Pantoffeldiertjes (Paramecium bursaria) in een elektrisch veld

Datum:  November 2023

Inleiding:

Het klassieke beginners microscopie experiment.

Materiaal:

  • USB Microscoop (Dino-Lite AM4815ZT) in statief
  • Microscoop met camera
  • Objectglaasjes
  • Dekglaasjes
  • Oplossing met pantoffeldiertjes
  • Pipet
  • Natriumcarbonaat (soda, fijnpoederig)
  • Contactlijm
  • Draad
  • Striptang
  • 2 x 9V batterij
  • 2 x batterij clip
  • Spatel

   

Uitvoering:

Pantoffeldiertjes kweken
Een voorbereiding die men ruim van tevoren moet opstarten is het opkweken van pantoffeldiertjes. De basis daarvan is dat men eerst een vloeibare bacteriecultuur maakt (bv door gedroogde koolraap stukjes in water te laten "rotten") waarin men na blootstelling aan de lucht na enige tijd eencelligen waaronder pantoffeldiertjes vindt.  Men kan de pantoffeldiertjes proberen te isoleren in een apart flesje waaraan men een rijst- of graankorrel heeft toegevoegd. Zorg ervoor dat het flesje niet helemaal gesloten is zodat zuurstof naar binnen kan dringen.

Het gemakkelijkste is echter een hooicultuur te maken en daar wat pantoffeldiertje uit te vissen
 
Constructie van het objectglas met elektrodes
  • Neem een objectglas
  • Neem twee stukjes kabel van ca. 10 cm lengte, met een kern van een enkele draad, en strip de uiteindes ervan af
  • Buig de uiteindes in een U-vorm zoals aangegeven in nevenstaande foto
  • Plaats de kabel op het objectglas en laat enkele druppels lijm op het nog beklede deel van de kabel vallen
  • Strooi wat soda poeder op de contact lijm
  • Herhaal dit voor de andere kant
 
Paremecium blootgesteld aan elektrisch veld
  • Neem 2 9V batterijen, bevestig de batterijclips en schakel deze in serie
  • Neem het objectglas met elektrodes en plaats m.b.v. de pipet een dikke druppel parameciumoplossing tussen de elektrodes
  • Plaats een dekglaasje op de druppel
  • Let erop dat de druppel aan beide kanten de elektrodes raakt. Voeg wat extra vloeistof toe indien dat niet zo is voeg dan wat extra vloeistof toe
  • Positioneer het objectglas onder de USB microscoop
  • Stel scherp en neem een filmpje op
  • Sluit de elektroden aan op de 9V batterij en observeer het gedrag van de pantoffeldiertjes
  • Vergeet niet een filmpje op te nemen van het geobserveerde gedrag
   
Observeer een monster van de parameciumoplossing ook onder de normale microscoop

Resultaten:

Paramecium bursaria niet blootgesteld aan elektrisch veld

YouTube link: Pantoffeldiertjes
Paramecium bursaria blootgesteld aan elektrisch veld

YouTube link: Pantoffeldiertjes
Paramecium bursaria onder een lichtmicroscoop

YouTube link: Paramecium bursaria
Microscoop: Euromex ML2000
Vergroting: 12.5 x 10
Camera: Lucky Zoom, 5 Mp


Discussie:

Het pantoffeldiertje waar we mee experimenteren, Paramecium bursaria, is een bijzonder pantoffeldiertje. Het is de gastheer van een endosymbiont, een groenalg van het geslacht Chlorella. Zoals men aan de foto kan zien kunnen per diertje honderden endosymbionten aanwezig zijn. Deze hebben elk een eigen vacuole. Ze voorzien de gastheer van suikers en maken fotoautotrofe levenswijze mogelijk. De symbiose is facultatief: beide partners kunnen onafhankelijk van elkaar groeien, maar de gastheer kan de endosymbiont weer opnemen, nadat deze verloren is gegaan, bijvoorbeeld doordat de endosymbiont door de gastheer is verteerd tijdens het leven in het donker.
 
Het gedrag dat we observeren als we de paramecia blootstellen aan een elektrisch veld heet "negatieve galvanotaxis". De paramecia bewegen naar de negatieve pool (kathode). De stroom schijnt het elektrochemisch proces dat de paramecia voor hun voortbeweging gebruiken te beïnvloeden. Het effect is ontdekt door Mav Verworn in 1889.

Opmerkingen:

  • Het toevoegen van een rijst of graankorrel dient ervoor om de pantoffeldiertjes van een min of meer constante voeding te voorzien (bacteriën). Op deze manier kan men de oplossing met pantoffeldiertjes langer bewaren.

Literatuur:

  • H.S. Jennings; "Behavior of the lower organisms"; Columbia University Press; 1906; p. 80,81.
  • A. Middelhoek; "Microwereld"; Thieme; 1944; p. 90.
  • M. Verworn ; "Psychophysiologische Protistenstudien"; 1889; Jena: Fisher Verlag
  • A. Daul, M-L. Lemloh, M. Horning; "Galvanotaxis of ciliates: spatiotemporal dynamics of Coleps hirtus under electric fields"; New Journal of Physics; 2022 24.

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:
Het zelf kweken van pantoffeldiertjes gaat heel gemakkelijk met in kleine stukjes gesneden koolraap. Omdat we voor een kweek geen hele koolraap nodig hebben, is het – op een paar kleine stukjes na voor het opzetten van de kweek – handig de rest in de zon of op een andere manier te drogen om dat later bij een volgende kweek weer te kunnen gebruiken. Je neemt dus een paar blokjes koolraap, doet ze in bijvoorbeeld een grote inmaak- of augurkenpot en vult die met aquariumwater en een pietsje modder uit een sloot of een restant plantenwater uit een sierpot of van een potschotel. Na enige dagen hebben de diertjes zich behoorlijk vermeerderd. De fles of pot met daarin de opgezette kweek moet wel in het licht staan, maar een te zonnige plek kan de vermeerdering remmen. Ook is het raadzaam dit niet in de huiskamer te doen; de inhoud van de fles heeft niet bepaald de geur van rozen. Het ‘oogsten’ is niet al te moeilijk. Je vult een fles met een lange hals tot ongeveer halverwege de hals met de kweekvloeistof, dan stop je daarin een natgemaakte prop watten. Die moet de kweekvloeistof raken. Dan de fles tot aan de rand vullen met schoon water. Omdat de diertjes maar al te graag naar het licht trekken, is het raadzaam de onderkant af te dekken met bijvoorbeeld een stuk donker papier. Na een poosje zullen de pantoffeldiertjes zich door de wattenprop naar het licht hebben gewrongen en in het schone water zwemmen. Je kunt ze dan makkelijk afzuigen met een injectiespuit (zonder naald) of een pipet.
Literatuur:
  • D. de Cremer; "Tarwegraspoeder als groeimedium voor pantoffeldiertjes [Paramecium caudatum]"; Microwereld; # 113; Zomer 2023; p. 16-21 
  • W.C. Lewis, K. Collins; "Effective Long-Term Culturing of Paramecia"; The American Biology Teacher; 2010 8 72; p. 501-503
  • R. A. Littleford; "Culture of Protozoa in the Classroom"; The American Biology Teacher; 1960 9 22; p. 551-559
  • P.J. Jummer, Jr; "Culturing & Using Protozoan in the Laboratory"; The American Biology Teacher; 1993 6 55; p. 357-360
 
Pantoffeldiertjes (Paramecium) behoren tot de wimperdiertjes omdat het lichaam van deze eencelligen door duizenden miniscule haartjes is bedekt. Daarmee roeien ze door het water en draaien ze voedsel (groenwiertjes, bacterien maar ook andere trilhaardiertjes) naar zich toe. Hoewel het eencellige wezen zijn zijn ze al verder gereorganiseerd dan amoebes. Men kan organellen waarnemen binnen het pantoffeldiertje. In het protoplasma ziet men regelmatig een paar blaasjes verschijnen, een bij de voorkant van het dier een bij de achterkant. Elk blaasje wordt langzamerhand groter en verdwijnt dan. Het celmembraan is even uitgeweken en de excretiestoffen en water hebben de cel verlaten. Het beurtlings ineenkrimpen en opzwelling heet "kloppende vacuole". De celmond geeft door zijn schuine overlangse vorm de de pantoffelvorm aan het diertje. Het voedsel wordt ingesloten in de voedselvacuole. Onverteerbare voedseldeeltje s worden uit de voedselvacuolen rechtstreeks door het celmembraan uitgestoten. Dit gebeurt steeds ongeveer op dezelfde plaats, zodat men spreekt van de cel-anus.

03/01/2024