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Ameba

En el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la derecha: Amoeba proteus , Actinophrys sol , Acanthamoeba sp., Nuclearia thermophila ., Euglypha acanthophora , bacterias que ingieren neutrófilos .

Una ameba ( / ə ˈ m b ə / ; menos comúnmente escrita ameba o amœba ; pl. : amebas (menos comúnmente, amebas ) o amebas ( amebae ) / ə ˈ m b i / ), [1] a menudo llamada ameboide , es un tipo de célula u organismo unicelular con la capacidad de alterar su forma, principalmente extendiendo y retrayendo pseudópodos . [2] Las amebas no forman un solo grupo taxonómico ; en cambio, se encuentran en todos los linajes principales de organismos eucariotas . Las células ameboides se encuentran no sólo entre los protozoos , sino también en hongos , algas y animales . [3] [4] [5] [6] [7]

Los microbiólogos suelen utilizar los términos "ameboide" y "ameba" indistintamente para cualquier organismo que exhiba movimiento ameboide . [8] [9]

En los sistemas de clasificación más antiguos, la mayoría de las amebas se ubicaban en la clase o subfilo Sarcodina, un grupo de organismos unicelulares que poseen pseudópodos o se mueven mediante flujo protoplásmico . Sin embargo, los estudios filogenéticos moleculares han demostrado que Sarcodina no es un grupo monofilético cuyos miembros comparten una descendencia común . En consecuencia, los organismos ameboides ya no se clasifican juntos en un solo grupo. [10]

Los protistas ameboideos más conocidos son Chaos carolinense y Amoeba proteus , los cuales han sido ampliamente cultivados y estudiados en aulas y laboratorios. [11] [12] Otras especies bien conocidas incluyen la llamada "ameba devoradora de cerebros" Naegleria fowleri , el parásito intestinal Entamoeba histolytica , que causa disentería amebiana , y la "ameba social" multicelular o moho mucilaginoso Dictyostelium discoideum .

Forma, movimiento y nutrición.

Las formas de los pseudópodos , de izquierda a derecha: polipodiales y lobosos; monopodial y loboso; filoso; cónico; reticulosa; actinópodos ahusados; actinópodos no ahusados

Las amebas no tienen paredes celulares, lo que les permite moverse libremente. Las amebas se mueven y se alimentan mediante el uso de pseudópodos, que son protuberancias de citoplasma formadas por la acción coordinada de microfilamentos de actina que empujan hacia afuera la membrana plasmática que rodea la célula. [13] La apariencia y la estructura interna de los pseudópodos se utilizan para distinguir grupos de amebas entre sí. Las especies de amebozoos , como las del género Amoeba , suelen tener pseudópodos bulbosos (lobosos), redondeados en los extremos y de sección transversal aproximadamente tubular. Los ameboideos cercozoos , como Euglypha y Gromia , tienen pseudópodos delgados, filiformes (filosos). Los foraminíferos emiten pseudópodos finos y ramificados que se fusionan entre sí para formar estructuras en forma de red (reticulosas). Algunos grupos, como Radiolaria y Heliozoa , tienen axopodios (actinópodos) rígidos, en forma de aguja y radiantes, sostenidos desde dentro por haces de microtúbulos . [3] [14]

Ameba "desnuda" del género Mayorella (izquierda) y caparazón de la ameba testada Cylindrifflugia acuminata (derecha)

Las amebas de vida libre pueden ser " testadas " (encerradas dentro de una cáscara dura) o "desnudas" (también conocidas como gimnamoebas, que carecen de una cubierta dura). Las conchas de las amebas testadas pueden estar compuestas de diversas sustancias, entre ellas calcio , sílice , quitina o aglutinaciones de materiales encontrados como pequeños granos de arena y frústulas de diatomeas . [15]

Para regular la presión osmótica , la mayoría de las amebas de agua dulce cuentan con una vacuola contráctil que expulsa el exceso de agua de la célula. [16] Este orgánulo es necesario porque el agua dulce tiene una menor concentración de solutos (como la sal) que los propios fluidos internos de la ameba ( citosol ). Debido a que el agua circundante es hipotónica con respecto al contenido de la célula, el agua se transfiere a través de la membrana celular de la ameba por ósmosis . Sin una vacuola contráctil, la célula se llenaría con un exceso de agua y, finalmente, estallaría. Las amebas marinas no suelen poseer una vacuola contráctil porque la concentración de solutos dentro de la célula está en equilibrio con la tonicidad del agua circundante. [17]

Dieta

Fagocitosis de amebas de una bacteria .

Las fuentes alimenticias de las amebas varían. Algunas amebas son depredadoras y viven consumiendo bacterias y otros protistas . Algunos son detritívoros y comen materia orgánica muerta.

Las amebas típicamente ingieren su alimento mediante fagocitosis , extendiendo pseudópodos para rodear y engullir presas vivas o partículas de material recolectado. Las células ameboides no tienen boca ni citostoma y no existe un lugar fijo en la célula en el que normalmente se produzca la fagocitosis. [18]

Algunas amebas también se alimentan por pinocitosis , absorbiendo nutrientes disueltos a través de vesículas formadas dentro de la membrana celular. [19]

Rango de tamaño

Los foraminíferos tienen pseudópodos reticulosos (en forma de red) y muchas especies son visibles a simple vista.

El tamaño de las células y especies ameboideas es extremadamente variable. La ameboide marina Massisteria voersi tiene sólo entre 2,3 y 3 micrómetros de diámetro, [20] dentro del rango de tamaño de muchas bacterias. [21] En el otro extremo, las conchas de los xenofióforos de aguas profundas pueden alcanzar 20 cm de diámetro. [22] La mayoría de las amebas de agua dulce de vida libre que se encuentran comúnmente en el agua de estanques , acequias y lagos son microscópicas , pero algunas especies, como las llamadas "amebas gigantes" Pelomyxa palustris y Chaos carolinense , pueden ser lo suficientemente grandes como para verse. a simple vista.

Amibas como células especializadas y etapas del ciclo de vida.

Neutrófilos (glóbulos blancos) que engullen las bacterias del ántrax

Algunos organismos multicelulares tienen células ameboides sólo en determinadas fases de la vida, o utilizan movimientos ameboides para funciones especializadas. En el sistema inmunológico de los humanos y otros animales, los glóbulos blancos ameboides persiguen a los organismos invasores, como bacterias y protistas patógenos, y los fagocitan . [31]

Los estadios ameboideos también se presentan en los protistas multicelulares parecidos a hongos, los llamados mohos mucilaginosos . Tanto los mohos limosos plasmodiales, actualmente clasificados en la clase Myxogastria , como los mohos limosos celulares de los grupos Acrasida y Dictyosteliida , viven como amebas durante su etapa de alimentación. Las células ameboides del primero se combinan para formar un organismo multinucleado gigante, [32] mientras que las células del segundo viven separadas hasta que se acaba el alimento, momento en el que las amebas se agregan para formar una "babosa" migratoria multicelular que funciona como un solo organismo. . [8]

Otros organismos también pueden presentar células ameboides durante ciertas etapas del ciclo de vida, por ejemplo, los gametos de algunas algas verdes ( Zygnematophyceae ) [33] y diatomeas pennadas , [34] las esporas (o fases de dispersión) de algunos Mesomycetozoea , [35] [ 36] y la etapa de esporoplasma de Myxozoa y de Ascetosporea . [37]

Amibas como taxones

Historia temprana y orígenes de Sarcodina

La primera ilustración de una ameboide, de Insecten-Belustigung (1755) de Roesel von Rosenhof
Ameba proteus

El registro más antiguo de un organismo ameboide fue producido en 1755 por August Johann Rösel von Rosenhof , quien llamó a su descubrimiento "Der Kleine Proteus" ("el pequeño Proteus"). [38] Las ilustraciones de Rösel muestran una ameba de agua dulce no identificable, similar en apariencia a la especie común ahora conocida como Amoeba proteus . [39] El término "Proteus animalcule" se mantuvo en uso durante los siglos XVIII y XIX, como nombre informal para cualquier ameboide grande de vida libre. [40]

En 1822, el naturalista francés Bory de Saint-Vincent erigió el género Amiba (del griego ἀμοιβή amoibe , que significa "cambio") . [41] [42] El contemporáneo de Bory, CG Ehrenberg , adoptó el género en su propia clasificación de criaturas microscópicas, pero cambió la ortografía a Amoeba . [43]

En 1841, Félix Dujardin acuñó el término " sarcode " (del griego σάρξ sarx , "carne" y εἶδος eidos , "forma") para la "sustancia espesa, glutinosa y homogénea" que llena los cuerpos celulares de los protozoos. [44] Aunque el término originalmente se refería al protoplasma de cualquier protozoo, pronto pasó a usarse en un sentido restringido para designar el contenido gelatinoso de las células ameboideas. [10] Treinta años después, el zoólogo austriaco Ludwig Karl Schmarda utilizó "sarcode" como base conceptual para su división Sarcodea, un grupo a nivel de filo formado por organismos "inestables y cambiantes" con cuerpos compuestos en gran parte de "sarcode". [45] Trabajadores posteriores, incluido el influyente taxónomo Otto Bütschli , modificaron este grupo para crear la clase Sarcodina, [46] un taxón que se mantuvo en uso generalizado durante la mayor parte del siglo XX.

Dentro de la Sarcodina tradicional, las amebas generalmente se dividían en categorías morfológicas , en función de la forma y estructura de sus pseudópodos . Las amebas con pseudópodos sostenidos por conjuntos regulares de microtúbulos (como los heliozoos de agua dulce y los radiolarios marinos ) se clasificaron como actinópodos; mientras que aquellos con pseudópodos sin soporte se clasificaron como Rhizopoda. [47] Los rizopodos se subdividieron en amebas lobosas, filosas y reticulosas, según la morfología de sus pseudópodos.

Desmantelamiento de Sarcodina

En la última década del siglo XX, una serie de análisis filogenéticos moleculares confirmaron que Sarcodina no era un grupo monofilético . En vista de estos hallazgos, se abandonó el antiguo esquema y las amebas de Sarcodina se dispersaron entre muchos otros grupos taxonómicos de alto nivel. Hoy en día, la mayoría de las sarcodinas tradicionales se ubican en dos supergrupos de eucariotas : Amoebozoa y Rhizaria . El resto se ha distribuido entre los excavados , opistocontes y estramenopiles . Algunos, como el Centrohelida , aún no han sido ubicados en ningún supergrupo. [10] [48]

Clasificación

La clasificación reciente coloca a los diversos géneros de ameboides en los siguientes grupos:

Algunos de los grupos ameboides citados (p. ej., parte de crisófitos , parte de xantofitos , cloraracniofitos ) no se incluían tradicionalmente en Sarcodina, clasificándose como algas o protozoos flagelados .

Interacciones patógenas con otros organismos.

Trofozoítos de la patógena Entamoeba histolytica con glóbulos rojos ingeridos.

Algunas amebas pueden infectar patógenamente a otros organismos y causar enfermedades: [52] [53] [54] [55]

Se ha descubierto que las amebas cosechan y cultivan las bacterias implicadas en la peste . [56] Las amebas también pueden albergar organismos microscópicos que son patógenos para las personas y ayudan a propagar dichos microbios. Los patógenos bacterianos (por ejemplo, Legionella ) pueden oponerse a la absorción de los alimentos cuando son devorados por las amebas. [57] Las amebas actualmente más utilizadas y mejor exploradas que albergan otros organismos son Acanthamoeba castellanii y Dictyostelium discoideum. [58] Los microorganismos que pueden superar las defensas de los organismos unicelulares pueden refugiarse y multiplicarse en su interior, donde sus anfitriones los protegen de las condiciones exteriores hostiles.

Mitosis

La evidencia reciente indica que varios linajes de Amoebozoa sufren meiosis .

Recientemente se han identificado en el genoma de Acanthamoeba ortólogos de genes empleados en la meiosis de eucariotas sexuales . Estos genes incluían Spo11 , Mre11 , Rad50 , Rad51 , Rad52 , Mnd1, Dmc1 , Msh y Mlh . [59] Este hallazgo sugiere que las ''Acanthamoeba'' son capaces de alguna forma de meiosis y pueden experimentar reproducción sexual.

La recombinasa específica de la meiosis , Dmc1 , es necesaria para una recombinación homóloga meiótica eficaz , y Dmc1 se expresa en Entamoeba histolytica . [60] El Dmc1 purificado de E. histolytica forma filamentos presinápticos y cataliza el emparejamiento de ADN homólogo dependiente de ATP y el intercambio de cadenas de ADN en al menos varios miles de pares de bases . [60] El emparejamiento del ADN y las reacciones de intercambio de cadenas se ven potenciadas por el factor accesorio de recombinación específico de la meiosis eucariota (heterodímero) Hop2-Mnd1. [60] Estos procesos son fundamentales para la recombinación meiótica, lo que sugiere que E. histolytica sufre meiosis. [60]

Los estudios de Entamoeba invadens encontraron que, durante la conversión del trofozoito uninucleado tetraploide al quiste tetranucleado, se mejora la recombinación homóloga . [61] La expresión de genes con funciones relacionadas con los principales pasos de la recombinación meiótica también aumenta durante las enquistaciones. [61] Estos hallazgos en E. invadens , combinados con evidencia de estudios de E. histolytica, indican la presencia de meiosis en Entamoeba .

Dictyostelium discoideum en el supergrupo Amoebozoa puede sufrir apareamiento y reproducción sexual, incluida la meiosis, cuando la comida es escasa. [62] [63]

Dado que los amoebozoos divergieron tempranamente del árbol genealógico de los eucariotas , estos resultados sugieren que la meiosis estuvo presente en las primeras etapas de la evolución de los eucariotas. Además, estos hallazgos son consistentes con la propuesta de Lahr et al. [64] que la mayoría de los linajes ameboideos son antiguamente sexuales.

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