autor: Agnieszka Wyremblewska PROTISTY Protisty są to proste organizmy eukariotyczne wyodrębnione z królestw zwierząt, roślin i grzybów. Jest to grupa parafiletyczna, protisty pochodzą od jednego wspólnego przodka, ale nie ma żadnej zaawansowanej ewolucyjnie cechy, która byłaby charakterystyczna tylko dla nich. Protisty żyją w środowisku wodnym. Można wśród nich wyróżnid mikroskopijne organizmy jednokomórkowe, organizmy tworzące kolonie, komórczaki oraz organizmy wielokomórkowe.w większości nie wykazują organizacji tkankowej. Żyją wolno lub w symbiozie o charakterze komensalizmu, mutualizmu lub jako pasożyty. Można wyróżnid wśród nich zarówno autotrofy jak i heterotrofy, a nawet miksotrofy. Teoria endosymbiozy Protisty to najprostsze eukarionty. Powstały stopniowo, w toku ewolucji, z przekształceo komórek prokariotycznych. Początkowo w obrębie cytoplazmy tworzyły się systemy błon komórkowych i zostało wyodrębnione jądro komórkowe, poprzez odgrodzenie materiału genetycznego od reszty cytoplazmy przez siateczkę śródplazmatyczną. Organelle takie jak mitochondrium i plastydy powstały poprzez wchłoniecie na drodze fagocytozy małych komórek prokariotycznych przez większe heterotroficzne. Mitochondria pochodzą najprawdopodobniej od eubakterii tlenowych. Natomiast plastydy są najbliżej spokrewnione z sinicami. W ich przypadku można wyróżnid endosymbiozę I i II rzędu. Wniknięcie pierwotnej cyjanobakterii doprowadziło do powstania plastydów otoczonych podwójną błoną, występujących obecnie u zielenic, krasnorostów i roślin. Te plastydy z kolei, dostały się do kolejnych komórek eukariotycznych (endosymbioza wtórna) i powstały plastydy z trzema (euglenoidy, bruzdnice) lub czterema (okrzemki, chryzofity, brunatnice) błonami. Szczątkowe chloroplasty pochodzące z endosymbiozy wtórnej można spotkad u organizmów nieprzeprowadzających fotosyntezy np. u zarodźca malarii. Ruch protistów Ruch pseudopoidalny (ameboidalny) pełzanie komórek za pomocą nibynóżek; ruchy cytoplazmy powodują przesunięcie się błony komórkowej, Ruch undulipodialny przemieszczanie się za pomocą wici lub rzęsek, Pełzanie po podłożu (okrzemki, które ze względu na krzemionkowy pancerzyk nie mogą wykonywad ruchów ameboidalnych) duże znaczenia białka aktyny i śluzu, Błonka falująca powstała pomiędzy błoną komórkową a wicią biegnącą wzdłuż komórki, wykonuje ruchy faliste jak płetwa; charakterystyczna dla świdrowców i rzęsistków. Nieliczne protisty są nieruchliwe.
Odżywianie się protistów Autotrofy przeprowadzają fotosyntezę za pomocą chloroplastów ( okrągłych, gwieździstych i taśmowatych), które zawierają barwniki fotosyntetyczne: o chlorofil a, b, c lub d, o fikobiliny (niebieskie, jak u sinic), o karotenowce: karoteny: karoten (pomaraoczowy), likopen (czerwony), ksantofile (żółte): fukoksantyna, luteina, flawoksantyna. Heterotrofy pobierają pokarm z zewnątrz na różne sposoby: o wchłanianie dyfuzja, dyfuzja wspomagana, transport aktywny, o endocytozy: pinocytoza (pobieranie np. drobin białek lub wielkocząsteczkowych substancji rozpuszczalnych w wodzie), fagocytoza (pobieranie całych bakterii lub innych mikroorganizmów). Miksotrofy różne sposoby odżywiania w zależności od sytuacji np. jeśli jest światło przeprowadzają fotosyntezę, a jeśli brak światła stają się cudzożywne. Wydalanie i osmoregulacja protistów Zjawisko osmozy polega na przemieszczaniu się wody przez błonę komórkową z roztworu hipotonicznego (niższe stężenie) do hipertonicznego (wyższe stężenie). U protistów morskich (oraz również pasożytniczych), ze względu na ich izotonicznośd ze środowiskiem nie zachodzi osmoregulacja. Natomiast u protistów słodkowodnych, ze względu na ich hipertonicznośd ze środowiskiem konieczne jest ciągłe usuwanie napływającej do wnętrza organizmu wody. Służą do tego wodniczki tętniące, które napełniają się wodą zebraną z cytoplazmy, przez co pęcznieją i wypychają wodę na zewnątrz komórki kurcząc się. Za pomocą wodniczek tętniących usuwane poza wodą są też zbędne produkty przemiany materii, a u protistów bez wodniczek odbywa się to bezpośrednio przez błony komórki. Oddychanie protistów U protistów najczęściej zachodzi oddychanie tlenowe całą powierzchnią komórki. Jedynie protisty pasożytnicze przeprowadzają oddychanie beztlenowe (fermentację).
Zmysły i układ nerwowy protistów Protisty nie mają wyspecjalizowanego układu nerwowego ani zmysłów, jednak odbierają bodźce zewnętrzne ze środowiska np. żeby znaleźd pożywienie lub móc się swobodnie poruszad. Najczęściej dochodzi przy tym do depolaryzacji błony komórkowej, co wywołuję określoną reakcję organizmu. Ponadto niektóre protisty np. eugleny posiadają narząd światłoczuły pozwalający na odbieranie bodźców świetlnych, składający się z fotoreceptora i plamki ocznej. Niektóre protisty reagują także na zmiany prądu wody (reotaksja). Rozmnażanie się protistów Sposoby rozmnażania się protistów są bardzo zróżnicowane. Występuje zarówno rozmnażanie bezpłciowe jak i płciowe. Z reguły jednak większośd protistów nie wykształca wielokomórkowych narządów rozrodczych ani zarodków. Rozmnażanie bezpłciowe: o podział komórki (mitoza) protisty jednokomórkowe, o fragmentacja (rozerwanie organizmu i wzrost fragmentów na drodze mitozy) protisty wielokomórkowe, o zarodniki pływkowe (zoospory, pływki) protisty wielokomórkowe, od ich organizmu odpływają uwicione komórki dając początek nowemu organizmowi. Rozmnażanie płciowe występuje przemiana faz jądrowych i przemiana pokoleo. Komórki haploidalne tworzą gametofit, z którego powstaje gameta. Dochodzi do gamii (syngamii), czyli połączenia się dwóch gamet, w wyniku czego powstaje zygota. Z zygoty rozwija się poprzez liczne mitozy diploidalny sporofit, który na drodze mejozy produkuje cztery spory (sporulacja), a z nich rozwijają się również poprzez liczne mitozy kolejne haploidalne gametofity i proces się zamyka. U protistów jednokomórkowych można wyróżnid dwa rodzaje cyklów rozwojowych: z mejozą postgamiczną ( dominuje haploid, zygota jest tylko formą przejściową) i z mejozą pregamiczną ( diploid jest długotrwałą formą, gamety żyją krótko jest to bardziej zaawansowany typ rozwoju). Przemiana pokoleo może mied charakter izomorficzny (gametofit i sporofit podobne do siebie, występuje np. u watki) lub heteromorficzny (dominuje gametofit np. u katlerii lub sporofit np. u listownicy). Zróżnicowanie gamet: o izogamia męska i żeoska gameta taka sama, o o anizogamia gamety zróżnicowane wielkością i zawartością, oogamia wyraźna różnica w gametach: komórka jajowa i plemnik. Koniugacja proces płciowy, w wyniku którego nie powstają nowe organizmy ale dochodzi do wymiany materiału genetycznego między dwoma osobnikami. Zachodzi u orzęsków, u których występuje aparat jądrowy, czyli dwa jądra komórkowe: mikronukleus diploidalny magazyn materiału genetycznego i makronukleus ze zwielokrotnioną ilością materiału genetycznego, który steruje pracą komórki. Proces koniugacji przebiega następująco:
a) dwa orzęski łączą się mostkiem plazmatycznym, b) zanika makronukleus, a mikronukleus przechodzi mejozę, c) zanikają trzy z czterech powstałych jąder haploidalnych w każdym orzęsku, d) pozostałe haploidalne jądra przechodzą mitozę, powstają pronukleusy, e) pronukleusy przechodzą po jednym do sąsiedniego orzęska, f) dwa pronukleusy stary i nowy łączą się i powstaje jądro diploidalne, g) rozdzielenie orzęsków, mitoza powstałego jądra i różnicowanie się powstałych jąder na mikro- i makronukleusa. Przegląd protistów I. Protisty zwierzęce cudzożywne organizmy nieposiadające chloroplastów, ściany komórkowej, ani niebędące zbudowane ze strzępek typ: Parabasalia - wiciowce mogące tworzyd błonkę falującą, - nie posiadają mitochondriów, - przedstawiciel: rzęsistek pasożyt w jelitach zwierząt lub współbiesiadnik, u ludzi rzęsistek pochwowy powodujący stany zapalne dróg rodnych, przenoszony drogą płciową. typ: Kinetoplastida (świdrowce) - charakterystyczna organella kinetoplast, podobna do mitochondrium, z własną informacją genetyczną, - są to wiciowce wolnożyjące i pasożytnicze, - przedstawiciel: świdrowiec gambijski powodujący śpiączkę afrykaoską, przenoszony przez muchy tse-tse, pasożytują w osoczu krwi - inne choroby wywoływane przez świdrowce: nagana (choroba bydła), choroba Chagasa ( choroba przenoszona przez pluskwiaki, występująca w Ameryce Południowej, pasożyty atakują węzły chłonne i mózg).
typ: Choanoflagellata (wiciowce kołnierzykowe) - osiadłe lub wolnożyjące, czasem w koloniach, - żyją w wodach słodkich i słonych, - charakterystyczny kołnierzyk z mikrokosmków otaczających długą wid tworzący aparat filtrujący pozwalający na zdobywanie pokarmu np. bakterii, - rozmnażanie wyłącznie przez podział podłużny, - elementy charakterystyczne dla zwierząt pozwalające podejrzewad pokrewieostwo z nimi: dodatkowe ciałko podstawowe jak w plemnikach i płaskie grzebienie mitochondrialne. typ: Apicomplexa (apikompleksy, sporowce) -wyspecjalizowane pasożyty, w większości jednokomórkowe, żyjące wewnątrz komórek kręgowców i bezkręgowców, - cykl rozwojowy często ze zmianą żywiciela, - charakterystyczny podział komórki schizogonia: najpierw podziałowi ulega kilkakrotnie jądro pasożyta, potem dochodzi do podziału cytoplazmy i powstaje jednocześnie kilka komórek potomnych, - przedstawiciel: zarodziec malarii występuje w okolicach równikowych, przenoszony jest przez komara widliszka, wywołuje groźną chorobę malarię (zimnicę), która stanowi poważny problem społeczny w ubogich krajach, zwłaszcza Afryki, w Polsce pojawia się sporadycznie wywołując malarię trzeciaczkę, jednak zarodziec potrzebuje do rozwoju cieplejszego klimatu niż polskiego, dlatego choroba się rzadko rozwija; zarodziec malarii żyje w krwinkach człowieka, który jest jego żywicielem pośrednim, zarodziec malarii ma skomplikowany cykl życiowy: a) komarzyca (żywiciel ostateczny) wkłuwając sięw skórę człowieka wprowadza do krwi inwazyjne postaci zarodźca (sporozoity), b) sporozoity docierają do węzłów chłonnych i wątroby, gdzie się rozwijają (przemieniają się w schizonty) i namnażają (schizogonia) na merozoity, c) merozoity atakują czerwone krwinki, w nich znów przekształcają się w schizonty produkujące kolejne pokolenia merozoitów (proces się powtarza w kółko), merozoity wydostając się z erytrocytów rozrywają je i następuje silne zatrucie organizmu szczątkami czerwonych krwinek atak malarii (gorączka i dreszcze), d) częśd merozoitów namnaża się bezpłciowo i powstają komórki macierzyste gamet, które z krwiąwsysa kolejny komar, e) w organizmie komara powstają gamety, z których tworzy się ruchliwa gameta ookineta, f) ookineta przechodzi mejozę i mitozy, w wyniku których powstają sporozoity, g) sporozoity przedostają się do gruczołów ślinowych komara i mogą zostad wprowadzone do organizmu człowieka przy następnym ukłuciu.
typ : Sarcodina (sarkodowe, zarodziowe) - sztuczna grupa organizmów o nieustalonych powiazaniach, - głównie jednokomórkowe i jednojądrowe, ale inne formy też występują, - poruszają się za pomocą nibynóżek, - odżywiają się przez wchłanianie, pinocytozę i fagocytozę, - nie mają wyraźnego wewnętrznego cytoszkieletu, - niektóre wytwarzają pancerzyki, - można wyróżnid wśród nich cztery rodzaje: 1) Ameby jednokomórkowce żyjące w wodach lub glebie czy ściółce, nie mają wyraźnego kształtu, poruszają się ruchem pełzakowatym za pomocą nibynóżek; bywają pasożytami np. pełzak okrężnicy lub pełzak czerwonki wywołujący groźną chorobę u ludzi czerwonkę amebową. 2) Otwornice wolnożyjące w morzach jednokomórkowce, mają wapienne skorupki o złożonych kształtach z otworkami przez które wychodzą nibynóżki, czasami maja w cytoplazmie symbiotyczne bruzdnice, są składnikiem planktonu, a ich puste pancerzyki tworzą pokłady mułu na dnie morskim. 3) Promienice, radiolarie wchodzą w skład planktonu, wytwarzają szkieletyi pancerzyki z krzemionki, które tworzą pokłady mułu na dnie morskim, również czasami żyją w symbiozie z bruzdnicami, mają cienkie i długie nibynóżki, za pomocą których łowią pokarm.
typ: Ciliata (orzęski) - jednokomórkowce, całkiem duże, - drapieżniki lub filtratory, - żyją w wodach słodkich i słonych, - ich ciało pokrywają rzęski, służące do pobierania pokarmu bakterii i okrzemek, lub do poruszania się, - mają złożoną budowę wewnętrzną, wyraźny przód i tył, czasem górę i dół, - ich błona komórkowa pellikula jest wzmocniona systemem komór i pęcherzyków (alweoli) pomiędzy rzęskami i przez to wodniczki nie mogą się swobodnie tworzyd i otwierad; orzęski mają zatem obszary pozbawione rzęsek, którymi pobierają pokarm (cytostom) i wydalają resztki (cytopyge), - rozmnażanie przez podział poprzeczny komórki, zachodzi proces koniugacji, - przedstawiciele: pantofelek, trąbik, wirczyk. II. Protisty roślinopodobne organizmy samożywne, przeprowadzające fotosyntezę, które uzyskały na drodze endosymbiozy pierwotnej i wtórnej chloroplasty; głównie formy jednokomórkowe wiciowce, pełzaki i nieruchome komórki, czasem kolonie, także formy nitkowate wśród osiadłych, rzadko komórczaki, najwyżej uorganizowane glony mają ciało w postaci plechy, a u niektórych brunatnic można wyróżnid tkanki. typ: Rhodophyta (krasnorosty) - często zaliczane do królestwa roślin jako rośliny pierwotnie wodne, - głównie organizmy słonowodne, od jednokomórkowców do wielokomórkowców o złożonej plesze, - samożywne, zawierają barwnik chlorofil a i d, oraz fikoerytrynę i fikocyjaninę, przez co mają czerwoną barwę, a ich materiałem zapasowym jest skrobia krasnorostowa, - występuje złożony cykl rozwojowy z dwiema postaciami sporofitu, - nie mają w ogóle wici ani centrioli, - przedstawiciele: rurecznik i widlik, - są to ważni producenci w ekosystemach wodnych, tworzą rafy koralowe, - wykorzystywane w przemyśle do produkcji agaru. typ: Chlorophyta (zielenice) - również często zaliczanie do królestwa roślin jako rośliny pierwotnie wodne, od nich prawdopodobnie wywodzą się rośliny lądowe,
- występują w wodach słodkich i słonych, na powierzchni gleby i na korze drzew, często żyją w symbiozie z innymi organizmami, - są bardzo zróżnicowaną grupą, występują formy jednokomórkowe, kolonijne, złożone i osiadłe, także komórczaki, - mają dwie wici, - są to głównie fotoautotrofy, mają barwniki chlorofil a i b, oraz trochę karotenów, a ich materiałem zapasowym jest skrobia, - ściana komórkowa jest zbudowana z celulozy i pektyn, - rozmnażają się płciowo z przemianą pokoleo i przemianą faz jądrowych, występują wszystkie rodzaje gamii oraz bezpłciowo przez mitotyczne wytworzenie zarodników lub fragmentację, - przedstawiciele: taśma, zawłotnia, parasolik, watka, toczek. typ: Euglenophyta (eugleniny, klejnotki) - słodkowodne jednokomórkowce, - żyją swobodnie poruszając się za pomocą wici, - nie mają ściany komórkowej, - nigdy nie rozmnażają się płciowo, - są samożywne lub cudzożywne, występują miksotrofy, - posiadają plamkę oczną, - przedstawiciel: euglena, klejnotka. typ: Pyrrophyta, Dinoflagellata (tobołki) - występują w wodach słodkich i słonych, - są samożywne lub cudzożywne, - posiadają pellikule z alweolami, wewnątrz których tworzą się celulozowe płytki, tworzą często pancerze, - ich chloroplasty pochodzą od krasnorostów, zawierają chlorofil a i c, - najliczniejszą grupę stanowię bruzdnice jednokomórkowe wiciowce, z dwiema charakterystycznymi, prostopadłymi względem siebie bruzdami, gdzie umieszczone są dwie wici, - czasami pojawiają się w postaci zakwitów wody i wytwarzają toksyny szkodliwe dla ludzi. typ:chrysophyta (chryzofity, złotowiciowce) - ruchliwe jednokomórkowe wiciowce, - zawierają dużo barwników ksantofilowych, głownie fukoksantynę, - mają dwie różnej długości wici, - można wśród nich wyróżnid: 1) Złotowiciowce występują głównie w wodach słodkich, czasem tworzą zakwity, najczęściej jednokomórkowe, czasem pełzaki, wiele wiciowców, form kolonijnych. 2) Okrzemki tworzą osady na ścianach akwariów, są wyłącznie jednokomórkowe, majądwuczęściową ścianę komórkowa wysyconą krzemionką, części skorupki zachodzą na siebie jak wieczko i denko, skorupki tworzą osady denne. 3) Brunatnice są to największe samożywne protisty, mogą osiągad kilkadziesiąt metrów długości i tworzyd podwodne lasy, występują przeważnie w wodach słonych, mają rozbudowane wielokomórkowe plechy zróżnicowane na części przypominające organy roślin, mają złożone cykle życiowe, w przemianie pokoleo
dominuje najczęściej sporofit; przedstawiciele to wielkomorszcze, listownice i bałtyckie morszczyny. III. Protisty grypopodobne organizmy żywiące się martwą materią, złożone z nitkowatych strzępek i wytwarzające owocowania typ: Oomycota (lęgownice) - żyją w wodzie, - ich ciało zbudowane jest z komórczakowych strzępek, - rozmnażają się bezpłciowo przez uwicione pływki, - są spokrewnione z chryzofitami, - przedstawiciele: roztoczkowce, fitoftora (pasożyt ziemniaków i innych warzyw uprawnych). typ: Myxomycota (śluzowce) - wytwarzają owocowania, dlatego były kiedyś zaliczane do grzybów, - przystosowane do życia na lądzie w glebie, gnijących pniach, - w cyklu rozwojowym mają postad pełzaka i wielojądrowej, galaretowatej masy, która pełznie po podłożu, często jest żółta lub pomaraoczowa i nazywa się śluźnią. Bibliografia: Podręcznik Biologia 1 wyd. Operon, Gdynia 2006, Podręcznik Biologia cz.1 t.1 wyd. Akademia WSiP, Warszawa 2002, Biologia Solomon, Berg, Martin VII. edycja, wyd. Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2007, Internet