Jakaminen on välittämistä!

Tässä jaksossa käymme läpi Paramecium-solun solun rakenteen. Ellei toisin mainita, viittaamme Paramecium caudatumiin tyypillisenä esimerkkinä paramecium-solusta.
Meillä on myös 4 sarjaa parameciumia käsitteleviä blogikirjoituksia:
Osa I. Paramecium-solujen biologinen luokittelu – nimi, historia ja evoluutio
Osa II. Paramecium-solun rakenne
Part III. Parameciumin lisääntyminen, fysiologia ja käyttäytyminen
Part IV. The Natural Habitation and Cultivation of Paramecium – Find Paramecium for Your Microscopic Project

Paramecium-solun anatomiaa

Leimattu kaavio, joka esittää Paramecium-solun anatomiaa.
Jokaista rakennetta/elintä ja sen toimintaa selitetään tässä artikkelissa.

Parameciumilla on pehmeä panssari, jota kutsutaan pelliksi

Pamecium-solun runkoa ympäröi jäykkä mutta joustava kalvo, jota kutsutaan pelliksi. Pellikli koostuu solun tuottamasta ohuesta, hyytelömäisestä aineesta. Pellikkelikerros antaa parameciumille selkeän muodon ja hyvän suojan sen solusisällölle. Pellikeli on myös luonteeltaan elastinen, minkä ansiosta paramecium voi hieman muuttaa muotoaan.

Parameciumin ihoa peittävät monet pienet karvat, joita kutsutaan ciloiksi

Pellikeliä peittävät monet pienet karvat, joita kutsutaan ciloiksi (yksikkö cilium). Ciliat ovat koko soluun jakautuneita ulokkeita. Yhdessä P. caudatum -solussa voi olla 5000-6000 värekarvoja.
Värekarvat ovat hyvin pieniä rakenteita – halkaisijaltaan noin 0,25 μm ja pituudeltaan jopa 20 μm. Voimme nähdä vain soluissa olevien värekarvojen yleisen liikkeen, mutta niitä on vaikea nähdä selvästi tavallisella valomikroskoopilla.

Parameciumin värekarvojen liike mikroskoopilla.

Parameciumin soluissa on kahdenlaisia värekarvoja: suulakkeellisia värekarvoja ja vartalovärekarvoja. Oral cilia esiintyy suuontelon pinnalla. Ne auttavat keräämään ravintomateriaalia. Vartalohiukset ovat vartalon pinnalla ja helpottavat sen liikkumista. Ne toimivat kuin mikroskooppiset airot, jotka liikuttavat organismia yhteen suuntaan.
Vartalohiukset ovat järjestäytyneet pituussuuntaisiin riveihin (pään ja hännän välistä akselia pitkin), joiden pituus on melko tasainen koko solussa. Solun takaosassa on myös muutama pidempi säie (melko selvästi P. caudatumissa). Nämä muodostavat häntätupsun (tästä nimi caudatum).

Parameciumin solun erityyppiset värekarvat – suun värekarvat, rungon värekarvat ja häntätupsu.

Värekarvojen mikroskooppinen näkymä

Tutkijat käyttivät paljon aikaa ja vaivaa parameciumin värekarvojen tutkimiseen. Miksi?
Se johtuu siitä, että säikeet eivät ole yksinoikeus mikro-organismeissa, kuten parameciumissa tai ciliateissa. Itse asiassa myös meidän soluissamme on värekarvoja. Liikkuvia värekarvoja on esimerkiksi hengitysteiden epiteelissä, jossa ne puhdistavat keuhkomme pyyhkäisemällä limaa ja likaa pois.
Kehittynyt mikroskooppi on tehokas tällaisessa solubiologisessa tutkimuksessa. Esimerkiksi pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) avulla voimme nähdä parameciumin värekarvojen morfologian, suuntautumisen ja tiheyden. Transmissioelektronimikroskoopilla (TEM) voimme nähdä säikeiden ultrastruktuurin poikkileikkauksessa. Vasta-ainepohjaisen immunofluoresenssivärjäyksen avulla tutkijat voivat jopa nähdä, minkälaiset proteiinit vaikuttavat värekarvojen rakenteeseen, liikkeeseen ja kasvuun.

Tutkijat käyttivät kehittyneitä mikroskooppeja vastatakseen parameciumin värekarvoja koskeviin kysymyksiinsä. Vasemmalla: SEM näyttää meille värekarvojen morfologian (Credit: Judith L. Van Houten). Keskellä: TEM antaa meille yksityiskohtaisen poikkileikkauskuvauksen värekarvoista (Credit: Richard Allen). Oikealla: Fluoresenssimikroskooppi näyttää meille, miten värekarvat ankkuroituvat solun pintaan.

Pellikkelin ja värekarvojen rakenne

Edistyneen mikroskopian avulla tutkijat tietävät nyt yksityiskohtaisesti, miten värekarvat kasvavat ja liikkuvat. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, pellikkelikerros ei ole sileä. Sen sijaan pellikkelissä on monia kuoppia (joita kutsutaan alveoleiksi), joissa on painauma. Jokaisen painauman keskireiän läpi tulee ulos cilium, jonka ankkuri on tyvirungossa.

Ciliumien ja pellikkelin yksityiskohtainen rakenne.

Tutkijat saivat myös selville, mitä kunkin cilium-karvan sisällä on. Cilium koostuu mikrotubuluskimpuista. Mikrotubulukset ovat solujen sisällä olevia proteiinikuituja, joilla on useita tehtäviä. Mikrotubulukset voivat toimia solujen välisenä valtatienä molekyylien ja organellien kuljetuksessa. Solun jakautumisen aikana kahdesta sentrosomista ulkonevat mikrotubulussäikeet vetävät kromosomit erilleen uusiksi ytimiksi.

Ciliumin järjestäytyminen.
Kussakin ciliumissa on yhdeksän paria mikrotubuluksia, jotka muodostavat renkaan ulkoreunan, ja kaksi keskimmäistä mikrotubulusta. Tätä rakennetta kutsutaan aksoneemiksi. Mikrotubuluksia pitävät koossa ristisilloittavat proteiinit. Jokaisen parittaisen mikrotubuluskuidun poikki asettuu moottoriproteiineja, joita kutsutaan dyneineiksi.
Kuvan luotto: LadyofHats on wiki.

Moottoriproteiinit (dynein) käyttävät ATP:tä energiana ryömiäkseen mikrotubuluksia pitkin. Kun dyneiiniproteiinit liikkuvat toisella puolella ylöspäin mutta toisella puolella alaspäin, cilium taipuu. Taivutus-rentoutumissyklien toistuminen saa värekarvat toimimaan kuin airot, jotka lyövät edestakaisin luodakseen liikettä.

Katso, miten värekarvat tekevät aaltoa

Jos värekarvat vain aaltoilevat edestakaisin samalla tavalla, solut eivät pääse mihinkään. Eteen- ja taaksepäinlyönnin on oltava eri vaiheissa, jotta syntyy mielekäs käyttövoima.
Tutkijat käyttivät mikroskooppia, jossa oli nopea videokamera, kuvaamaan, miten värekarvat lyövät liikkeelle koko parameciumin kehoa. Ne näyttävät aika fiksuilta!

Hiuskujen liikkeessä näkyy kaunista metakronista aaltomaista koordinaatiota, jossa vierekkäisten hiuskuitujen välillä säilyy vakio vaihe-ero.

Tutkijat havaitsivat analysoimalla huippunopeaa videokuvaa ruutu kerrallaan, että paramecium ui samalla tavalla kuin me uimme eturyömintää tapaa.
Tehokas (eteenpäin suuntautuva) lyönti: Tehokkaassa iskussa cilium ojentuu suoraan ylöspäin (saadakseen enemmän vettä mukaansa) ja lyö vettä vasten, jolloin se vie vartaloa eteenpäin ja lähettää vettä taaksepäin.
Takaisin (taaksepäin) isku: Palautumislyönnin aikana cilium palaa alkuperäiseen asentoonsa taaksepäin suuntautuvalla liikkeellään. Cilium pyrkii taipumaan ja pysyttelemään lähempänä solun pintaa vastuksen minimoimiseksi.

Parameciumin ciliumien lyöntikuvio.
Ciliumien liike voidaan jakaa tehokkaaseen (eteenpäin) ja palauttavaan (taaksepäin) lyöntiin. Kahdenlaiset lyönnit toistuvat vuorotellen, jotta parameciumin keho pääsee liikkeelle uidessamme eturyömintätyyliin.

Toisin kuin meillä, joilla on vain kaksi käsivartta, parameciumin solussa on tuhansia värekarvoja. Jotta uinti olisi tehokasta, kaikki säikeet eivät liiku kerrallaan. Cilia ryhmittyy kahdenlaiseen koordinoituun rytmiin.
Synkroninen rytmi – Poikittaisrivin cilia liikkuu samanaikaisesti.
Metakroninen rytmi – Pitkittäisrivin cilia lyö peräkkäin. Tämä luo metakronisia aaltoja, jotka kulkevat etupäästä takapäähän.

Cilia liikkuu metakronisessa rytmissä luodakseen propulsiivisen voiman.

Toinen mielenkiintoinen käyttäytymistapa on parameciumin tapa paeta. Jos paramecium törmää esteeseen, värekarvojen lyönti pysähtyy ja kääntyy päinvastaiseksi. Tämä saa parameciumin uimaan taaksepäin pysyäkseen poissa esteestä tai saalistajista.

Kuinka nopeasti paramecium voi liikkua?

Saatat miettiä, kuinka nopeasti paramecium voi liikkua? Ne liikkuvat nopeammin kuin olympialaisten kultamitalistit!
Useimmat sädesienet, kuten paramecia, ovat uskomattomia uimareita. Miksi värekarvoja? Kun olet alle millimetrin kokoinen, vesi on kuin tahmeaa siirappia. Kalan tavoin uiminen ei olisi kovin tehokasta! Jos haluat uida nopeasti ja pystyä liikkumaan, säikeet ovat paras valinta.
Parameciumin säikeet liikkuvat kuin monet pikkuruiset airot, jotka kuljettavat organismia vedessä nopeudella, joka on ”neljä kertaa sen ruumiinpituus sekunnissa”. P. caudatum, jonka pituus on 300 mikrometriä (µm), voi uida 1200 µm sekunnissa (mikä vastaa 0,0027 mailia tunnissa). Jos Michael Phelps (6 ft 4 in eli 1,93 m) ui kuin paramecium, hän ui 7,72 metriä sekunnissa ja juoksee 100 metrin matkan 12,95 sekunnissa. Se on neljä kertaa nopeampi kuin uinnin maailmanennätys!

Kolme alkueläinten liikkumistapaa.
Cilia – koordinoidusti lyövät uimaan. Pseudopod – ryömivät pinnalla muuttamalla solun muotoa. Flagellum – uivat pyörimällä kuin potkuri.
Photo credit: Lumen.

Miten paramecium syö?

Suuontelo

Parameciumit syövät muita mikro-organismeja, kuten bakteereja, hiivoja tai leviä. Ne syövät systeemin kautta, joka toimii samalla tavalla kuin meidän suu – ruokatorvi – vatsa. Parameciumin vartalon ventro-lateraalisella puolella on suuri vino matala syvennys, jota kutsutaan suuonteloksi. Tämä suuaukko antaa eläimelle epäsymmetrisen ulkonäön.
Suuaukko toimii ravintoaineiden sisäänmenona soluun. Suuontelon pintaa peittävät suulakiharat. Nämä suulakiharat lyövät luodakseen sisääntulevan vesivirtauksen ja tuodakseen ravintoaineen suuonteloon.

Lähempi näkymä parameciumin ravintojärjestelmästä.
Punaisia nuolia seuraamalla voit seurata parameciumin ruokintajärjestelmän läpi kulkevan ruoan reittiä. Ensin ravintohiukkaset kerätään suuonteloon suuontelon värekarvojen liikkeen avulla. Ruoka-aineet kulkeutuvat sytostomista sytofarynxiin ja sen jälkeen fagosytoosin kautta ravintovakuoloihin. Ruokavakuoleissa olevat ruoansulatusentsyymit hajottavat ruoan pieniksi ravintomolekyyleiksi. Kun ravintoaineet ovat imeytyneet solun sytoplasmaan, sulamattomat jätteet poistuvat peräaukon huokosesta.

Sytostomi, sytofarynx ja ravintovakuolit

Suuontelon pää yhdistyy suppilomaiseen rakenteeseen, jota kutsutaan sytostomiksi tai solun suuksi. Oraalisäikeet peittävät myös sytostomin luumenin tuodakseen ravintohiukkasen alas sytostomin suppilon pohjalle, joka ulottuu sytofarynksiin.
Sytofarynx on putkimainen rakenne (kuten ruokatorvemme), joka johtaa ravintovakuoleihin. Ravintovakuolit muodostuvat nuppuuntumalla sytofarynxin takapäästä. Ruokavakuolit toimivat kuten vatsamme, ja ne sisältävät ruoansulatusentsyymejä, jotka hajottavat ruoka-aineet ravintomolekyyleiksi.
Ruokailuprosessi nielemällä ravintotyhjiöiden kautta, jota kutsutaan fagosytoosiksi, on yleinen yksisoluisissa mikro-organismeissa, kuten ameeboissa. Kuitenkin vain ciliattien ja Euglena-sukujen jäsenillä on kehittynyt erityinen sytostomi- sytofarynx-järjestelmä.

Tekeekö paramecium kakkaa?

Anaalipore

Vastaus on kyllä. Paramecioilla on oma tapansa erittää. Kun sulatetun ravinnon ravintoaineet on imeytetty sytoplasmaan, ravintovakuolissa on vielä sulamatonta jätettä. Jäte poistuu rakenteesta, jota kutsutaan peräaukkohuokoseksi tai sytoproktiksi.
Monilla yksisoluisilla eukaryooteilla on peräaukkohuokos. Parameciumin peräaukon huokos on pellikkelin alue, joka ei ole harjanteiden ja värekarvojen peitossa. Ohuen pellikkelin ansiosta vacuolit voivat sulautua solun pintaan ja tyhjentyä.

Parameciumin solurungon erikoistunut ”iho”

Ektoplasma ja endoplasma

Toisin kuin monisoluisilla eliöillä, joilla on suojaavana esteenä erillinen ihosolukerros, yksisoluisella parameciumilla on kehittynyt itseään suojaava ”solukalvo”.
Kuten edellä mainittiin, uloin kerros on pehmyt kuori, joka koostuu pellikkelistä ja säikeistä. Pellikkeliin on sidottu kapea reunakerros erikoistunutta kiinteää sytoplasmaa, jota kutsutaan ektoplasmaksi. Ektoplasman alapuolella on nestemäisempää sytoplasmaa, endoplasmaa. Tämä alue sisältää suurimman osan solun komponenteista ja organelleista.

Lähempi kuva parameciumin ihon rakenteesta.
Tässä paramecium-solun korkearesoluutiokuvassa näkyy kaksi sytoplasmakerrosta: ektoplasma ja endoplasma. Trikokystat ovat ektoplasmakerrokseen upotettuja suojaavia organelleja. (Kuva muokattu Michael Plewkan työstä)

Ektoplasma muodostaa muuhun sytoplasmaan (endoplasmaan) verrattuna ohuen, tiiviin ja kirkkaan uloimman kerroksen, joka sisältää trikokystia ja fibrillarakenteita. Ektoplasmakerrokseen ankkuroituvat myös värekarvojen juuret. Pellikeli ja ektoplasma yhdessä toimivat paramecioiden suojakalvona.

Trikokysta

Trikokysta (trick-o-sists) on pieni ektoplasmassa sijaitseva karamallinen organelli, jonka pellikkelin pinnalle on avattu pieni huokos. Trikokystat ovat järjestäytyneet kohtisuoraan ektoplasmaan nähden. Trikokystat ovat täynnä tiheää taittuvaa nestettä, joka sisältää paisuneita aineita. Kun solut saavat mekaanisia, kemiallisia tai sähköisiä ärsykkeitä, trikokystat purkautuvat sisällöstään ja muuttuvat pitkiksi, ohuiksi, pistäviksi piikeiksi. Kun ne ovat purkautuneet, kinetosomeista syntyy uusia.
Trikokystien tarkka tehtävä ei ole aivan selvä, vaikka suosittu teoria on, että ne ovat tärkeitä puolustautumisessa saalistajia vastaan. Trikokystat voivat myös auttaa solujen kiinnittymistä ja tukea parameciumin solurunkoa.

Parameciumin trikokystat.
Trikokystat ovat karanmuotoisia organelleja, jotka voivat purkaa pistäviä säikeitä suojaksi saalistajia vastaan. Vasemmalla: TEM-kuva, jossa näkyy ektoplasmaan upotettu trikokysta. Kun trikokysta saa ulkoisen ärsykkeen, sen ydin nielaisee ja työntää piikin ulos tupesta. (Kuva: Bannister, J. Cell Sci. 11:899-929, 1972.) Oikealla: Voimakkaasti suurennettu faasikontrastikuva, jossa paramecium ampuu piikkimäisiä trikokystiaan suojaksi. (Kuva: Walter Dawn, Encyclopædia Britannica)

Mitä parameciumin solurungon sisällä on?

Sytoplasma ja organellit

Normaalin eukaryoottisolun tavoin parameciumin pellikkelikerroksen sisällä on hyytelömäistä ainetta, jota kutsutaan sytoplasmaksi. Sytoplasma sisältää sytosolin ja kaikki organellit. Sytosoli on kuin tiivistettyä keittoa solun sisällä. Se on monimutkainen sekoitus kaikenlaisia veteen liuenneita aineita. Siellä on pieniä molekyylejä, kuten ioneja (natrium-, kalium- tai kalsiumioneja), aminohappoja, nukleotideja (DNA:n perusyksiköitä), lipidejä, sokereita ja suuria makromolekyylejä, kuten proteiineja ja RNA:ta.
Pameciumilla on kaikki eukaryoottisolujen yhteiset organellit (linkki solubiologiaan), mukaan lukien mitokondriot (solun voimanlähteet), endoplasminen retikulum ja ribosomit (joissa proteiinisynteesi tapahtuu), Golgin laitteisto (postitoimisto solun sisällä), lysosomit (ruoansulatusentsyymien säilytyspaikka), peroksisomit (kemian laboratorio solun sisällä).
Kasvisoluista poiketen parameciumilla ei ole kloroplastia.
Ei tavallisista eukaryoottisoluista poiketen parameciumilla on kaksi ydintä, iso ja pieni. Parameciumissa on myös kahdenlaisia vakuoleja: supistuva vakuoli ja ravintovakuoli, joita ei ole ihmisen soluissa.

Parameciumissa on kaksiytiminen keskusyksikkö – makronukleus ja mikronukleus

Parameciumin epätavallisin piirre on sen tuma. Niillä on kahdenlaisia ytimiä, jotka eroavat toisistaan muodoltaan, sisällöltään ja toiminnaltaan.

Makronucleus (MA) ja mikronucleus (MI) P. putrinum -solussa. Valkoiset ja mustat nuolenkärjet osoittavat symbioottisia bakteereja sytoplasman sisällä.
Photo credit: MDPI

Micronucleus

Kahdentyyppiset ytimet ovat mikronucleus ja makronucleus. Mikrotuma on diploidi eli se sisältää kaksi kopiota kustakin paramecium-kromosomista (ihmisen tuma on myös diploidi). Mikrotuma sisältää kaiken elimistössä olevan DNA:n (jota kutsutaan genomiksi). Tämä DNA siirtyy sukupolvelta toiselle lisääntymisen aikana.

Makrotydin

Makrotydin taas sisältää osajoukon DNA:ta mikrotumasta. Nämä DNA-pätkät kopioidaan mikrotumasta makrotumakkeeseen, koska ne kantavat parameciumsolun usein tarvitsemia geenejä. Makrotumakkeessa olevat geenit transkriptoidaan aktiivisesti mRNA:ksi ja käännetään sitten proteiineiksi. Makrotuma on polyploidi eli se sisältää useita kopioita kustakin kromosomista, joskus jopa 800 kopiota.

Mikro- ja makrotuman tehtävä

Mikro- ja makrotuman tehtävä

Mikro- ja makrotuman tehtävänä on toisin sanoen ylläpitää geneettistä vakautta ja varmistaa, että halutut geenit siirtyvät seuraavalle sukupolvelle. Sitä kutsutaan myös iturungoksi tai generatiiviseksi ytimeksi. Makrotumakkeella on rooli solun muissa kuin lisääntymistoiminnoissa, kuten solun jokapäiväiseen toimintaan tarvittavien geenien ilmentymisessä. Makrotumia kutsutaan myös vegetatiiviseksi ytimeksi.
Jos käytämme tietokonetta vertauskuvana, mikrotuma on kovalevy, joka säilyttää täydellisen kopion solun ohjelmasta. Makrotydin toimii satunnaiskäyttömuistina (RAM), johon tallennetaan työtietoja ja konekoodeja. Tietokone lataa kiintolevyltä RAM-muistiin vain parhaillaan käytössä olevat ohjelmat. Parameciumsolussa aktiivisemmilla geeneillä (eli solu tarvitsee enemmän näiden geenien koodaamia proteiineja) voi olla enemmän kopioita makrotumakkeessa.
Toinen syy siihen, että on kaksi erillistä ydintä, on se, että se on mekanismi, jolla parameciat ja muut säilykeläiset voivat torjua geneettisiä tunkeilijoita (eli DNA:n kappaleita, jotka vakoilevat itseään genomiin, esimerkiksi virusten DNA:ta).
Kahden ytimen ansiosta, jos DNA-pala on mikrotumakkeessa mutta ei makrotumakkeessa, se poistuu seuraavan solunjakautumiskierroksen aikana. Toisin sanoen, jos mikrotumakkeen genomiin joutuisi jotain vierasta, niin seuraavan makrotumakkeen muodostuessa se poistettaisiin eikä sitä sisällytettäisi genomin ilmentyneeseen versioon. Tämä mekanismi toimii kuin alkukantainen DNA:n immuunijärjestelmä; eli se kartoittaa genomin ja yrittää pitää tunkeutuvat elementit poissa.
Morfologisesti makronukleus on muodoltaan munuaismainen tai ellipsinmuotoinen. Mikrotuma löytyy makrotuman läheisyydestä. Se on pieni ja kompakti rakenne, joka on muodoltaan pallomainen. Kaikilla paramecium-lajeilla on yksi makronukleus. Mikrotumien määrä voi kuitenkin vaihdella lajeittain. Esimerkiksi P. aurelialla on kaksi mikrotumia ja P. multimicronucleatumilla useita.

Kaksi erilaista vakuolia, jotka ovat parameciumille elintärkeitä

Nimi ”vakuoli” kuvaa näitä organelleja, jotka näyttävät läpinäkyviltä ja ovat yleensä täynnä nestettä. Vacuoleilla on paramecium-solussa erityisiä tehtäviä. Parameciumilla on kahdenlaisia vakuoleja: supistuvia vakuoleja ja ravintovakuoleja.

Supistuvat vakuolit toimivat vesipumppuina osmoregulaatiossa

Yksessä paramecium-solussa on kaksi tähtimäistä supistuvaa vakuolia, jotka istuvat rungon molemmissa päissä. Ne ovat täynnä nesteitä, ja niitä on kiinteissä paikoissa endoplasman ja ektoplasman välissä. Supistuvat vacuolit ovat vastuussa osmoregulaatiosta eli ylimääräisen veden poistamisesta solusta.
Miten ”osmoosin” kanssa toimitaan, on kaikkien elävien olentojen universaali haaste. Se on erityisen kriittinen yksisoluisille mikro-organismeille, kuten parameciumille.
Kuten tiedämme, jokaista solua ympäröi solukalvo. Tässä kalvossa on pieniä reikiä, jotka päästävät läpi pieniä molekyylejä (kuten vettä) mutta eivät suuria (kuten suolaa). Tämän luonteensa vuoksi solukalvo on osittain läpäisevä. Osmoosi on vesimolekyylien liikkumista osittain läpäisevän kalvon läpi alueelta, jossa on korkea vesipitoisuus (laimea liuos) alueelle, jossa on alhainen vesipitoisuus (väkevä liuos).

Eläinsolut (punasolut esimerkkinä tässä kuvaajassa) ovat herkkiä osmoosipaineelle. Kun solumme ovat ”isotonisessa” ympäristössä (kuten veremme), vesimolekyylien sisään- ja ulosvirtaus on yhtä suuri, ja solut ovat turvassa. Jos ympäristöstä tulee ”hypotoninen” eli siinä on vähemmän liuenneita aineita (mineraaleja) kuin isotonisessa ympäristössä, vesi siirtyy soluihin tasapainon saavuttamiseksi. Solut turpoavat ja jopa puhkeavat (lyse), jos ylimääräistä vettä ei poisteta solusta. Toisaalta ”Hypertoninen” johtuu siitä, että ympäristössä on enemmän liuottimia, ja se voi aiheuttaa solujen kutistumista.

Supistuvat vacuolit toimivat säätelemällä solun sisällä olevan veden määrää. Makeassa vedessä, joka on parameciumille hypotoninen ympäristö, vesi virtaa soluun osmoosin avulla. Supistuvat vacuolit karkottavat vettä ulos solusta supistumalla ja estävät solua imeytymästä liikaa vettä tai jopa puhkeamasta.

Miten supistuvat vacuolit toimivat?

Jokaiseen supistuvaan vakuoliin liittyy useita radikaalikanavia (jotka muodostavat sen tähtimäisen muodon). Ylimääräinen vesi poistuu parameciumin koko kehosta ja johdetaan näiden kanavien kautta supistuviin vakuoleihin. Veden kertyminen saa tyhjiön kasvamaan. Kun säiliö saavuttaa tietyn kynnysarvon, supistuva tyhjiö supistuu ja tyhjentää ylimääräisen veden pellikkelissä olevan huokosen kautta.
Kaksi supistuvaa vakuolia toimii itsenäisesti. Takimmainen supistuva vacuoli on lähellä sytofarynxiä ja supistuu siten nopeammin, koska sen läpi kulkee enemmän vettä. Kun supistuva vakuoli luhistuu, se voi kadota ajoittain, ja siksi sitä kutsutaan tilapäisiksi elimiksi.

Parameciumin teräväpiirtokuva, jossa näkyy kaksi tähtimäistä supistuvaa vakuolia ja makronukleus. Tämän kuvan otti Rogelio Moreno Panama Citystä, Panamasta, käyttäen differentiaalista interferenssikontrastia (DIC) 40-kertaisella suurennoksella. Tämä kuva sai 4. sijan vuoden 2013 Nikon Photomicrography Competition -kilpailussa.

Ravintovakuolit

Kun paramecium-solu kerää ravintoa suuontelon kautta ja kulkee sytostomin läpi kohti sytofarynxin pohjaa, nämä ravintomateriaalit kapseloituvat ravintovakuoleihin. Ruokavakuolit sulautuvat sitten lysosomeiksi kutsuttuihin organelleihin, joiden entsyymit hajottavat ruokamolekyylit ja suorittavat ruoansulatuksen.

Ruokavakuolit eivät ole supistumiskykyisiä ja ovat muodoltaan suunnilleen pallomaisia. Ne toimivat eristettynä lokerona, jotta entsyymit voivat hajottaa vain ravintohiukkasia, mutta eivät muita organelleja. Ruokavakuolien koko vaihtelee ruoan määrän ja ruoansulatuksen edistymisen mukaan. Sulamattomat jätteet poistuvat pellikkelissä olevasta aukosta, jota kutsutaan peräaukon huokoseksi tai sytoproktiksi.