Reacción ante estímulos de paramecium caudatum esther martín y andrea herranz

Reacción ante estímulos de Paramecium Caudatum.

Esther Martín Leal y Andrea Herranz Pires

2016-2017

Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

Estudio de paramecios y de su función de relación ante estímulos.

Presentado en el INSTITUTO JUAN GRIS De MÓSTOLES, MADRID Durante los años 2015-2017

Autoras: Esther Martín Leal y Andrea Herranz Pires Directora: Dª Isabel Pérez

Trabajo de investigación

Instituto Juan Gris

Móstoles (Madrid), (23/02/2017)

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

Contenido 1. RESUMEN ................................................................................................................................................................ 4 2.INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................................... 5 3. INTRODUCCIÓN Y EVOLUCIÓN DEL REINO PROTOCTISTA ...................................................................... 6 3.1. DIFERENCIA ENTRE BACTERIA Y PROTOZOO....................................................................................... 8 4. CLASIFICACIÓN DE LOS PROTOCTISTAS......................................................................................................... 9 5. DIVERSIFICACIÓN DE FILOS PROTOCTISTAS...............................................................................................10 ALGAS .....................................................................................................................................................................10 PROTOZOOS .........................................................................................................................................................12 6. ¿QUÉ ES UN PARAMECIO?...............................................................................................................................15 6.1. Características generales del organismo............................................................................................15 6.2. Alimentación del organismo...................................................................................................................19 6.3.Excreción del organismo...........................................................................................................................19 6.4. Reproducción del organismo .................................................................................................................20 7.Movimientos del organismo ............................................................................................................................23 8. Ciclo de vida del organismo.............................................................................................................................24 9. Herencia del organismo....................................................................................................................................24 10.Orgánulos del paramecio................................................................................................................................25 11.MATERIALES NECESARIOS ..............................................................................................................................27 12. DIFERENTES CULTIVOS ...................................................................................................................................32 13.CRÍA DE PARAMECIOS. MÉTODO DE CULTIVO ........................................................................................34 PRACTICA INICIAL: PREPARACIÓN Y OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO .......................................36 PRÁCTICAS HECHAS POR OTROS CIENTÍFICOS..........................................................................................37 PRÁCTICA 2: ESTUDIO DEL TACTISMO NEGATIVO ..............................................................................37 PRÁCTICA 3. ESTUDIO DEL TACTISMO POSITIVO ................................................................................38 PRÁCTICA 4. ESTUDIO DE LA FIJACIÓN A UN SUSTRATO (ALIMENTO):........................................39 PRÁCTICA 5. QUIMIOTAXIA NEGATIVA EN MEDIO SALINO..............................................................40 PRÁCTICA 6. QUIMIOTACTISMO EN MEDIO ÁCIDO............................................................................41 PRÁCTICA 7. NECESIDAD DEL AIRE...........................................................................................................43 PRÁCTICA 8. TERMOTACTISMO (aplicación de calor) ........................................................................43 PRÁCTICAS QUE HEMOS DESARROLLADO..................................................................................................45 PRÁCTICA 9. APLICACIÓN DE PRODUCTOS COTIDIANOS..................................................................45 14. DIFICULTADES DE LA EXPERIMENTACIÓN "IN VIVO"............................................................................47 15.OTROS MICROORGANISMOS OBSERVADOS EN LOS INFUSORIOS ....................................................47 16. DATO CURIOSO DE PARAMECIUM. ENQUISTAMIENTO ......................................................................50

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos 17.CONCLUSIÓN DEL TRABAJO ...........................................................................................................................51 18. MENSAJE FINAL PARA FUTUROS INVESTIGADORES..............................................................................52 Bibliografía .................................................................................................................................................................52

1. RESUMEN En este trabajo se realizará un estudio de paramecios, especialmente Paramecium Caudatum, para conocer y comprobar una de las funciones de todos los seres vivos, la función de relación, en este caso en organismos unicelulares. Para ello, les someteremos a diferentes estímulos como salinidad, acidez y temperatura entre otros. También, probaremos a aplicarles productos de la vida cotidiana como Fairy o aceite.

Se probarán varios experimentos ya realizados y testados anteriormente, para comprobar su veracidad y llevaremos a cabo otros experimentos pensados por nosotras.

Para iniciar este trabajo, se ha realizado una breve descripción de los paramecios: qué son, dónde se encuentran, cómo se reproducen, cómo se alimentan y sus diferentes partes.

Además, antes de comenzar a realizar los diversos experimentos y analizar su cultivo, se han descrito los diferentes pasos que se deben seguir para obtener un cultivo de estos microorganismos.

El trabajo de campo del proyecto consta de diferentes prácticas en las que se trabajan los diversos estímulos y cómo reaccionan ante ellos.

Cada práctica consta de una breve introducción, el desarrollo de dicha práctica y los posteriores resultados y conclusiones. Hemos organizado dichas prácticas en dos apartados:  

Prácticas que ya han sido realizadas por otros científicos anteriormente.

Prácticas que han sido desarrolladas por nosotras.

Por último, acabado el objetivo de nuestro proyecto, hemos constatado la veracidad de las hipótesis haciendo un análisis general de los resultados.

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2.INTRODUCCIÓN Un microorganismo es un ser vivo unicelular que se encuentra en el medio y que solo puede ser observado con un microscopio.

Para poder hablar de paramecios primero tenemos que centrarnos en su reino, el Reino Protoctista. Los protoctistas son organismos microscópicos formados por una sola célula, es decir, son organismos unicelulares. Viven en medios acuosos y algunos de ellos forman colonias.

Los protozoos son los organismos más sencillos debido a que al estar formados por una única célula, esa célula es la que realiza todas las funciones vitales. Los paramecios pueden encontrarse en masas de agua dulce rica en materia orgánica como estanques, ríos o charcas y también en acuarios con agua en descomposición o lugares húmedos con mucha vegetación.

Un gran porcentaje de la población no es consciente de la existencia de estos protozoos y de su importancia biológica, ya que se alimentan de comida en descomposición. Su ingesta podría ocasionar problemas gastrointestinales o diversas enfermedades tanto a seres humanos como a animales. Por ejemplo, amibiasis, una enfermedad causada por el protozoario Entamoeba Histlyca recurrente en jóvenes y adultos con bajas defensas. Toxoplasmosis causada por el protozoo Toxoplasma gondii y la conocida como enfermedad del sueño, causada por el protozoo Trypanosoma y transmitida al ser humano por medio de la mosca tsé tsé.

Los paramecios realizan las funciones vitales de cualquier organismo, pero también realizan algunas propias como sería la denominada fugirreación 1, con la que podemos determinar el tactismo según el sustrato al que se fijen. Es decir, si se fijan a un objeto sólido llevan a cabo la fugirreación, pero si en vez de un objeto se trata del alimento, permanecen inmóviles. También podemos determinar la acidez del medio fijándonos en si el infusorio 2 reacciona negativamente (medio ácido) o si lo hace positivamente (medio salino).

La importancia ecológica de los paramecios es mantener a raya las poblaciones bacterianas y también pueden contribuir a mejorar la calidad del agua al eliminar especies que podrían ser patógenas. Por eso mismo, al estar asociados a materia orgánica y al alimentarse de bacterias, pueden utilizarse como indicadores de la calidad del agua.

El trabajo va a consistir en la aplicación de diferentes estímulos como temperatura, salinidad, acidez, etc. a la especie Paramecium Caudatum. Trabajaremos la función de relación, les someteremos a distintos estímulos, por ejemplo, les pondremos en contacto con pequeñas cantidades de disoluciones hechas con productos y alimentos de la vida diaria, por ejemplo, Fairy y compuestos frecuentemente utilizados en el laboratorio como HCl entre otros compuestos.

A partir de los resultados obtenidos en las prácticas, podremos formular nuevas hipótesis y probar los experimentos previamente realizados. Con este trabajo podremos obtener nueva información sobre estos microorganismos.

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Fugirreacción: movimiento que provoca un retroceso rápido cuando chocan con un objeto.

2Infusorio:

célula o microorganismo que tiene cilios para su locomoción.

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3. INTRODUCCIÓN Y EVOLUCIÓN DEL REINO PROTOCTISTA Todos los protistas son eucarióticos. La mayoría son unicelulares y los que no lo son, presentan estructuras multicelulares relativamente simples. Son un grupo de organismos de una diversidad extraordinaria. El reino protoctista comprende heterótrofos, entre ellos varias formas parásitas; autótrofos fotosintéticos, y unos pocos organismos versátiles que son heterótrofos y fotosintéticos al mismo tiempo.

Los protistas distan de ser simples. En efecto, en un grupo, los protozoarios ("primeros animales"), encontramos quizá las más complejas de todas las células, con una asombrosa variedad de estructuras altamente especializadas. En realidad, no es sorprendente que existan células individuales tan complicadas. Entre los protistas, cada célula es un organismo autosuficiente, capaz de cubrir todos sus requerimientos para vivir, lo mismo que cualquier planta o animal multicelular.

Fragmento seleccionado del libro "Biología" de Helena Curtis El registro microfósil indica que los primeros eucariotas (protistas) evolucionaron hace por lo menos 1.500 millones de años. Los eucariotas se distinguen de los procariotas por su mayor tamaño, por una envoltura que separa el núcleo y el citoplasma, por la organización de su ADN y por sus complejos orgánulos, entre ellos cloroplastos y mitocondrias.

El paso de los procariotas a los primeros eucariotas fue una de las grandes transiciones evolutivas que, en orden de importancia, sólo ocupa el segundo lugar después del origen de la propia vida. La cuestión de cómo se produjo ese paso suscita animada polémica en la actualidad. Una hipótesis interesante que haya creciente aceptación es que las células más grandes y más complejas surgieron en parte porque algunos procariotas se radicaron dentro de otras células.

Hace unos 2.500 millones de años empezó a acumularse oxígeno poco a poco, gracias a la actividad fotosintética de las cianobacterias. Los procariotas que pudieron pasar al uso de oxígeno para producir ATP obtuvieron una gran ventaja y entonces tales formas empezaron a prosperar y a aumentar. Algunas se convirtieron en las modernas formas de bacterias aeróbicas, y otras, según esta hipótesis, entraron en simbiosis con células más grandes y se convirtieron en mitocondrias.

Varias líneas de evidencias corroboran la idea de que las mitocondrias descendieran de bacterias especializados. Las mitocondrias contienen su propio ADN y este ADN existe en una sola molécula ininterrumpida ("circular"), lo mismo que el ADN de las bacterias. Muchos enzimas de las membranas celulares de las bacterias existen en las membranas mitocondriales.

Las mitocondrias contienen ribosomas parecidos a los de las bacterias por su pequeño tamaño y por los detalles de su composición química, incluyendo algunas secuencias de nucleótidos de las moléculas del ARN constitutivo. Además, las mitocondrias sólo se producirían a partir de otras mitocondrias, que se dividen dentro de la célula huésped.

Se piensa que lo más probable es que las mitocondrias provengan de un tronco de bacterias púrpuras no sulfurosos que perdieron la capacidad para la fotosíntesis, pero se sabe poco sobre las células originales donde estas bacterias se habrían radicado primero y si existieron de verdad. Ningún procariota contemporáneo ofrece indicio alguno sobre los orígenes de dos rasgos claves de todas las células eucarióticas: la envoltura nuclear y los cromosomas que contienen ADN y proteínas.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos De acuerdo con los estudios sobre las secuencias de nucleótidos de los ARN de transferencia y ribosómicos, se sugirió que, en una etapa muy incipiente de la historia de la vida, un tronco ancestral común dio origen a tres linajes: los metanógenos y sus parientes, todos los otros procariotas y un grupo denominado "urcariotas", que fueron las células huéspedes en la evolución de los eucariotas.

Imagen 1 . Tronco ancestral del origen de las especies La hipótesis endosimbiótica procura explicar la presencia en las células eucarióticas de orgánulos complejos que no existen en los procariotas, que son mucho más simples. Esta hipótesis se basa en que muchos organismos modernos contienen bacterias, cianobacterias o algas simbióticas intracelulares, indicando que tales asociaciones no son difíciles de establecer ni de mantener. Por ejemplo, ocurren en distintas especies de cianobacterias que viven dentro de otras cianobacterias, algunas algas, amebas, protozoarios flagelados, mohos acuáticos, plantas y esponjas. Es típico que estas cianobacterias simbióticas carezcan de paredes funcionales y que, en lo funcional, sean cloroplastos. Además, se dividen al mismo tiempo que la célula huésped por un proceso similar al de la división del cloroplasto.

La teoría endosimbiótica fue propuesta por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas. Lynn Margulis también explica el origen de los cloroplastos y mitocondrias como se puede observar en esta imagen:

Imagen 2. Teoría endosimbiótica 7

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3.1. DIFERENCIA ENTRE BACTERIA Y PROTOZOO 

Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño microscópico y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices. Las bacterias son procariotas y, por lo tanto, a diferencia de células eucariotas como los protozoos, no tienen un núcleo definido ni presentan, en general, orgánulos membranosos internos.

Imagen 3. Tipos de bacterias 

Los Protozoos son organismos microscópicos también, unicelulares pero eucariotas.

Son heterótrofos y fagótrofos, es decir, llevan a cabo la fagocitosis que es un tipo de endocitosis por el cual algunas células rodean con su membrana citoplasmática partículas sólidas y las introducen al interior celular. Esto se produce gracias a la emisión de pseudópodos alrededor de la partícula o microorganismo hasta englobarla completamente y formar alrededor de él una vesícula, llamada fagosoma, la cual fusionan posteriormente con lisosomas para degradar el antígeno fagocitado. Viven en ambientes húmedos o directamente en medios acuáticos, ya sean aguas saladas o dulces.

Imagen 4. Proceso de fagocitosis del protozoo

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4. CLASIFICACIÓN DE LOS PROTOCTISTAS La mayoría de los protoctistas guardarían una semejanza escasa o nula con los primeros eucariotas. Como su complejidad nos advierte, no representan comienzos, porque ellos, así como los procariotas modernos, son los productos finales de millones de años de evolución y en ese tiempo experimentaron una diversificación tremenda. Los que no cambiaron mucho como las amebas, sobrevivieron a lo largo de los milenios porque están exquisitamente adaptados al ambiente en que viven.

Los biólogos suelen coincidir en que:  Los protistas modernos representan una cantidad de linajes filogenéticos muy distintos.  Todos los otros organismos eucarióticos (hongos, plantas, animales) se originaron en protistas primitivos.

En definitiva, el Reino Protoctista es un grupo polifiléctico, es decir, formado por varios filos o grupos taxonómicos de grado superior.

La clasificación de los protoctistas, lo mismo que la de los procariotas, ha sido y está siendo objeto de una importante reconsideración, porque el microscopio electrónico y las modernas técnicas bioquímicas producen una gran cantidad de información nueva sobre estos organismos.

En conclusión, los protoctistas actualmente se dividen en protozoos (organismos unicelulares heterótrofos que carecen de pared celular y presentan múltiples formas de vida ya sea libre, simbionte o parásita) y algas (organismos unicelulares y pluricelulares fotoautótrofos que presentan pared celular celulósica).

Cada uno de estos grupos abarca dos o más divisiones o filos.

Imagen 5 . División de los subgrupos del reino protoctista

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5. DIVERSIFICACIÓN DE FILOS PROTOCTISTAS ALGAS Las algas microscópicas son del reino vegetal. Existen de diversos colores verdes, marrones o rojos. También existen una gran variedad de algas de agua dulce, en su mayoría muy pequeñas o invisibles al ojo humano y que sólo se pueden observar a través de un microscopio.

Las algas, dependiendo de si se trata de unicelulares (que constituyen el fitoplancton) o pluricelulares (que viven fijas al sustrato rocoso o flotando en el agua), pueden ser:  Euglenofitas: algas unicelulares que presentan flagelos, carecen de pared celular y viven en aguas dulces. Ejemplo: Euglena.

 Diatomeas: algas unicelulares inmóviles que presentan caparazones silíceos de dos piezas o valvas y habitan en todos los medios acuáticos.

 Clorofitas: algas pluricelulares con pared celular que forman filamentos en forma de cinta o lámina, como la lechuga de mar (Ulva lactuca). También hay algunas algas unicelulares como las del género Acetabularia.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos  Rodofitas: algas pluricelulares que presentan una gran concentración de pigmentos fotosintéticos rojizos en sus cloroplastos (de ahí que se las conozca como algas rojas). La mayoría habitan en el mar a cierta profundidad. Algunas presentan una envoltura calcárea y forman parte de los corales.

 Feofitas: algas pluricelulares marinas de mayor tamaño, que viven flotando en la superficie gracias a un sistema de vesículas flotadoras o sumergidas a profundidades intermedias en el fondo marino por un pie adhesivo. Se las conoce como algas pardas por su color característico.

 Cianófitos: se trata de organismos unicelulares carentes de un núcleo verdadero y de cloroplastos. La mayoría de estas especies vive en medios acuáticos, aunque algunas tienen la habilidad de vivir en tierra.

 Pirrófitos: son algas en su mayoría unicelulares que tienen dos flagelos de longitud distinta. La célula no contiene una pared celular que la recubra.

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 Crisófitas: conocidas como algas amarillas, son organismos unicelulares o pluricelulares que se reúnen en colonias. Su principal característica es la presencia de cromatóforos (célula que contiene el pigmento, en este caso de color amarillo, que da color a los tejidos orgánicos).

 Carófitos: son algas complejas y mayoritariamente de color verde. Son frecuentes en las orillas de los ríos y lagos y muy pocas especies están en la vida marina.

PROTOZOOS Los protozoos se clasifican en 4 grupos de organismos:  Rizópodos: protozoos deformables que emiten prolongaciones de su cuerpo para capturar el alimento. Ejemplos como las amebas y los foraminíferos, presentan esqueletos calcáreos.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos  Ciliados o infusorios: protozoos con el cuerpo cubierto de cilios que utilizan para desplazarse y capturar el alimento. Algunos ejemplos son las vorticelas y los paramecios (organismo que predomina en nuestro proyecto).

 Esporozoos: protozoos parásitos que viven en el interior de células animales provocando enfermedades como el paludismo (malaria). Su ciclo biológico se caracteriza por la alternancia de reproducción sexual y asexual y poseen la capacidad de producir esporas, como su nombre indica.

 Zoomastiginos o flagelados: protozoos que presentan flagelos para moverse y capturar el alimento. Algunos son de vida libre y otros son parásitos como Tripanosoma, que produce la enfermedad del sueño.

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También se pueden organizar por sus características:  Según sus características físicas: seudópodos, cilios y flagelos que les permiten contar con movilidad propia.  Según sus características internas: cromistas (si realizan fotosíntesis y disponen de mitocondrias), protozoas (tienen mitocondrias y no desarrollan la fotosíntesis) y archaezoas (carecen de mitocondrias).

Son heterótrofos unicelulares. Según su modo de locomoción se distinguen tres filos que contienen miembros de vida libre y parásitos:  Por el movimiento flagelar (filo Mastigophora, mastigóforos)  Por seudópodos (filo Sarcodina, sarcodinas)  Por movimientos ciliares (filo Ciliophora, ciliados) Dos filos son parásitos por entero:  Opalinida, los opalínidos, que poseen movimientos ciliares  Sporozoa, esporozoarios, en que la movilidad de las células es mucho menor.

Filo Mastigophora Son los protozoarios más primitivos. Algunos piensan que derivan de células flageladas fotosintéticas como Euglena, que han perdido sus cloroplastos,y otros piensan que descienden de protistas que nunca adquirieron simbiontes fotosintéticos. Se multiplican asexualmente mediante fisión binaria (mitosis y citocinesis) y en algunas formas, sexualmente mediante singamia. No suelen tener pared externa y algunos emiten seudópodos (prolongaciones que utilizan para la locomoción y para englobar partículas de alimento). La mayoría son parásitos, algunos de vida libre como Trypanosoma gambiense y Trypanosoma rhodesiense (flagelados que producen la enfermedad del sueño africana).

Filo Sarcodina Comprenden las amebas y sus parientes. No tiene pared celular por fuera de su membrana y suelen moverse y alimentarse mediante la formación de seudópodos. Las sarcodinas se originaron de los mastigóforos. Algunas sarcodinas pueden desarrollar flagelos en determinadas etapas de su ciclo vital o en condiciones ambientales particulares. Algunas son parásitas como las que producen disentería amebiana en el ser humano. La reproducción puede ser asexual (mediante división celular y mitosis) y sexual (por meiosis forman gametos que luego se fusionan para producir cigotos). Muchas sarcodinas tienen cubiertas externas o conchas de vivos colores. Ejemplos: Arcella o Difflugia.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Filo Ciliophora Los ciliados son los protozoarios más especializados y complejos. Se conocen unas 7.200 especies de agua dulce y salada y en su mayoría son de vida libre. Se cree que derivan de los mastigóforos primitivos que, evolucionando en dirección contraria respecto de las sarcodinas, adquirieron unos intrincados sistemas ciliares. Se caracterizan por poseer cilios 9 + 2. En algunas especies los cilios están adheridos entre ellos en filas, formando estructuras en cepillo llamadas membránulas o bien mechones de cilios que se llaman cirros, que pueden servir para desplazarse o saltar. Los cilios, las membránulas y los cirros se mueven de manera coordinada, aunque la forma en que se coordinan no ha sido aclarada del todo bien todavía. Algunos ciliados poseen mionemas, que son filamentos contráctiles. Todos tienen una cutícula compleja, la corteza, que en el lado externo está limitada por la membrana celular. En unos pocos grupos la corteza contiene unas pequeñas barbas como tricocistos, que se descargan al estimular la célula de determinadas maneras.

Los ciliados presentan otro rasgo representativo: tienen dos tipos de núcleos, los micronúcleos y los macronúcleos. Además, poseen un sistema complejo para intercambiar información genética, en el cual las células se conjugan y los micronúcleos experimentan meiosis. Luego las células intercambian micronúcleos haploides que se fusionan, de manera que cada célula tiene un nuevo micronúcleo diploide que se divide.

Imagen 6. Filos del reino Protoctista

En definitiva, en este proyecto, vamos a especializarnos en el Filo Ciliophora.

6. ¿QUÉ ES UN PARAMECIO? 6.1. Características generales del organismo.

Un paramecio es un organismo eucariota unicelular ciliado que se encuentran en aguas estancadas y masas de agua dulce, ricas en materia orgánica en descomposición, como estanques, embalses, ríos, acequias o lagos.

Son organismos indiferenciados, ya que no existe diferenciación tisular ni celular y constan de una única célula que realiza todas las funciones del individuo, y posee un núcleo que con tiene el material genético, lo que les hace ser los organismos más simples. Estos seres se reproducen de forma asexual por bipartición (fisión binaria o mitosis) y de manera sexual por conjugación.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Tienen una longitud entre 50 y 300 micrómetros, y su constitución es ovalada, en ocasiones arriñonada. La temperatura óptima de Paramecium es entre 24º y 28º.

Principalmente son heterótrofos y pueden desplazarse propulsados por el movimiento de sus numerosos cilios. Se consideran, junto al resto de Protoctistas, los organismos eucariotas más antiguos del planeta Tierra y cuentan con métodos simples de defensa, reproducción y movilidad.

Existen muchas especies de paramecios, pero actualmente solo han sido encontrados los siguientes: o

P. aurelia

o

P. bursaria

o

P. calkinsi

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P. caudatum (la especie de paramecio en la que nos hemos centrado para realizar este proyecto)

o

P. duboscqui

o

P. jenningsi

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos o

P. multimicronucleatum

o

P. polycaryum

o

P. putrinum

o

P. trichium

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Por lo tanto, los organismos con los que vamos a trabajar nuestro proyecto se organizan de la siguiente manera:       

Reino Protoctistas Phylum Ciliophora Clase Oligohymenophorea Orden Peniculida Familia Parameciidae Género Paramecium Paramecium Caudatum

6.2. Alimentación del organismo Los paramecios se alimentan de materia orgánica en descomposición, bacterias, algas y levaduras de menor tamaño que ellos. Aunque no es muy común, también se pueden alimentar de otros paramecios más pequeños.

Cuándo un paramecio encuentra comida, se mueve con ayuda de los cilios para orientar la comida hacia el citostoma. Luego, con ayuda de los cilios más largos que rodean al citostoma empujan al alimento hacia el interior de la citofaringe.

El alimento es después almacenado en vacuolas intracelulares llamadas vacuolas digestivas que recorren el citoplasma desde la parte posterior hacia la anterior y van siendo atacadas por enzimas digestivas en su recorrido. Así, el alimento se va degradando y los nutrientes van pasando al citoplasma celular. La vacuola va disminuyendo de tamaño a medida que va avanzando por el citoplasma y, al llegar al final, los restos no digeridos son expulsados al exterior a través del poro anal.

6.3. Excreción del organismo La excreción es el sistema por el que los seres vivos expulsan los desechos que el organismo no puede procesar, por que los seres vivos no pueden mantener dichas sustancias en su interior.

Aunque también pueden utilizar los mismos mecanismos por los cuales entran al microoganismo agua, sustancias…

La exocitosis es el proceso mediante el cual se secretan diferentes tipos de moléculas contenidas en una vesícula citoplasmática de una célula al espacio extracelular, expresándose en todas las células eucariotas. La exocitosis implica la fusión de la membrana vesicular a la membrana plasmática, de manera calcio dependiente.

Los desechos de la comida que han consumido estos microroganismos se excretan a través de una vacuola que se forma dentro del paramecio y se expulsa por el poro anal. El paramecio también ha desarrollado vacuolas contráctiles para expulsar el exceso de agua.

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Imagen7 .Alimentación y excreción del paramecio

6.4. Reproducción del organismo o

Los paramecios se reproducen de forma asexual por bipartición (fisión binaria). En este proceso una célula duplica su material genético y se divide en dos, cada una con la mitad de los orgánulos celulares que la célula progenitora.

Imagen 8 . Bipartición

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Los paramecios también pueden reproducirse de forma sexual, intercambiando material genético con otro paramecio por conjugación. Dos paramecios que se encuentran pueden combinar sus membranas para formar un gran paramecio con dos núcleos que contienen todo el material genético. Este gran paramecio se dividirá en cuatro nuevas células cada una con una nueva combinación de ADN procedente de la combinación del ADN de las células progenitoras.

Imagen 9. Conjugación

La reproducción por conjugación trae muchos beneficios al paramecio, debido a que este proceso rejuvenece al microorganismo, lo reorganiza nuclearmente, existe variación hereditaria y también tiene sus consecuencias genéticas.

1. Rejuvenecimiento Se ha encontrado que los individuos no pueden continuar multiplicándose indefinidamente por métodos asexuales. Después de un número definido de generaciones asexuales, la tasa de reproducción disminuye. Los individuos comienzan a perder su vigor y la eficiencia fisiológica da una apariencia malsana y finalmente muere. Es decir, la mejor manera y la más sana de aumentar una población de microorganismos es la reproducción sexual porque se obtienen organismos únicos y se evita la decadencia de la especie.

2. Reorganización nuclear El macronúcleo se forma. Después de un cierto período debido a la fisión repetida su potencialidad para coordinar los procesos de la vida cesa y el individuo entra en un estado de actividades fisiológicas deprimidas. Este viejo y decadente macronúcleo es reemplazado por uno nuevo durante la conjugación. Esto trae consigo un renovado vigor y vitalidad del individuo.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos 3. Variaciones hereditarias La fusión de los núcleos facilita el intercambio de material nuclear. Esto asegura las nuevas combinaciones de caracteres hereditarios de dos individuos diferentes y una mejor adaptabilidad a las nuevas condiciones de vida.

4. Consecuencias genéticas o

o

Si la conjugación tiene lugar entre dos paramecios, son homocigotos para un gen dominante (AA) y el otro homocigótico para su gen recesivo (aa), la primera generación sería heterocigótica (Aa).

Si los dos conjugantes son ya heterocigóticos (Aa), entonces la generación resultante sería homocigótica o heterocigótica dependiendo de qué gen se elimina en la etapa de desintegración de tres micronúcleos en cada conjugación.

La autogamia,es otro tipo de reproducción parecida a la conjugación, pero que ocurre dentro de un solo individuo. Los núcleos se comportan como en la reproducción sexual, pero no hay apareamiento. Los dos núcleos se fusionan, dando lugar a un micronúcleo que sufrirá dos divisiones mitóticas, dando lugar finalmente aun macronúcleo y dos micronúcleos.

Lynn Margulis tiene la teoría de que la autogamia y la reproducción sexual son mecanismos para contrarrestar el envejecimiento y la muerte: los macronúcleos que dirigen el funcionamiento del organismo, al dividirse de una forma poco precisa, irán perdiendo genes, con lo que, al cabo de las generaciones, el individuo tendrá muchos defectos genéticos. La autogamia y la reproducción sexual revierten esta tendencia degenerativa.

Imagen 10. Autogamia

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7.Movimientos del organismo Principalmente, el cambio en la dirección del protozoo se debe a que el choque con el obstáculo provoca un estímulo mecánico que se traduce en el cambio de la permeabilidad del calcio en su membrana celular. En el caso del paramecio, el estímulo mecánico provoca que determinados canales de calcio presentes en la membrana celular se abran y permitan la entrada de este ion a la célula.

De este modo, cuando la membrana del paramecio no es estimulada, es mucho más permeable al potasio el cual tiende a salir de la célula por gradiente de concentración causando que el interior del paramecio se vuelva negativo y generándose de este modo un potencial eléctrico que se conoce como potencial de reposo, el que correspondería al potencial de la membrana en ausencia de estímulo.

Cuando la membrana del paramecio se encuentra en potencial de reposo, los cilios se mueven en una dirección que le permite avanzar. Sin embargo, cuando choca con algún obstáculo, se abren los canales de calcio sensibles a presión o también conocidos como canales mecano sensibles (sensibles a estímulo mecánico) y la célula se despolariza, es decir, su interior se vuelve positivo ya que entra calcio, un catión divalente. En este momento, los cilios del paramecio cambian de dirección, permitiendo que el protozoo se mueva hacia otro lado y librándose de este modo, de chocar infinitamente con el mismo obstáculo.

Esta despolarización dura muy poco, ya que por una parte la misma entrada de calcio provoca la apertura de otros canales de potasio sensibles a calcio los que se encargan de repolarizar la membrana del protozoo y además por otra, los canales mecano sensibles al librarse de la presión causada por el choque del paramecio contra un obstáculo, se cierran, impidiendo la masiva entrada de calcio al interior celular. De este modo, los cilios del paramecio se vuelven a mover en su dirección original y así este organismo tan pequeño puede seguir avanzando. Esta "simple acción" ha sido considerada como la aparición del sentido del tacto en la escala evolutiva.

Imagen 11. Giro espiral del paramecio

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8. Ciclo de vida del organismo El ciclo de vida se puede explicar en 5 etapas: -

En la primera etapa, dos paramecios se conjugan. Todos los micronúcleos (exceptuando uno) se desintegran. El restante se divide por meiosis.

En la segunda etapa, tres de los cuatro micronúcleos haploides se desintegran. El micronúcleo restante se divide por mitosis.

En la tercera etapa, los paramecios intercambian micronúcleos recíprocamente. Los macronúcleos se desintegran.

En la cuarta etapa, en cada célula los micronúcleos que son genéticamente diferentes se fusionan.

En la quinta y últimaetapa, los nuevos micronúcleos diploides se dividen por mitosis produciendo finalmente un macronúcleo y la cantidad apropiada de micronúcleos.

Imagen 12. Ciclo de vida del paramecio

9. Herencia del organismo Los paramecios son muy interesantes porque presentan un tipo de herencia citoplásmica distinto al de otros organismos eucariotas. La herencia citoplásmica consiste en la transmisión de caracteres sin intervención de los genes del núcleo.

Todos los eucariotas presentan este tipo de herencia, puesto que las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN y se reproducen al margen del núcleo. Pero algunos paramecios presentan una herencia citoplásmica infecciosa, es decir, que el carácter puede transmitirse tanto por herencia como por infección.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Hay una cepa de paramecio, llamada killer, que produce paramecina, una sustancia que mata a paramecios de otras cepas. La herencia de este carácter depende de unas partículas, llamadas kappa, que se encuentran en el citoplasma y son parecidas a pequeñas bacterias.

Estas partículas no pueden vivir fuera del paramecio, pero si se administra una suspensión de ellas en un cultivo de paramecios, algunos de ellos pasan a ser de tipo killer. Ahora bien, la producción de paramecina no depende sólo de las partículas kappa, sino también de un gen nuclear llamado K.

10.Orgánulos del paramecio Los paramecios, en general, constan de varios orgánulos y la mayoría llevan a cabo la función de nutrición.

Imagen 13. Orgánulos del paramecio

o o o o

Tricocistos: cada uno de los bastoncillos fusiformes propios de algunos protozoos, que al ser estimulados se disparan fuera del organismo con fines ofensivos o defensivos.

Una vacuola contráctil o pulsátil: cavidad del paramecio que es capaz de contraerse y la utilizan para expulsar el exceso de agua y así mantener la presión osmótica.

Vacuola digestiva: cavidad del paramecio donde lleva acabo la digestión.

Vacuola de secreción: mediante la cual se expulsan los productos de desecho.

El cuerpo presenta una depresión denominada peristoma, en el que tiene una abertura a manera de boca, citostoma, rodeada de una banda de cilios, que se continúa por un corto conducto, la citofaringe por dónde penetran los alimentos en el animal. El citoplasma tiene aspecto granuloso en el que destacan las vacuolas digestivas con el alimento. Los residuos alimenticios son expulsados por dos vacuolas contráctiles que ocupan posiciones fijas.  

Mitocondria: es la responsable de proporcionar energía al paramecio. Contiene dos núcleos: un macronúcleo y un micronúcleo.

Los micronúcleos poseen cada uno una pareja de cada cromosoma.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos 

 

El macronúcleo posee muchas copias de cada cromosoma e interviene en el funcionamiento de la célula. Es decir, sin el macronúcleo no podría vivir, mientras que los micronúcleos son indispensables para la reproducción, porque intervienen como portadores de la herencia.

Citofaringe: es el conducto del sistema digestivo del paramecio situado entre la boca, la parte anterior de las fosas nasales y el esófago.

El ectoplasma: es la parte superficial / externa del paramecio y el endoplasma es la parte central de paramecio.

Los cilios son muy abundantes y recubren toda la superficie del paramecio. Se encargan de absorber y expulsar regularmente el agua del exterior con el fin de controlar la concentración de nutrientes en el medio de dónde habita.

También sirven para desplazar al microorganismo con el fin de llevar a cabo la locomoción. El movimiento de los cilios, como asimismo la morfología del paramecio, se puede observar con mayor facilidad enfocando a fuertes aumentos, aquellos ejemplares que hayan quedado aprisionados entre partículas o pequeños residuos orgánicos de la infusión en la preparación microscópica. Los cilios se mueven de forma coordinada y conjunta, para propulsar al paramecio a través del agua en la que viven para llegar a la comida y sortear obstáculos.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

11.MATERIALES NECESARIOS Nombre

Dibujo

Función

1.Microscopio y cámara óptica.

Con el microscopio puedes observar objetos de tamaños imposibles de ver con el ojo humano, y con la ayuda de la cámara puedes divisarlo en un ordenador.

2.Pinzas

Gracias a ellas podemos coger objetos diminutos.

3.Ordenador

Gracias al ordenador podemos guardar todos los datos obtenidos y observar lo que ocurre en el microscopio.

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Tipo de material

Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

4.Báscula

Su función es pesar las sustancias sólidas para poder hacer disoluciones correctamente.

5.Vaso de precipitados

Recipiente utilizado para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.

Suele ser de vidrio aunque también existen de metal o plástico.

6.Matraz

Se utiliza para mezclar soluciones químicas.

Vidrio

7.Luna de reloj

Se usa para Porcelana pesar sustancias o vidrio sólidas y desecar pequeñas cantidades en disolución.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

8.Portaobjetos y cubreobjetos

En el portaobjetos se pone lo que queremos observar en el microscopio y el cubre lo colocamos encima.

9.Reactivos sólidos

Sustancias con las que hemos preparado las disoluciones (NaCl, NaOH…).

10.Disoluciones preparadas

HCl, ácido acético, H2SO4…

11.Otros compuestos

Aceite, vinagre, fairy…

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Vidrio

Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

12. Otros sólidos

También utilizamos arena de playa para observar el mecanismo de evitación del paramecio.

13. Libro de prácticas con microscopio

Este libro nos ayudó a realizar la mayoría de los experimentos.

14. Libro de otros microorganismos

Gracias a él pudimos clasificar a otros microorganismos que aparecieron en nuestro cultivo.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

15.Colorantes

Para tinción del citoplasma de nuestros paramecios y poder observarlos mejor.

16.Nuestros cultivos

Cultivo de paramecios con comida de peces.

Cultivo con hojas de lechuga en descomposición.

Cultivo con levadura.

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Colores rojo, azul…

Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

12. DIFERENTES CULTIVOS Hay diversos métodos para cultivar paramecios dependiendo de para que se vayan a usar.  -

Cultivo puntual : para verlos a través de un microscopio o lupa binocular.

Buscar un lugar con agua estancada y meter un poco en un frasco.

Pones un cazo a hervir con arroz durante 5 o 6 minutos.

Luego se mezcla todo en un tarro grande.

Para verlos a través de un microscopio, coloca una gota de agua en un portaobjetos, cúbrela con un cubreobjetos y observa bajo el microscopio.

 Cultivo puntual: si no dispones de una fuente natural de paramecios.

- Coge un tarro de vidrio con 1 o 2 litros de agua y después añádele una hoja de lechuga externa y déjalo al aire.

- Al cabo de 10 días se formará una película blanca de bacterias de las que se alimentan los paramecios y después los coges con una pipeta extrayendo el agua bajo esta película.

 Cultivo cíclico: para usar los paramecios de comida para los peces.

Llena 3 tarros de agua grandes que no sea agua del grifo.

Procede con el primer tarro como en cualquiera de los dos métodos anteriores. Preferiblemente el segundo, hasta el quinto día en el que deberás traspasar sobre 200 ml al segundo, en el séptimo día traspasa 200 ml al tercero y usa el resto.

- Para utilizar tus paramecios solo tienes que coger las pequeñas nubecillas blancas compuestas por miles de paramecios que se formarán en el agua y depositarlas en tu acuario.

-

Si mantienes tus cultivos bien oxigenados y en una temperatura superior a 20º, se desarrollarán mucho más rápido.

Imagen 14. Cultivo cíclico.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

 Cultivo con agua de acuario.

Materiales -

Recipiente de al menos 2 litros (la altura del agua no debe de ser superior a 10 cm)

-

Agua del grifo de hace dos días.

-

20 granos de trigo

-

Levadura cervecera (preferiblemente enriquecida con vitaminas y aminoácidos)

-

Cepa de paramecios

Procedimiento: -

Utilizamos agua de cualquier acuario con plantas y llenamos un matraz de cuello largo hasta la línea de enrase. Ponemos algún material poroso (como una esponja común de limpieza) y rellenamos con agua decolorada limpia. Tras 24 horas, los paramecios presentes en el agua del acuario han atravesado la esponja y se han acumulado en el agua limpia buscando oxígeno. Ahora ya podemos hacer fácilmente su recolecta sin riesgos de contaminación para el cultivo.

Imagen 15. Cultivo con agua de acuario.

Hay finalmente otro método. Consiste en depositar 'Riccia', una planta flotante en forma de masa de finos tallos y briznas verdes, en el acuario. Tiene la virtud de criar infusorios además de servir de refugio a los alevines. Solo tenemos que echarle los primeros paramecios y añadir encima de ella un par de gotas de leche de vez en cuando. Los paramecios crecerán y se multiplicarán entre la planta.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Finalmente nos decantamos por el método del cultivo cíclico, en el que cambiábamos a los infusorios de recipiente cada 5-7 días aproximadamente. Para observarlos al microscopio cogíamos una muestra de la película blanca que se forma sobre el agua del recipiente con el paso de los días.

13.CRÍA DE PARAMECIOS. MÉTODO DE CULTIVO Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados o recipiente Pipeta común Productos Colorante (rojo neutro por ejemplo) Material de estudio Hojas de hortalizas (lechuga) o de hojarasca en estado de descomposición.

Modo de trabajo Se llena el recipiente con agua corriente hasta un centímetro del borde. Se agregan unas hojas de hortalizas (lechugas, acelgas, etc.). Es preferible utilizar las hojas externas marchitas y sucias.

El recipiente se deja a temperatura ambiente como por ejemplo en el laboratorio o en la clase durante una semana, tiempo necesario para que los tallos y hojas entren en descomposición facilitando un medio biológico apto para el buen desarrollo de nuestros seres microscópicos.

Después de una semana, observar el crecimiento de los infusorios, si su crecimiento no es completo dejarlos crecer una semana más.

La rapidez de maduración de la infusión depende directamente de la temperatura del ambiente y de la procedencia de los vegetales con los que se ha elaborado. La temperatura más adecuada oscila entre los 20 y 25 grados centígrados. Si la habitación en la que se encuentran sobrepasa esta temperatura, los infusorios podrían sufrir cambios en su desarrollo, ya que la disolución en la que se encuentran podría evaporarse con mayor facilidad. También, se produciría una disminución de oxígeno y un colapso de infusorios que conllevaría a una muerte inminente de su gran mayoría.

En definitiva, se debe evitar: ●Un calentamiento excesivo de la infusión ●Exponerles directamente a los rayos solares ●La desecación

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos En los primeros días puede estar destapado el recipiente para facilitar su contagio, pero no hay inconveniente en cubrir posteriormente el recipiente con papel de filtro, cristal o tapa de cierre no hermético.

Con el fin de tener mayores posibilidades de material de observación, es conveniente preparar varias infusiones con material procedente de varios medios. Las hojas y residuos vegetales, del fondo de charcas o de medios húmedos que se desecaron por evaporación, suelen ser un buen material para preparar una infusión. En estos casos suelen aparecer abundantes amebas y otros seres microscópicos.

Material procedente de una infusión vegetal Con la pipeta, tomar unas gotas de infusión en las cercanías de los residuos vegetales, es decir, donde se encuentran, flotando, las películas de materia orgánica en descomposición. Se deposita el producto obtenido en un portaobjetos colocando el cubre encima. Se evitará la formación de burbujas de aire para una mejor visualización. Finalmente, el líquido residual en los bordes del cubre se secará con una tira de papel de filtro.

Tinción vital Antes de observar a los infusorios, la aplicación de colorante (rojo neutro) en el porta es esencial. Pues nos facilita su visualización ya que algunos microorganismos tienden a ser de estructuras transparentes. Este proceso habrá que hacerlo cada vez que se realice una preparación microscópica para las prácticas.

Agregar en el borde del portaobjetos una gota de colorante (disolución de 1 x 10000) esperando a que penetre en la preparación lentamente. Puede facilitarse la difusión del colorante colocando, en el lado opuesto donde hemos puesto la gota de colorante, un trozo de papel de filtro. Éste absorberá un poco de agua para que sea más rápida la penetración del colorante. El colorante, fundamentalmente el rojo neutro, al impregnar muy ligeramente el animal le da mayor contraste a los elementos morfológicos citoplasmáticos.

MANTENIMIENTO DEL CULTIVO Tratar con microorganismos vivos ha sido una de las tareas más complejas durante el desarrollo de nuestro proyecto ya que tienen unas necesidades diarias. Para el buen mantenimiento de nuestro cultivo había que seguir las siguientes pautas: 1. Airear la muestra: debido a la ausencia de un acuario con su Skimmer para bombear el agua y así mantener un cultivo libre de partículas contaminantes y la obtención del oxígeno necesario para nuestros infusorios, tuvimos que recurrir al movimiento manual de la infusión, es decir, tuvimos que remover los cultivos diariamente con una varilla de cristal.

2. Cambio de recipiente: para que se produjera el mínimo aumento de población de otras especies y una mayor limpieza. Para evitar el exceso de productos de excreción, tuvimos que traspasar nuestras infusiones a otro recipiente en varias ocasiones. Los paramecios se encuentran en las películas que se forman por la descomposición del alimento en la superficie del cultivo, por lo que, para tomar una gran cantidad de infusorios, en necesario tomar un recipiente pequeño o pipeta y coger esas películas de la superficie.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos 3.

Finalmente, esas películas son traspasadas a otro recipiente con agua limpia, y aplicamos de nuevo el alimento que le proporcionamos en el anterior cultivo.

PRACTICA INICIAL: PREPARACIÓN Y OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO Desarrollo de la práctica En esta práctica nos centramos en aprender a usar principalmente el microscopio y el material del laboratorio, así como las diversas técnicas que implican esta observación como por ejemplo la manipulación de ácidos o el uso de cubres y portas.

Debido a que no teníamos a nuestra disposición la colonia de paramecios para comenzar a aplicarles estímulos, decidimos coger agua de una charca para observar los diferentes microorganismos que se pueden encontrar y con suerte encontrar protistas, fundamentalmente paramecios.

Resultado En primer lugar, probamos a observar con el microscopio unos tejidos animales que nos proporcionó nuestra directora, como ejercicio de aprendizaje ya que era nuestra primera vez manipulando un microscopio.

Como segundo ejercicio, cogimos agua de una charca supuestamente infectada de microorganismos, pero no conseguimos captar ningún protozoo u organismo en movimiento.

Tras varios cambios de objetivo, encontramos una estructura fibrosa y alargada, probablemente un alga. Notamos un movimiento continuo de su parte posterior, posiblemente por las corrientes de agua de la infusión.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos APLICACIÓN DE DIVERSOS TACTISMOS La materia viva, tiene la facultad de poder reaccionar adecuadamente ante los estímulos y agentes físicos o químicos que obran sobre ella. Cuándo los agentes son externos, y originan fenómenos de desplazamiento o traslación de todo el organismo, se les llama tactismos. Si el tactismo es negativo significa que el estímulo reacciona negativamente y si el tactismo es positivo, reacciona positivamente.

Vamos a proceder a aplicar una serie de tactismos o estímulos a los microorganismos.

PRÁCTICAS HECHAS POR OTROS CIENTÍFICOS PRÁCTICA 2: ESTUDIO DEL TACTISMO NEGATIVO Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Trozo de cubre roto o granitos de arena Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Con una gota de agua de una infusión, se hace una preparación entre porta y cubre. Es necesario colocar previamente en el porta-objetos un granito de arena, un trocito de un cubre roto, etc. en general un pequeño objeto sólido no soluble en el agua. La preparación se observa al microscopio.

Los paramecios nadan veloces y libremente en la gota de agua. Se puede ver cómo los paramecios al nadar tocan alguno de los objetos y retroceden instantáneamente, al tocar el obstáculo, nadan hacia atrás un cierto trayecto, cambian de rumbo, y vuelven a nadar hacia delante después de haber variado su dirección. Repiten esta maniobra hasta que consiguen evitar el obstáculo. Si se observa con detalle la maniobra de acción, se puede llegar a percibir que durante la misma el paramecio realiza un movimiento de giro cónico con su cuerpo. Este tactismo provoca un retroceso rápido cuando chocan con un objeto. Este movimiento se denomina fugirreación.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Resultado Hemos podido observar en varias ocasiones como el paramecio cuando se choca con el trozo de porta-objetos, realiza un movimiento resumido en varios pasos, todos en su mismo eje corporal (fugirreacción): 1º. Se choca con el trozo de porta.

2º. Retrocede.

3º. Se echa de nuevo hacia delante.

4º. Retrocede hacia la izquierda o derecha.

5º. Finalmente, avanza rápidamente por un camino despejado.

Imagen 16 . Fugirreacción del paramecio

PRÁCTICA 3. ESTUDIO DEL TACTISMO POSITIVO Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional)

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Productos Papel de filtro o hilo fino Material de trabajo ParameciumCaudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas En un portaobjetos se coloca un hilo fino o trozo de papel secante. Se deposita una gota de agua con paramecios y se tapa con un cubreobjetos. Se observa al microscopio.

Los paramecios se acumulan y permanecen inmóviles alrededor de la fibra de algodón. Se puede observar cómo el animal descansa sobre una superficie rugosa. Los cilios se encuentran en contacto con el borde del hilo y también permanecen inmóviles. Podemos destacar una clara reacción de adherencia del animal.

El paramecio tiene tactismo positivo para el contacto con aquellos objetos que tienen los bordes rugosos. En cambio, si el objeto tiene borde liso el infusorio tendrá tactismo negativo.

Resultado Hemos podido comprobar que los paramecios quedan inmóviles y adheridos al papel de filtro, debido a su capacidad de absorción.

PRÁCTICA 4. ESTUDIO DE LA FIJACIÓN A UN SUSTRATO (ALIMENTO): Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Papel de filtro Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas El paramecio se alimenta de bacterias, pequeños protozoos, algas y levaduras que han ido apareciendo debido a la descomposición de alimentos que hemos proporcionado. El paramecio, al encontrarse con una masa de alimento, queda inmóvil y fijado al alimento.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos No obstante, se pueden percibir movimientos producidos por sus cilios y provocados por las corrientes de agua. Estas corrientes son, en sentido circular en la porción lateral en la que se abre el citostoma, y en bandas paralelas onduladas en el resto del cuerpo.

Resultado Podemos afirmar que se cumple esta hipótesis, ya que el paramecio permanece inmóvil al acercarse a las concentraciones de alimento y se fija en él.

PRÁCTICA 5. QUIMIOTAXIA NEGATIVA EN MEDIO SALINO Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Papel de filtro Cloruro sódico al 0,5% y al 0,1% Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas En una preparación con infusorios, introducimos en el borde con el cuentagotas, una gota de disolución de sal común (NaCl) al 0,5%. Al cabo de pocos minutos, el espacio ocupado por la disolución ha quedado libre de infusorios. La llegada de algún infusorio a la zona límite de la disolución provoca la fugirreacción del infusorio. En este caso, la sal común ha producido un tactismo negativo, que se conoce con el nombre de quimiotaxia negativa.

Resultado El paramecio vive en aguas estancadas hipotónicas (con bajas concentraciones de sal) y tiene una membrana plasmática mucho menos permeable al agua que otros microorganismos, pero el agua entra continuamente al organismo. Paramecium no estalla porque contiene una vacuola contráctil que es un orgánulo que cumple la función de bombear hacia afuera el agua tan pronto como entra por osmosis.

Hemos podido observar como el paramecio llevaba a cabo el proceso de osmorregulación, es decir como regula la concentración salina del medio y la de su cuerpo.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos En otras palabras, el paramecio al encontrarse en un medio bastante salino expulsa agua de su interior para hacer balance de ambas concentraciones. Esto suele provocar la muerte del individuo.

PRÁCTICA 6. QUIMIOTACTISMO EN MEDIO ÁCIDO Los paramecios tienden a congregarse en la región acuosa que tiene ligeramente ácido, evitando áreas neutras o alcalinas. Las bacterias que son su alimento, crean un ambiente ligeramente ácido por su metabolismo.

6.1. ÁCIDO ACÉTICO (CH3COOH) Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Papel de filtro Ácido acético al 1% y 0,05% diluidos en 100ml de agua Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Se coloca en el centro de un porta-objetos una gota de agua que contenga una muestra de paramecios. Con las pinzas finas o con una aguja enmangada, tomar una gotita de una disolución de ácido acético al 1% y 0,05% diluidos en 100 ml de agua. La pequeña gotita se deposita en la gota de agua con la muestra de paramecios colocada previamente en el portaobjetos, y después se tapa con el cubre objetos. Los paramecios se sienten atraídos por la disolución débil del ácido acumulándose en la zona de difusión del mismo, la quimiotaxia es positiva.

Los infusorios muestran tactismo positivo para un medio débilmente ácido y negativo a mayores concentraciones. Si un paramecio incide rápida y verticalmente sobre una gota de ácido, el paramecio penetra en el interior de la gota sin poderla ya abandonar, produciéndose sus movimientos en el interior de la misma, mostrando quimiotaxia negativa cuando intenta volver al agua de la infusión en que ha vivido.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Resultado Al tratar de comprobar si era verdad o no este experimento, observamos que en la zona dónde había sido aplicada la gota de ácido acético, los paramecios que habitaban esa zona mueren repentinamente. Algunos huyen, otros actúan como lo hacían habitualmente y otros empiezan a actuar lentamente, es decir, que ralentizan su movimiento. Por lo tanto, nuestra muestra de paramecios no lleva a cabo la reacción que deberían de llevar teóricamente.

6.2. ÁCIDO SULFÚRICO (H2SO4) Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Papel de filtro Ácido sulfúrico al 0,5% y 0,02% diluidos en 100ml de agua Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Se coloca en el centro de un porta-objetos una gota de agua que contenga una muestra de paramecios. Con las pinzas finas o con una aguja enmangada, tomar una gotita de una disolución de ácido sulfúrico al 0,5% y 0,02% diluidos en 100 ml de agua. La pequeña gotita se deposita en la gota de agua con la muestra de paramecios colocada previamente en el portaobjetos, y después se tapa con el cubre objetos. Los paramecios se sienten atraídos por la disolución débil del ácido acumulándose en la zona de difusión del mismo, la quimiotaxia es positiva.

Los infusorios muestran tactismo positivo para un medio débilmente ácido y negativo a mayores concentraciones. Si un paramecio incide rápida y verticalmente sobre una gota de ácido, el paramecio penetra en el interior de la gota sin poderla ya abandonar, mostrando quimiotaxia negativa cuando intenta volver al agua de la infusión en la que ha vivido.

Resultado En la aplicación de la disolución de 0,02% mantienen el mismo comportamiento que en el anterior experimento, ralentizando su movimiento e incluso girando lentamente sobre sí mismos. En cambio, en la deposición de ácido sulfúrico al 0,5%, los infusorios mueren al instante, debido a la gran concentración de ácido aplicada.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

PRÁCTICA 7. NECESIDAD DEL AIRE Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Papel de filtro Vaselina Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Se preparan dos preparaciones con una gota de agua de infusorios, procurando que en una de ellas queden, al montarla, burbujas de aire.

A la preparación con la burbuja de aire, se la cementan los bordes del cubre-objetos, con una capa de vaselina, para evitar el contacto de la infusión con el aire del exterior. Se observará que los infusorios corretean por las dos preparaciones con absoluta normalidad, pero esperemos a que transcurran unos minutos. Cuando los infusorios empiezan a notar la falta de aire disuelto en el agua de la preparación, se acumularán alrededor de las burbujas de aire. En la preparación que no tiene los bordes del cubre tapados por la vaselina, los infusorios se acumulan en el canto del cubre-objetos.

Resultado Hemos podido observar cómo la mayoría de los infusorios, tras varios minutos de experimentación, se localizan al ras y fuera del porta-objetos en busca de oxígeno.

PRÁCTICA 8. TERMOTACTISMO (aplicación de calor) El paramecio es extremadamente sensible a la temperatura, tanto en lo que se refieren al calor como al frío. Si se colocan en una caja de cultivo que puede calentarse más en un extremo que en el otro, se encontrará probando diferentes temperaturas. Sus reacciones para las temperaturas bajas son más difíciles de ensayar que para las altas. La temperatura máxima a la que pueden estar sometidos los paramecios es 28º.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Se toma una preparación que contenga infusorios, previamente se realiza una exploración general al microscopio, y se calienta uno de los extremos del porta-objetos a la llama de un mechero hasta que alcance la temperatura deseada durante unos segundos. Si se observa nuevamente la preparación al microscopio, veremos que los infusorios se desplazan de la zona caliente, acumulándose en el extremo opuesto de la preparación.

Resultado Nuestro principal propósito era someter a los infusorios a un aumento de temperatura, más concretamente, aplicarles durante unos segundos el calor que proporciona un mechero manual común, pero hubo un percance con los paramecios y se nos evaporó la infusión.

En definitiva, este percance nos ayudó a saber cómo reacciona un paramecio a temperaturas muy extremas, ya que fueron evaporados por el calor de tres radiadores que había en el laboratorio. Por tanto, el resultado final fue bastante negativo, ya que los paramecios murieron por la falta de oxígeno y agua y quedaron enterrados en una capa de alimento en descomposición.

Imagen 17 . Termotactismo

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

PRÁCTICAS QUE HEMOS DESARROLLADO PRÁCTICA 9. APLICACIÓN DE PRODUCTOS COTIDIANOS 9.1. FAIRY Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Fairy diluído en agua Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Aplicamos unas gotas de Fairy (producto de limpieza) en un vaso de precipitados al que le aplicamos agua para diluirlo, ya que la textura de este producto es viscosa. Lo mezclamos con una varilla de cristal y con la ayuda de un cuentagotas, aplicamos una pequeña cantidad de esta disolución en el portaobjetos. Observamos con el microscopio.

Resultado No se produjo ninguna respuesta, es decir, no se alteró el comportamiento de los infusorios.

9.2. VINAGRE Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Vinagre común 45

Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Aplicamos unas gotitas de vinagre común de cocina con la ayuda de una pipeta en un portaobjetos con los infusorios. Observamos al microscopio.

Resultado El vinagre contiene una concentración que va del 3% al 5% de ácido acético en agua. A diferencia de la práctica con ácido acético que hemos realizado previamente, el vinagre no produjo ninguna respuesta por parte de los infusorios. Lo que nos asombró porque los dos productos tienen los mismos componentes químicos, es decir, el vinagre es ácido acético.

9.3. ACEITE DE GIRASOL Material de trabajo Microscopio Portas y cubres Vaso de precipitados Pipeta común Agujas enmangadas (opcional) Productos Aceite de girasol Material de trabajo Paramecium Caudatum de una infusión Experiencias y observaciones microscópicas Aplicamos unas pequeñas dosis de aceite de girasol en el límite del cubreobjetos que, mediante el proceso de capilaridad, entran en el interior de la gota de agua que contiene los infusorios.

Observamos al microscopio.

Resultado No se ha producido ninguna respuesta, el paramecio continúa su rumbo hacia la búsqueda de alimento y no cambia su comportamiento.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

14. DIFICULTADES DE LA EXPERIMENTACIÓN "IN VIVO" Algunas de las experiencias que teníamos principalmente, no hemos podido realizarlas debido a la dificultad técnica y la falta de tiempo en el desarrollo. Ya que inviertes mucho tiempo tratando de obtener un cultivo suficiente de los paramecios en cuestión, y al especializarnos en un único tipo de paramecio, tuvimos que pedirlos a un laboratorio Carolina (Estados Unidos) con lo que llegaron en los últimos meses de la investigación.

Pensamos en aplicarles diferentes estilos de música, desde heavy metal a música clásica y observar como reaccionaban a dicho estímulo o si directamente no producían ninguna respuesta.

También aplicarles electricidad (a diferentes frecuencias) y ondas para comprobar si sobrevivían en dichos ambientes, es decir, si estas condiciones son favorables para la supervivencia del microorganismo o no produce ninguna respuesta ante el estímulo.

Tuvimos complicaciones a la hora de observarlos debido a su gran capacidad de movimiento (bastante rápida), y por ello fue difícil captarlos con la cámara a tiempo. Realizamos muchos intentos en los que obtuvimos imágenes fallidas o vídeos extensos en los que lo realmente importante solo duraba 1 minuto.

En definitiva, ha sido difícil criarlos y mantenerlos vivos y sanos, debido a que tienes que airear la muestra moviendo el cultivo para aplicarles oxígeno; cambiarlos de recipiente cada 10 días máximo para evitar la superpoblación y la falta de alimento; también porque el exceso de productos de excreción producidos por los paramecios hace tóxico el cultivo.

15.OTROS MICROORGANISMOS OBSERVADOS EN LOS INFUSORIOS En nuestro trabajo de investigación de la vida de los paramecios y de su comportamiento ante estímulos, también nos hemos encontrado con diversos protozoos debido a la descomposición del alimento que les proporcionamos. Nos centramos en un tipo de paramecio que es el Paramecium Caudatum, pero encontramos desde otros protozoos ciliados a amebas y/o nematodos.

En nuestro cultivo encontramos un tipo de protozoo similar al paramecio, pero con un tamaño mucho mayor.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

En cuanto al cultivo que hicimos con lechuga, encontramos amebas y observamos su característico proceso de fagocitosis, en el cual la ameba deforma su membrana celular para poder incorporar el alimento en forma de vesícula, y después la digiere ya dentro del microorganismo.

La Ameba es un protozoario heterótrofo que se caracteriza por su particular forma de desplazarse; emitiendo pseudópodos (falsos pies) y así se arrastra. El mismo patrón de movimiento es utilizado por algunas células humanas como los macrófagos que se encargan de atrapar bacterias y otros patógenos invasores a nuestro organismo.

En cuanto a nematodos encontramos el denominado “gusanillo cobra”. Casi todos los nematodos son gusanos de cuerpo muy pequeño afilado y alargado, pero a pesar de su aparente delicadeza son muy resistentes pues, aunque no lo parezca, están vestidos con una coraza flexible, transparente y casi siempre lisa.

Los nematodos de vida libre se encuentran tanto en agua dulce como salada y pueden vivir prácticamente a cualquier profundidad, también son frecuentes en los musgos o entre sustancias en descomposición.

Cuando las condiciones se vuelven desfavorables, fundamentalmente en tiempo de sequía, los nematodos se pueden enquistar y sobrevivir durante largas temporadas hasta que lleguen mejores tiempos.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

La Euglena es otro tipo de protozoo, pero con una forma más ovalada y de color verde debido a la presencia de cloroplastos. Se caracteriza por ser fotosintética y tener capacidad de desplazamiento utilizando un flagelo en su parte de delante. Durante un tiempo se la consideró mitad animal y mitad planta, por suerte esos dilemas se acabaron al asumir el Reino Protoctista que alberga este y muchos otros organismos con características compartidas entre plantas y animales.

La vorticela se caracteriza por tener un cuerpo bastante organizado a pesar de tener una única célula en forma de copa, en cuyo borde contiene cilios, que en vez de usarlos para desplazarse como el Paramecium, genera remolinos de agua y filtra partículas alimenticias y bacterias para alimentarse. No se desplaza, pero se mueve. Vive sujeta con su base a una estructura sólida y alargada.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Los heliozoos es un grupo polifilético de ameboides de forma esférica con numerosas proyecciones soportadas por microtúbulos llamadas axopodios 3 que irradian hacia fuera desde la superficie de la célula. Se les encuentra en ambientes marinos y aguas dulces.

Y, por último, encontramos pequeñas algas y Stentor igneus, un microorganismo con forma de trompeta.

Los Stentor son un género de organismos unicelulares filtradores, heterótrofos protistas ciliados, representativo de la clase Heterotrichea. Normalmente tienen forma de cuerno y llegan a medir 2 milímetros, encontrándose entre los mayores organismos unicelulares.

16. DATO CURIOSO DE PARAMECIUM. ENQUISTAMIENTO Un quiste es un estado de reposo o inactividad de un microorganismo, usualmente bacterias o protistas o raramente un animal invertebrado, que ayuda al organismo a sobrevivir a condiciones ambientales desfavorables. Puede considerarse como un estado de animación suspendida en el cual los procesos metabólicos de la célula son ralentizados y cesan actividades como la alimentación y locomoción.

El enquistamiento también ayuda al microbio a dispersarse con facilidad, desde un huésped a otro o hacía un ambiente más favorable. Cuando el organismo enquistado alcanza un ambiente favorable para su crecimiento y supervivencia, la barrera quística se rompe, y el organismo se desenquista y madura en un trofozoito.

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Axopodios: (seudópodos) prolongación del citoplasma de algunos organismos unicelulares.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos Condiciones ambientales desfavorables como la carencia de oxígeno o nutrientes, temperaturas extremas, falta de humedad o presencia de químicos tóxicos, los que no son propicios para el desarrollo del organismo desencadenan la formación del quiste.

17.CONCLUSIÓN DEL TRABAJO Al finalizar la investigación sobre Paramecium Caudatum hemos llegado a las siguientes conclusiones:  En primer lugar, hemos observado que los organismos unicelulares como P.Caudatum, a pesar de su organización sencilla, responden a estímulos como el resto de seres vivos, cumpliendo la función de nutrición, excreción, respiración… Sus respuestas, en ocasiones, no son tan sencillas como cabría esperar dada su organización unicelular. Así mismo, sus respuestas pueden ser opuestas frente a un mismo estímulo, cuando este varía de intensidad o la concentración de sustancias en el medio, demostrando la complejidad que antes apuntábamos.  En segundo lugar, hemos observado que nuestro cultivo de P.Caudatum es un ecosistema complejo pero de pequeño tamaño , en el que son un eslabón más en la red trófica. Hemos podido observar cómo funcionan las relaciones tróficas entre unos componentes y otros del ecosistema.  En tercer lugar, hemos conocido y aprendido la dificultad del mantenimiento en condiciones óptimas de un cultivo “in vivo”, entendiendo y comprobando las interacciones que los seres vivos tienen con su entorno, tanto en parámetros físico químico como en factores bióticos (concentración de oxígeno, presencia de productos de desecho, número de individuos de una población, falta de alimento, espacio…).  En último lugar, hemos adquirido también conocimientos sobre otros microorganismos que fueron apareciendo en nuestros cultivos. También, hemos podido apreciar cómo afectan factores simples como sería la temperatura o la luz a la vida del ecosistema formado en nuestros infusorios.

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Trabajo de investigación. Reacción ante estímulos

18. MENSAJE FINAL PARA FUTUROS INVESTIGADORES Para concluir nuestro trabajo de investigación, queríamos motivar a futuros investigadores a seguir con el camino que hemos trazado y probar todos aquellos experimentos que no hemos podido realizar. Que innoven y que sean creativos, a la vez que descubren como viven estos microorganismos y se nutran de todos los conocimientos posibles. Sobre todo, que disfruten de la experiencia.

Muchísima gente no sabe de su existencia y son más importantes de lo que se creen. Como hemos dicho anteriormente, el trabajo "in vivo" conlleva muchas dificultades, pero con una buena organización y tratando de cuidarlos lo máximo posible (cambiarlos de recipiente, alimentarlos, moverlos para que no se queden sin oxígeno...), no será tan complicado y disfrutareis de la experiencia.

También es un buen concepto a investigar el hábitat en el que se encuentran, porque, aunque el cultivo sea especifico de paramecios, con el tiempo y la descomposición del alimento, aparecen diversos microorganismos. Pueden aparecer desde algas a otros protozoos, y su identificación y clasificación también forma parte del campo de investigación.

Bibliografía http://es.slideshare.net/almugom/paramecios https://curiosoando.com/que-es-un-paramecio https://www.youtube.com/watch?v=_dZXIayMPOQ http://eca-ensenanzamedia-biologia.blogspot.com.es/2011/04/paramesio.html http://paramecium2.blogspot.com.es/2013/05/paramecium-life-cycle.html https://es.scribd.com/doc/174579280/Informe-SobreParamecio#scribdhttps://es.scribd.com/doc/174579280/Informe-SobreParamecio#scribdhttps://es.scribd.com/doc/174579280/Informe-Sobre-Paramecio#scribd https://es.scribd.com/doc/56825086/Paramecium#scribd http://es.wikihow.com/criar-paramecios http://es.slideshare.net/omarenriquealvarezarellano/expo-paramecium?related=1 https://www.ecured.cu/Paramecio https://books.google.es/books?id=WHmjAwAAQBAJ&pg=PA176&dq=paramecios&hl=es&sa=X& ved=0ahUKEwizpfTjkaLSAhWFvhQKHX7oBbMQ6AEILDAD#v=onepage&q=paramecios&f=false https://books.google.es/books?id=F6se5wZ6uAC&pg=PA35&dq=paramecios&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwizpfTjkaLSAhWFvhQKHX7oBbMQ 6AEIMzAE#v=onepage&q=paramecios&f=false

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Manual de prácticas de microscopía -Biología 1- Editorial Enosa Biología - Helena Curtis Libro de biología 1º Bachillerato ANAYA Libro de biología - Neil A. Campbell, Jane B. Reece

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