Συζήτηση:Μαστίγιο (βιολογία)/Μαστιγοφόρα μικροφύκη

Διατομή ενός κυττάρου του διμαστιγωτού χλωροφύκους Χλαμυδομονάδα του Ράινχαρτ

Τα μαστιγοφόρα μικροφύκη συναντιόνται σε όλες τις συνομοταξίες των (ευκαρυωτικών) μικροφυκών, με εξαίρεση τα ροδοφύκη. Τα κυανοβακτήρια που είναι προκαρυωτικοί οργανισμοί επίσης δεν διαθέτουν μαστίγια. Τα μαστίγια (αγγλ.: flagellum (εν.)/flagella (πληθ.) από τα λατινικά όπου σημαίνει «μαστίγιο») είναι από τα πιο ευρέως διαδεδομένα οργανίδια στους ευκαρυώτες. Αυτό δηλώνει ότι είναι από τα πιο αρχαία οργανίδια, ίσως να εκδηλώθηκαν νωρίτερα από τα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες.

Λειτουργία και φυσιολογία

Τα μαστίγια είναι δομές οι οποίες εξυπηρετούν κυρίως στην κίνηση (νήξη δηλ. κολύμβηση) του κυττάρου στα διάφορα επίπεδα. Ειδικά στα μιξότροφα φύκη τα μαστίγια προωθούν το νερό προς το κύτταρο ώστε να γίνεται εύκολα η σύλληψη της λείας. Σε περιόδους αναπαραγωγής τα μαστίγια λειτουργούν ως χημειουποδοχείς για την αναγνώριση συμβατικού οργανισμού για ζευγάρωμα, ενώ λειτουργούν και ως εργαλεία προσκόλλησης με το αντίθετο φύλο. Τέλος τα μαστίγια βοηθούν στην προσκόλληση του κυττάρου στο υπόστρωμα σε οργανισμούς που πρέπει να αντισταθούν την ροή του νερού προσφέροντας σταθερότητα. Τα μαστιγοφόρα φύκη διακρίνονται ανάλογα με τη διάταξη των μαστιγίων τους, δηλαδή αν αυτά είναι μετατοπισμένα σε δεξιόστροφη κατεύθυνση (1-7 o'clock) ή αντίθετα (12-6 o'clock).

Δομή

Μαστίγιο με νημάτια (δεξιά) χωρίς νημάτια (αριστερά)

Τα μαστιγοφόρα φύκη διαθέτουν μαστίγια και στα βλαστητικά και στα αναπαραγωγικά τους κύτταρα, ο αριθμός των οποίων ποικίλει σε ένα, δύο, τέσσερα ή περισσότερα (δύο ή τέσσερα μαστίγια τα πιο κοινά). Τα μαστιγοφόρα κύτταρα έχουν συνήθως δύο μαστίγια παρόμοιας δομής που, ωστόσο, μπορεί να διαφέρουν στο μήκος και έχουν διάμετρο 0,25-0,35 μm. Ο αριθμός και η δομή των μαστιγίων διαφέρει ανάλογα με την κατηγορία των φυκών, επομένως χρησιμοποιείται σαν κριτήριο για την αναγνώρισή τους. Τα μαστίγια ανάλογα με το σχετικό τους μήκος χωρίζονται σε:

• Ισόκοντα, αν τα μαστίγια ενός κυττάρου έχουν το ίδιο μήκος
• Ανισόκοντα, αν έχουν διαφορετικό μήκος

Η κυτταρική μεμβράνη στο σημείο έκφυσης των μαστιγίων δεν διασπάται αλλά καλύπτει όλη την επιφάνεια των μαστιγίων όπου και ονομάζεται μαστιγιακή μεμβράνη. Κατά την κυτταρική διαίρεση μαζί με το κύτταρο διπλασιάζονται και τα μαστίγια. Τα μαστίγια μπορεί να διαθέτουν τριχίδια-μαστιγιονημάτια τα οποία αυξάνουν την συνολική επιφάνειά τους προσδίδοντας καλύτερη προωθητική ικανότητα. Αυτού του τύπου μαστίγια ονομάζονται παντονηματικά. Τα μαστιγιονημάτια διακρίνονται σε:

• Σωληνοειδή που αποτελούνται απο τρία μέρη, την βάση, τον σωληνοειδή άξονα και το ακραίο τριχίδιο και συναντώνται στα ετεροκοντόφυτα/αχυρότριχα φύκη.
• Μη σωληνοειδή τα οποία αποτελούνται από εύκαμπτα τριχίδια και γλυκοπρωτεΐνες και συναντώνται σε όλα τα άλλα φύκη.

Μικρογραφία από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο όπου φαίνονται τα 9 ζεύγη μικροσωληνίσκων περιφερειακά και οι 2 στο κέντρο του μαστιγίου

Τα μαστίγια είναι ευλύγιστα λόγω της πολυπλοκότητας των επιμέρους δομών που τα αποτελούν. Το εσωτερικό μέρος των μαστιγίων αποτελείται από περιφερειακώς και συμμετρικώς τοποθετημένες 9 δυάδες μικροσωληνίσκων και 1 δυάδα τοποθετημένη κεντρικά. Η διάταξη αυτή ονομάζεται 9+2 εξ αιτίας του αριθμού μικροσωληνίσκων που την απαρτίζουν. Αυτοί οι μικροσωληνίσκοι λειτουργούν σαν σκελετός των μαστιγίων. Η σύνδεση των μικροσωληνίσκων γίνεται με πρωτεΐνες όπως δυνεΐνη (καταλύει την υδρόλυση ATP), νεξίνη και κερκιδικές ακτίνες οι οποίες συμμετέχουν στην κίνηση του μαστιγίου.