Weird Science

Nieprzyzwoicie tani mikroskop

Poniższy arty­kuł został opu­bli­ko­wany pier­wot­nie w cza­so­pi­śmie dla nau­czy­cieli Bio­lo­gia w Szkole (4/2015):

Ilustracja

Ples M., Nie­przy­zwo­i­cie tani mikro­skop, Bio­lo­gia w Szkole, 4 (2015), Forum Media Pol­ska Sp. z o.o., str. 55-60

Mikro­skop wręcz pod­świa­do­mie koja­rzy się z funk­cjo­nal­no­ścią i pre­cy­zją wyko­na­nia. Dla uzy­ska­nia dobrych rezul­ta­tów jest konieczne wyko­rzy­sta­nie jak naj­do­sko­nal­szych socze­wek i jak naj­pre­cy­zyj­niej wyko­na­nych ele­men­tów mecha­nicz­nych. To wszystko wpływa oczy­wi­ście na cenę tych urządzeń: dobry mikro­skop nie jest zwy­kle tani i  vice versa. Z punktu widze­nia zain­te­re­so­wa­nych nau­czy­cieli, ucz­niów, wszel­kich pasjo­na­tów czy nawet zawo­do­wych nau­kow­ców jest to często duży pro­blem. Argu­ment braku środ­ków finan­so­wych jest często pod­no­szony także przez kie­row­nic­two szkół jako odpo­wiedź na zarzuty braku pro­wa­dze­nia zajęć prak­tycz­nych, choćby w cza­sie lek­cji bio­lo­gii.

Między innymi z tych powo­dów w poprzed­nim nume­rze „Bio­lo­gii…” opi­sa­łem pro­stą metodę wizu­a­li­za­cji mikro­or­ga­ni­zmów przy wyko­rzy­sta­niu pow­szech­nie dostęp­nych wskaźn­i­ków lase­ro­wych [1]. Spo­sób ten nie­wąt­pli­wie działa i zapew­nia zaska­ku­jąco dobre rezul­taty – uwzględ­nia­jąc oczy­wi­ście pro­stotę roz­wiąza­nia. Mimo wszystko, uzy­skany w ten spo­sób obraz nie jest ide­alny, ponie­waż nie zapew­nia odw­zo­ro­wa­nia szcze­gółów wew­nętrz­nej budowy obser­wo­wa­nych obiek­tów, a jedy­nie ich ksz­tałtu. Doświad­cze­nie to przy­daje się w szcze­gól­no­ści do roz­bu­dze­nia cie­ka­wo­ści przy­rod­ni­czej. By jed­nak móc doko­nać głęb­szej ana­lizy uzy­ska­nych rezul­ta­tów należy uciec się do roz­wiązań, które zapew­nią bar­dziej szcze­gółowy obraz.

Dla­tego tym razem chciałbym zapro­po­no­wać sza­now­nemu Czy­tel­ni­kowi zbu­do­wa­nie taniego cyfro­wego mikro­skopu, który umożl­iwi obser­wa­cję zróżn­i­co­wa­nych pre­pa­ra­tów: od sto­sun­kowo dużych, jak np. całe owady, do naprawdę nie­wiel­kich, jak m.in. komórki roślinne, czy jed­no­ko­mór­kowe orzęski.

Na rynku są dostępne elek­tro­niczne mikro­skopy o dobrych para­me­trach, które są prze­ważnie tańsze od kla­sycz­nych mikro­sko­pów świetl­nych. Ich cena w wielu wypad­kach nie­stety i tak bywa zapo­rowa. Samo­dzielna budowa takiego urządze­nia da z pew­no­ścią wiele satys­fak­cji każd­emu eks­pe­ry­men­ta­to­rowi. Pro­po­no­wane roz­wiąza­nie jest także dosyć eko­no­miczne: koszt mojego urządze­nia zamk­nął się w kwo­cie kil­ku­dzie­sięciu zło­tych. Dla­tego myślę, że nawet bio­rąc pod uwagę pewne ogra­ni­cze­nia gra jest warta świeczki.

Budowa

Pod­sta­wo­wym ele­men­tem opi­sy­wa­nego mikro­skopu jest kamera inter­ne­towa. Naj­le­piej wyko­rzy­stać naj­tańszą kamerę inter­ne­tową pod­łączaną do kom­pu­tera za pomocą złącza USB. Niska cena jest tutaj zaletą, ponie­waż cięcie kosz­tów przez pro­du­cen­tów powo­duje, że takie kon­struk­cje są mak­sy­mal­nie uprosz­czone pod względem mecha­nicz­nym. W dużym stop­niu uła­twia to nie­zbędne prze­róbki.

Pierw­szą czyn­no­ścią jaką musimy wyko­nać jest demon­taż obu­dowy. Zwy­kle nie jest to trudne – wystar­czy odkręcić kilka nie­wiel­kich śru­bek. Nie­stety, cza­sem ele­menty obu­dowy są kle­jone. Wtedy naj­le­piej posłu­żyć się ostrym nożem. Wszyst­kie opi­sy­wane czyn­no­ści należy pro­wa­dzić ostrożnie, by nie usz­ko­dzić deli­kat­nych ele­men­tów wew­nętrz­nych urządze­nia.

Wew­nątrz obu­dowy można zwy­kle zna­leźć poje­dyn­czą płytkę dru­ko­waną, na której umiesz­czone są ele­menty two­rzące układ elek­tro­niczny kamery, a także nie­wielki tubus miesz­czący optykę (Fot.1). Do płytki są też oczy­wi­ście pod­łączone prze­wody sta­no­wiące linie zasi­la­jące i sygna­łowe złącza USB, które służy do komu­ni­ka­cji urządze­nia z kom­pu­te­rem. Cza­sem występują też dodat­kowe prze­wody, którymi do płytki pod­łączony może być na przy­kład nie­wielki mikro­fon elek­tre­towy. Nie będzie nam on potrzebny. Dodat­kowe prze­wody można więc po pro­stu odciąć, aby nie przesz­ka­dzały w dal­szych pra­cach. Trzeba przy tym zad­bać, by nie doszło do zwarć.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.1 – Wyko­rzy­stana w arty­kule kamera inter­ne­towa, bez obu­dowy

Chwi­lowo zatrzy­majmy się w tym punk­cie, by zasta­no­wić się nad spo­so­bem dzia­ła­nia takiej kamery. Na Rys.1 przed­sta­wiam jej uprosz­czony sche­mat.

Ilustracja
Rys.1 – Sche­mat budowy kamery inter­ne­to­wej

Funk­cjo­no­wa­nie urządze­nia jest dosyć pro­ste: obraz za pomocą soczewki jest rzu­to­wany na świa­tło­czułą matrycę, a pow­stały w niej sygnał zostaje prze­two­rzony przez układ elek­tro­niczny i prze­słany do kom­pu­tera. Czy­tel­nik z pew­no­ścią odno­tuje ana­lo­gię do budowy i spo­sobu dzia­ła­nia oka. Kamery inter­ne­towe posia­dają też zwy­kle dodat­kowy filtr pod­czer­wieni – bywa on umiesz­czany przed lub za soczewką. Ostrość obrazu regu­luje się dzięki zmia­nie odle­gło­ści soczewki od ele­mentu świa­tło­czu­łego, poprzez wkręca­nie lub wykręca­nie obiek­tywu wypo­sa­żo­nego w gwint o nie­wiel­kim skoku. Po usu­nięciu tego ele­mentu wraz z soczewką można zoba­czyć matrycę (Fot.2), w tańszych kame­rach wyko­naną zwy­kle w tech­nice CMOS (ang. Com­ple­men­tary metal-oxide semi­con­duc­tor).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.2 – Kamera po usu­nięciu ele­men­tów optycz­nych, widoczna matryca świa­tło­czuła (zazna­czona strzałką)

Trzeba uwa­żać, by nie zabru­dzić matrycy. Nawet najm­niej­sze zanie­czysz­cze­nia czy pyłki kurzu obecne na jej powierzchni zemsz­czą się potem wyraźnym pogor­sze­niem jako­ści uzy­ski­wa­nego obrazu.

Zasta­nówmy się teraz, w jaki spo­sób taką zabawkę można prze­ksz­tałcić w uży­teczny edu­ka­cyj­nie elek­tro­niczny mikro­skop. Jak już wcze­śniej wspom­nia­łem, ostrość regu­luje się tutaj poprzez zmianę odle­gło­ści soczewki obiek­tywu od matrycy. Im bli­żej matrycy poło­żona jest soczewka, tym dalej od kamery może znaj­do­wać się foto­gra­fo­wany przed­miot, tak by uzy­skany obraz był wyraźny. W naszym przy­padku więk­sze zna­cze­nie ma fakt, że przy odpo­wied­nio zwięk­szo­nej odle­gło­ści matryca-soczewka możl­iwe staje się otrzy­ma­nie wyraźn­ego obrazu przed­mio­tów znaj­du­jących się bar­dzo bli­sko soczewki! Daje to możl­i­wość uzy­ska­nia całk­iem spo­rych powięk­szeń, oczy­wi­ście jak na tak pro­stą kon­struk­cję.

Koniecz­ność zbli­ża­nia soczewki do obser­wo­wa­nego obiektu na nie­wielką odle­głość skut­kuje potrzebą nie­wiel­kiej prze­róbki obiek­tywu. Soczewka znaj­duje się w jego dol­nej czę­ści, tak więc obiek­tyw jest zwy­czaj­nie zbyt długi (Fot.3A). Mogłoby to przesz­ka­dzać w umiesz­cze­niu obser­wo­wa­nego obiektu w odpo­wied­nio małej odle­gło­ści od soczewki.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.3 – Obiek­tyw; A – przed mody­fi­ka­cją, B – po mody­fi­ka­cji

Obiek­tyw należy skrócić o przed­nią cześć, która nie zawiera soczewki. Ele­ment ten jest wyko­nany z two­rzywa sztucz­nego, więc mody­fi­ka­cja nie nastręcza trud­no­ści. Naj­le­piej ciąć two­rzywo przy pomocy piły wło­śni­co­wej, uwa­ża­jąc by nie usz­ko­dzić soczewki i pozo­sta­łego gwintu. Pow­stałą kra­wędź dobrze jest wygła­dzić przy pomocy drob­no­ziar­ni­stego papieru ścier­nego, a następ­nie oczy­ścić soczewkę z pow­sta­łego pyłu. W przy­padku uży­tej w doświad­cze­niu kamery dłu­gość obiek­tywu wyno­siła pier­wot­nie 17mm, zaś po mody­fi­ka­cji 9mm (Fot.3B).

Tak przy­go­to­wany obiek­tyw umiesz­czamy z pow­ro­tem w opra­wie z matrycą świa­tło­czułą. Regu­la­cja odle­gło­ści między matrycą a soczewką, a także między soczewką a pre­pa­ra­tem pozwala na uzy­ska­nie wyraźn­ych obra­zów przy zróżn­i­co­wa­nych powięk­sze­niach.

Musimy jesz­cze umożl­i­wić regu­la­cję odle­gło­ści obiek­tywu kamery od obser­wo­wa­nego obiektu. Dokład­ność tej regu­la­cji jest warun­kiem otrzy­ma­nia jak naj­wy­raźn­iej­szych obra­zów. Na Rys.2 przed­sta­wiam pro­po­no­wane przeze mnie roz­wiąza­nie.

Ilustracja
Rys.2 – Sche­mat kon­struk­cji nośnej i regu­la­cyj­nej mikro­skopu; opis w tek­ście

Głów­nym ele­men­tem nośnym kon­struk­cji mikro­skopu jest sztywna belka A, wyko­nana np. z pła­skow­nika lub kątow­nika alu­mi­nio­wego dostęp­nego w skle­pach budow­la­nych. W nagwin­to­wa­nym otwo­rze w tej belce jest umiesz­czony wkręt B opie­ra­jący się w środ­ko­wym punk­cie ela­stycz­nej belki C – w tej roli zasto­so­wa­łem zwy­kłą linijkę z two­rzywa sztucz­nego. Belki mają zbli­żoną do sie­bie dłu­gość, w przy­padku mojego urządze­nia jest to 20 cm. Są one połączone na końc­ach przez kil­ku­krot­nie owi­nięcie taśmą izo­la­cyjną z two­rzywa sztucz­nego. Do belki C przy­mo­co­wano kamerę D, której obiek­tyw powi­nien być skie­ro­wany w dół, czyli w kie­runku obser­wo­wa­nego pre­pa­ratu E. Cała kon­struk­cja opiera się na pod­sta­wach F, których rolę mogą pełnić nie­wiel­kie sta­tywy labo­ra­to­ryjne, stosy książek lub cokol­wiek innego, co umożl­iwi solidne opar­cie.

Poprzez pokręca­nie wkręta B, powo­du­jemy mniej­sze lub więk­sze ugięcie belki C. Tym samym zysku­jemy możl­i­wość dokład­nej regu­la­cji odle­gło­ści soczewki obiek­tywu kamery od pre­pa­ratu, a więc też ostro­ści obrazu. Zakres regu­la­cji jest wystar­cza­jący - nie należy pozwa­lać na zbyt duże ugięcie ela­stycz­nej belki, ponie­waż może to dopro­wa­dzić do jej zła­ma­nia. Zesta­wiony układ można zoba­czyć na Fot.4, nato­miast Fot.5 przed­sta­wia zbli­że­nie układu regu­la­cji. Jak widać, w roli ele­men­tów nośnych zasto­so­wa­łem sta­lowe pod­stawy nie­wiel­kich sta­ty­wów labo­ra­to­ryj­nych. Usta­wi­łem je nie­ty­powo, to jest bokiem.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.4 – Gotowy mikro­skop
Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.5 – Układ regu­la­cji odle­gło­ści obiek­tyw-pre­pa­rat

Zaletą pro­po­no­wa­nego roz­wiąza­nia jest to, że wyko­rzy­stano w nim jedy­nie łatwo dostępne mate­riały. Przy odpo­wied­niej sta­ran­no­ści wyko­na­nia uzy­skane efekty są całk­o­wi­cie zado­wa­la­jące. Wypróbo­wa­łem także inny spo­sób, z wyko­rzy­sta­niem kor­pusu mikro­skopu wraz z mecha­ni­zmem śruby makro- i mikro­me­trycz­nej. Umożl­i­wia to znacz­nie dosko­nal­szą regu­la­cję i jest godne pole­ce­nia, oczy­wi­ście jeśli ktoś ma dostęp do tego typu sprzętu.

Obser­wo­wane obiekty mogą być zarówno prze­zro­czy­ste, jak i nie­prze­zro­czy­ste. Jako oświe­tle­nie dobrze nadaje się zwy­kła lampa biu­rowa, ale nic nie stoi na przesz­ko­dzie by zasto­so­wać pra­wie dowolne źródło świa­tła. Nie­trudno też zbu­do­wać pro­sty oświe­tlacz, tak by pro­wa­dzić obser­wa­cje także w świe­tle prze­cho­dzącym. Barwę tła i spo­sób oświe­tle­nia należy dobie­rać tak, aby uzy­skać jak naj­więk­szy kon­trast obrazu.

Roz­dziel­czość uzy­ska­nych obra­zów zależy od możl­i­wo­ści matrycy. W przy­padku tanich kamer jest to zwy­kle 640x480 lub 800x600 pik­seli. Nie jest to dużo, ale całk­o­wi­cie wystar­cza­jąco do prze­pro­wa­dze­nia wielu obser­wa­cji. Na dowód uży­tecz­no­ści opi­sy­wa­nego roz­wiąza­nia można przy­to­czyć Fot.6. Przed­sta­wia ona uzy­skany wła­śnie w ten spo­sób obraz skali szkiełka mikro­me­trycz­nego. Z łatwo­ścią można roz­różnić na niej działki o roz­pięto­ści zale­d­wie 0,01mm.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.6 – Obraz skali szkiełka mikro­me­trycz­nego

Obser­wa­cje

By nie być goło­słow­nym, chciałbym zapre­zen­to­wać wyniki uzy­skane przy pomocy tego pro­stego mikro­skopu. Są to oczy­wi­ście jedy­nie przy­kła­dowe spo­strze­że­nia – zachęcam Czy­tel­nika do wła­snych eks­pe­ry­men­tów!

Urządze­nie nadaje się wręcz wyśmie­ni­cie do pro­wa­dze­nia obser­wa­cji zew­nętrz­nej budowy ciała nie­wiel­kich zwie­rząt, na przy­kład owa­dów.

Nie­sa­mo­wite wra­że­nie robi już nawet widok głowy osy śred­niej nale­żącej do błon­ko­skrzy­dłych Hyme­nop­tera (Fot.7). Zwra­cają uwagę masywne żuwaczki, seg­men­to­wane czułki, a także duże oczy zło­żone.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.7 – Głowa osy śred­niej Doli­cho­ve­spula media; A – widok ogólny, B – zbli­że­nie; a – żuwaczki man­di­bu­lae, b – czu­łek antenna, c – oko zło­żone ocu­lus com­po­si­tus, d – przy­oczko ocel­lus

U oso­wa­tych Vespi­dae oczy zło­żone mają ksz­tałt ner­ko­waty, co jest wyraźnie widoczne na zdjęciu. Jak wiemy, u owa­dów Insecta, nale­żących do typu sta­wo­no­gów Anth­ro­poda, występują prze­ważnie oczy zło­żone o budo­wie moza­i­ko­wej. Można to z łatwo­ścią zau­wa­żyć na Fot.8A, uka­zu­jącej oko w więk­szym zbli­że­niu.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.8 – Oczy osy śred­niej Doli­cho­ve­spula media; A – zbli­że­nie oka zło­żo­nego, widoczne oma­ti­dia omma­ti­dia, B – widok gór­nej powierzchni głowy, między oczami głów­nymi widoczne przy­oczka ocelli (ozna­czone strzałką)

Oko zło­żone jest zbu­do­wane z wielu poje­dyn­czych ele­men­tów nazy­wa­nych oma­ti­diami lub faset­kami, dla­tego ten typ oka bywa nazy­wany także faset­ko­wym. Co więcej, u owa­dów występują też dodat­kowe, pro­ste narządy wzroku okre­ślane jako przy­oczka. W opi­sy­wa­nym przy­padku występują trzy przy­oczka, poło­żone między oczami zło­żo­nymi (Fot.7B i Fot.8B). Nie dostar­czają one owa­dowi wyraźn­ego obrazu, mogą jed­nak dawać infor­ma­cję o jasno­ści przed­mio­tów [2].

Bar­dziej sub­telne obser­wa­cje wyma­gają nieco więk­szych war­to­ści powięk­szeń. Wystar­czy spoj­rzeć na Fot.9 przed­sta­wia­jącą widok odnóża krocz­nego muchy domo­wej, by zro­zu­mieć czemu sta­wo­nogi zaw­dzięczają swoją nazwę. Daw­niej były one zresztą nazy­wane człon­ko­no­gami [3]. Wśród widocz­nych ele­men­tów odnóża szcze­gól­nie inte­re­su­jące są dwa pazurki poło­żone na ostat­nim tar­so­me­rze stopy. To one, wraz z towa­rzy­szącymi im przyl­gami (nie­wi­docz­nymi na zdjęciu) pozwa­lają owa­dowi na wspi­na­nie się po gład­kich powierzch­niach, czy nawet zawi­sa­nie głową w dół, choćby na sufi­cie.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.9 – Odnóże kroczne muchy domo­wej Musca dome­stica; a – udo femur, b – goleń tibia, c - zło­żona z tar­so­me­rów stopa tar­sus, d – pazurki unguis

Nie­za­pom­nia­nych wra­żeń może dostar­czyć obser­wa­cja roz­wie­li­tek, ina­czej nazy­wa­nych daf­niami. Są one nie­wiel­kimi sko­ru­pia­kami Cru­sta­cea nale­żącymi do wio­śla­rek Cla­do­cera i zasie­dlają wody słod­kie, także okre­sowo wysy­cha­jące. Roz­wie­litki są inte­re­su­jące z tego względu, że ich cienki chi­ty­nowy pan­cerz nazy­wany kara­pak­sem jest przej­rzy­sty. Dzięki temu z łatwo­ścią można ana­li­zo­wać szcze­góły budowy nie tylko zew­nętrz­nej, ale i wew­nętrz­nej np. u roz­wie­litki pch­licy (Fot.10). Głów­nym orga­nem słu­żącym loko­mo­cji są sil­nie roz­bu­do­wane, roz­ga­łęzione czułki dru­giej pary. Pierw­sza para czułków jest dalece zre­du­ko­wana i pełni funk­cje czu­ciowe. U roz­wie­li­tek, podob­nie jak u pozo­sta­łych wio­śla­rek, występuje poje­dyn­cze ruch­liwe oko pow­stałe z połącze­nia się dwóch oczu zło­żo­nych. Przy znacz­niej­szych powięk­sze­niach daje się też zau­wa­żyć szcząt­kowe oko nau­pliu­sowe. Odnóża tuło­wiowe (5 par) są spłasz­czone i ukryte pod kara­pak­sem – służą one fil­tro­wa­niu z wody cząstek orga­nicz­nych sta­no­wiących pokarm. Pięk­nie pre­zen­tuje się ude­rza­jące z dużą często­tli­wo­ścią serce sko­ru­piaka.

Co cie­kawe, roz­wie­litki posia­dają zdol­ność do rozm­na­ża­nia na dro­dze par­te­no­ge­nezy (dzie­wo­ródz­twa). Przy sprzy­ja­jących warun­kach śro­do­wi­ska, sko­ru­piaki te wytwa­rzają jaja, do których roz­woju nie jest wyma­gane zapłod­nie­nie – są to tak zwane jaja let­nie. Roz­wi­jają się one w komo­rze lęgo­wej pod kara­pak­sem i dają początek następ­nym par­te­no­ge­ne­tycz­nym poko­le­niom samic. Znacz­nie mniej­sze samce poja­wiają się jedy­nie okre­sowo, w szcze­gól­no­ści przed zimą. Są one potrzebne do zapłod­nie­nia tzw. jaj zimo­wych, które są zdolne do prze­tr­wa­nia trud­nych warun­kach śro­do­wi­ska, tak by na wio­snę mogły roz­wi­nąć się kolejne poko­le­nia samic. Zja­wi­sko to nosi miano hete­ro­go­nii [4].

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.10 – Roz­wie­litka pch­lica Daph­nia pulex; a – czułki dru­giej pary, b – oko zło­żone, c – serce, d – jaja zimowe w komo­rze lęgo­wej, e – kara­paks, f – odnóża tuło­wiowe

Pozna­wa­nie szcze­gółów budowy ciała nie­wiel­kich zwie­rząt nie wyczer­puje możl­i­wo­ści mikro­skopu. Za jego pomocą można pro­wa­dzić też obser­wa­cje komórek zarówno roślin­nych, jak i zwie­rzęcych.

Szcze­gól­nie łatwo jest przy­go­to­wać pre­pa­rat ze skórki wew­nętrz­nej strony liścia spi­ch­rzo­wego cebuli zwy­czaj­nej. Natu­ralny pre­pa­rat jest pra­wie prze­zro­czy­sty, można dosyć łatwo zau­wa­żyć jedy­nie układ komórek epi­dermy (Fot.11A). Dla uzy­ska­nia więk­szego kon­tra­stu konieczne jest wyko­rzy­sta­nie odpo­wied­nich barw­ni­ków, np. eozyny, safra­niny, fio­letu gen­cja­no­wego czy innych sub­stan­cji che­micz­nych wiążących się z okre­ślo­nymi struk­tu­rami komór­ko­wymi. Wła­śnie dzięki temu pro­ce­sowi obraz widoczny na Fot.11B jest znacz­nie bar­dziej kon­tra­stowy i możemy na nim zaob­ser­wo­wać choćby ciemno wybar­wione jądra komór­kowe. Pra­wie całą objętość komórki wypełnia tutaj poje­dyn­cza waku­ola – wybar­wiona na różowo cyto­pla­zma jest widoczna jedy­nie obwo­dowo. Można tu poku­sić się o obser­wa­cję zja­wi­ska pla­zmo­lizy po umiesz­cze­niu komórek w śro­do­wi­sku roz­tworu hiper­to­nicz­nego [5].

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.11 – Skórka wew­nętrz­nej strony liścia spi­ch­rzo­wego cebuli zwy­czaj­nej Allium cepa; A – widok natu­ralny, B – widok po wybar­wie­niu, widoczne jądra komór­kowe (ciemne) i cyto­pla­zma (różowa)

Już przy nie­zbyt dużych powięk­sze­niach można poczy­nić pewne cie­kawe spo­strze­że­nia w przy­padku komórek glo­nów, których przed­sta­wi­cie­lem jest np. skręt­nica (fot. 12). Wew­nątrz komórek budu­jących jej ple­chę można łatwo zau­wa­żyć zie­lone, heli­kalne struk­tury. Są to oczy­wi­ście chlo­ro­pla­sty.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.12 – Nit­ko­wata ple­cha skręt­nicy Spi­ro­gyra

Dosko­na­łymi obiek­tami do obser­wa­cji są także orzęski Ciliata, uwa­żane za jedne z naj­wy­żej uor­ga­ni­zo­wa­nych orga­ni­zmów nale­żących do króle­stwa pro­ti­stów Pro­ti­sta. Ich nazwa wiąże się z obec­no­ścią bar­dzo licz­nych rzęsek sta­no­wiących orga­nella ruchu, lub mogących słu­żyć pobie­ra­niu pokarmu. Są one uło­żone wzdłuż ciała w cha­rak­te­ry­stycz­nych sze­re­gach i mogą wyko­ny­wać sko­or­dy­no­wane ruchy. Okry­wa­jąca komórkę orzęsków peli­kula ma bar­dzo zło­żoną struk­turę, przez co wod­niczki mogą się two­rzyć lub opróżn­iać jedy­nie w tych jej obsza­rach, które są pozba­wione rzęsek. Pokarm jest więc pobie­rany przez tzw. cyto­stom, a nie­stra­wione pozo­sta­ło­ści są usu­wane przez cyto­pyge. Wśród orzęsków spo­tyka się formy pły­wa­jące, pełz­a­jące lub osia­dłe.

Do bar­dziej zna­nych orzęsków należą te z rodzaju pan­to­fel­ków Para­me­cium. Są one hete­ro­tro­fami, czyli orga­ni­zmami cudzo­żyw­nymi. Mikro­or­ga­ni­zmy te nie posia­dają chlo­ro­pla­stów, nie mogą więc pro­wa­dzić foto­syn­tezy. Widoczne jed­nak na Fot.13 komórki pan­to­fel­ków mają zie­loną barwę. Jak to wyja­śnić?

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.13 – Pan­to­felki Para­me­cium bur­sa­ria

Oka­zuje się, że orzęski nale­żące do gatunku Para­me­cium bur­sa­ria egzy­stują w endo­sym­bio­zie z glo­nem Chlo­rella para­me­cii. Glon żyjący wew­nątrz komórki gospo­da­rza jest nazy­wany zoo­ch­lo­rellą i jako auto­trof dostar­cza orzęskowi wytwo­rzone na dro­dze foto­syn­tezy węglo­wo­dany (głów­nie mal­tozę i glu­kozę) oraz tlen. Z tych powo­dów pan­to­fe­lek ten może z powo­dze­niem funk­cjo­no­wać w warun­kach nie­ko­rzyst­nych dla przed­sta­wi­cieli innych gatun­ków, pozba­wio­nych zoo­ch­lo­relli. Zoo­ch­lo­rella otrzy­muje od gospo­da­rza potrzebne skład­niki mine­ralne i meta­bo­lity, a dodat­kowo zyskuje och­ronę przed warun­kami śro­do­wi­ska i zdol­ność ruchu [6][7].

Jak więc widać, nawet przy pomocy tak pro­stego i taniego urządze­nia można doko­nać bar­dzo wielu inte­re­su­jących obser­wa­cji. Brak dużych środ­ków finan­so­wych nie może być więc wymówką! Wystar­czy jedy­nie nieco chęci do pozna­wa­nia świata, a spo­sób się zaw­sze znaj­dzie.

Lite­ra­tura:

W powyższym tek­ście doko­nano nie­wiel­kich zmian edy­tor­skich w sto­sunku do wer­sji opu­bli­ko­wa­nej w  cza­so­pi­śmie, w celu uzu­pełn­ie­nia i lep­szego przy­sto­so­wa­nia do pre­zen­ta­cji na stro­nie inter­ne­to­wej.

Uzu­pełn­ie­nie autora

Jako doda­tek do powyższego arty­kułu chciałbym zapre­zen­to­wać Czy­tel­ni­kowi krótki film, będący jego swo­i­stym pod­su­mo­wa­niem:

Marek Ples

Aa