que al cabo de las generaciones, el individuo tendrá muchos defectos genéticos. La autogamia y la reproducción sexual revierten esta tendencia degenerativa.

Los paramecios son muy interesantes porque presentan un tipo de herencia citoplásmica distinto al de otros organismos eucariotas. La herencia citoplásmica consiste en la transmisión de caracteres sin intervención de los genes del núcleo. Todos los eucariotas presentamos este tipo de herencia, puesto que las mitocondrias y los plastidios tienen su propio ADN y se reproducen al margen del núcleo. Ésta es la razón por la que la oveja Dolly no es un verdadero clon: sus mitocondrias no proceden de la oveja que donó el núcleo, sino de la que donó el óvulo. Pero algunos paramecios presentan una herencia citoplásmica infecciosa, es decir, que el carácter puede transmitirse tanto por herencia como por infección. Hay una cepa de paramecio, llamada killer, que produce paramecina, una sustancia que mata a paramecios de otras cepas. La herencia de este carácter depende de unas partículas, llamadas kappa, que se encuentran en el citoplasma y son parecidas a pequeñas bacterias. Estas partículas no pueden vivir fuera del paramecio, pero si se administra una suspensión de ellas en un cultivo de paramecios, algunos de ellos pasan a ser de tipo killer. Ahora bien, la producción de paramecina no depende sólo de las partículas kappa, sino también de un gen nuclear llamado K. Ésta es una prueba más a favor de la teoría simbiótica de Lynn Margulis.

Cómo observar paramecios y otros protozoos

Paramecio

Observar protozoos es fácil si se dispone de un microscopio. Lo primero que hay que hacer es recoger muestras de agua de charcas poco profundas, arroyos de aguas muy lentas o fuentes con vegetación muerta. En esas muestras habrá muchos protozoos, aunque no tantos que sea fácil encontrarlos al colocar una gota bajo el microscopio. Deberá, por lo tanto hacerse un cultivo.

Para ello, colóquese primero un manojito de hierba o paja en un recipiente que se pueda poner al fuego hasta ocupar los dos tercios. Cúbrase la hierba o la paja con agua del grifo y hiérvase durante 10-30 minutos. Es conveniente que después de eso se haya evaporado la mitad del agua. Déjese enfriar la infusión de un día para el siguiente. Viértase el agua y los restos vegetales de la muestra sobre la infusión y colóquese el recipiente en una habitación a 20-30º C. Al cabo de 4-10 días aparecerá una telilla en la superficie del cultivo. En este telillo se encontrarán cientos de protozoos procedentes de la muestra, pero también los habrá en el fondo y en la zona media.

Para observarlos conviene hacer preparaciones de: el líquido de la parte superior, el de la parte media y el del fondo, con lo que podremos comparar las especies de cada nivel. Se toma una gota de la zona elegida, se coloca en un portaobjetos y se cubre con un cubreobjetos, poniendo la preparación en la platina del microscopio. Localícese un microorganismo a bajo aumente, céntreselo en el campo y obsérvese con un aumento mayor. La observación debe durar por lo menos cinco minutos. Se podrá observar cómo se mueve, qué sucede cuando encuentra algún obstáculo. Conforme se evapora el agua, el cubre se acerca más al porta, hasta que el organismo no puede moverse. Es el momento adecuado para usar el aumento mayor y estudiar su interior, si hay algún movimiento en el citoplasma...

© Julio Loras Zaera
Profesor Francho de Fortanete


Julio Loras Zaera
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