KRÓLESTWO PROTISTA:
Cechy charakterystyczne i przegląd systematyczny protista zwierzęcopodobnych-pierwotniaków (typy: korzenionóżki, otwornice, promienionóżki, wiciowce, orzęski, sporowce).
Protisty (Protista), królestwo organizmów eukariotycznych, jedno z pięciu królestw eukariontów według Cavaliera-Smitha, obejmujące te organizmy, które nie weszły w skład: chromistów, grzybów, roślin i zwierząt. Posiadają zarówno cechy zwierząt jak i roślin. Pozycja królestwa Protista w drzewie rodowym eukariontów jest trudna do ustalenia, prawdopodobnie z nich wywodzą się współczesne glony, grzyby, rośliny i zwierzęta. Podział systematyczny tej grupy jest podziałem sztucznym (nie odzwierciedlającym filogenezy). Podejmuje się próby stworzenia naturalnego podziału, ostateczna klasyfikacja nie jest ustalona.
PROTISTA ZWIERZĘCOPODOBNE:
Dawniej należące do zwierząt (typ Pierwotniaki - Protozoa). Z reguły są cudzożywne (pochłaniają pokarm drogą fagocytozy) - nie mają strzępek (jak protisty grzybopodobne), chloroplastów (jak większość glonów) ani ściany komórkowej (cecha komórek typowo zwierzęcych). Są organizmami jednokomórkowymi zamieszkującymi środowiska wodne lub wilgotne, często pasożytujące i wywołujące wiele chorób roślinnych i zwierzęcych.
Typ KORZENIONÓŻKI - Rhizopoda
Korzenionóżki (Rhizopoda) - to typ w królestwie pierwotniaków zawierający setki gatunków ameb i amebopodobnych organizmów o zmiennym kształcie ciała, poruszające się przy pomocy nibynóżek, które służą również do zdobywania pokarmu. Zamieszkują środowiska wodne lub wilgotne, liczne gatunki są pasożytami zwierząt i roślin. Wiekszość tych organizmów żyje w słonych wodach, ale istnieją także słodkowodne, które żyją w mułach stawów, na wilgotnych skrawkach mechu, a nawet w wilgotnej glebie. Rozmnażają się poprzez podział komórki.
Korzenionóżki odznaczają się tym, że ich ciało, dzięki bardzo cienkiej pelikuli, nie ma stałego kształtu i porusza się na zasadzie przesuwania półpłynnej masy cytoplazmy, która wyciąga się w wypustki. Służą one nie tylko do poruszania się, ale i do odżywiania.
Rodzaj Pelomyxa ma ciało o długości do 2 mm. Występuje najczęściej wśród roślin i w osadach dennych. Rodzaj Centropyxis ma skorupkę o długości do 0,40 mm. Skorupka jest w kształcie dysku, kulista lub wydłużona, z kolcami lub bez, pokryta mineralnymi płytkami. Często występuje wśród mchu torfowca Sphagnum w ple sucharów.
Typ PROMIENIONÓŻKI - Actinopoda
Promienionóżki (Actinopoda) to typ pierwotniaków wodnych, obejmujący trzy gromady: kolconóżki (Acantharia), słonecznice (Heliozoa) i promienice (Radiolaria). U wszystkich promienionóżek występują aksonemy (szkielet wewnętrzny zbudowany z krzemionki, węglanu wapnia lub siarczanu strontu), promienice mają ponadto chitynowe torebki okołojądrowe. Od centralnej części komórki odchodzą promieniście cienkie nibynóżki, które często są wzmacniane krzemionkowymi igiełkami. Promienionóżki występują w wodach słodkich i słonych jako organizmy wolno żyjące.
Mają ciało mniej lub bardziej kuliste, w komórce jest oś utworzona z gęstszej i bardziej sztywnej protoplazmy niż osłonka protoplazmy, wskutek czego wypustki sterczą wyprostowane jak kolce. Zawsze są pojedyncze.
Rodzaj Actinosphaerium ma kuliste ciało z wieloma igłowatymi wypustkami, o średnicy do 0,30 µm. Występuje wśród roślin lub w osadach dennych.
Typ OTWORNICE - Foraminifera
Posiadają pancerzyki zbudowane z węglanu wapnia (CaCO3), lub ze zlepionych ziarenek piasku (otwornice aglutynujące). Pod względem trybu życia wyróżnia się otwornice planktoniczne oraz bentoniczne. Najstarsze otwornice pochodzą z kambru (era paleozoiczna). W pancerzykach znajdują się małe otworki (apertura), przez które otwornice mogą wypuszczać nibynóżki - retikulopodia. Otwornice mają duże znaczenie w oznaczaniu wieku skał, oraz warunków ich powstawania, zwłaszcza w przypadkach, kiedy jest dostępna mała ilość materiału skalnego (np. w rdzeniach wiertniczych).
Opisano około 4 000 żyjących gatunków organizmów zaliczanych do gromady Foraminifera . Występują we wszystkich środowiskach morskich od biegunów po równik.
Morfologia
organizmy jednokomórkowe
skorupka jedno- lub wielokomorowa
komory łączą się ze sobą poprzez wewnętrzne otwory - foramen
skorupka posiada co najmniej jedną aperturę (ujście)
do miękkiej części ciała zaliczamy reticulopodia (wyrostki cytoplazmatyczne = nibynóżki )odpowiadające za:
gromadzenie pożywienia
udział w budowaniu skorupki
Biologia
są heterotrofami odżywiającymi się na drodze fagocytozy,
w zależności od gatunku mogą być:
drapieżnikami (Sarcodina, Radiolaria )
wszystkożercami (części roślin i zwierząt; szczątki Copepoda, Mollusca, Nematoda, Echinodermata)
do chwytania ofiar używają retikulopodiów
otwornice planktonowe oraz bentosowe zasiedlające płytkie wody
mogą zawierać w swej plazmie endosymbiotyczne komórki okrzemek, bruzdnic i zielenic, które migrują na zewnątrz do retikulopodiów w celu zwiększenia ekspozycji na światło
Typy skorupek
organiczne - kompleks protein i mukopolisacharydów wydzielany przez komórkę
wapienne
porcelanowe
szkliste
mikrogranulowane (perforowane)
Cykl życiowy
Spośród opisanych gatunków , cykl życiowy poznany został u zaledwie około 20 gatunków. Występuje tu wielka różnorodność pod względem sposobu reprodukcji, jakkolwiek regularne następowanie po sobie pokoleń rozmnażających się w sposób płciowy i bezpłciowy jest cechą charakterystyczną otwornic.
Badania
Skorupki otwornic planktonowych jako skamieniałe pozostałości wykorzystywane są przez geologów jako paleoekologiczne i biostratygraficzne indykatory, a pozostałości skorupek otwornic bentosowych często wykorzystywane były w poszukiwaniu złóż ropy naftowej. Skorupki wykorzystywane są również jako piasek do usypywania dróg komunikacyjnych - wyspa Bali. Większość światowych zasobów kredy, wapieni i marmurów składa się między innymi z ich skorupek. Również większość kamieni użytych do budowy piramid egipskich pochodzi od skamieniałości otwornicowych. Zanim zostaną pogrzebane w dnie , skorupki otwornic mogą służyć również jako domki lub miejsce składania jaj dla wielu drobnych organizmów tkankowych, takich jak: wieloszczety, nicienie, widłonogi, równonogi (Isopoda) i inne.
Typ WICIOWCE - Flagellata
WICIOWCE, Flagellata (Mastigophora), grupa eukariotycznych organizmów jednokomórkowych lub kolonijnych, gł. wodnych, których komórki w fazie dojrzałości mają jedną albo więcej wici, często też plamkę oczną i wodniczki tętniące; rozróżnia się wiciowce roślinne i wiciowce zwierzęce. Wiciowce roślinne, Monadophyta (Phytomastigina), mają chromatofory o różnym składzie barwników (niektóre gat. są bezbarwne), różnorodne materiały zapasowe (skrobię albo inne węglowodany, tłuszcze) oraz różną budowę ścian komórkowych (od peryplazmatycznej błony po celulozowy pancerz), co wskazuje na ich różną filogenezę; formy wiciowcowe występują więc w różnych klasach, gł. złotowiciowców, chloromonad, kryptofitów, → bruzdnic, euglenin (np. klejnotka), → zielenic (np. → toczek); masowe występowanie wiciowców roślinnych w wodach powoduje niekiedy → zakwity. Wiciowce zwierzęce, Zoomastigophorea, przez zoologów traktowane jako gromada → pierwotniaków łączonych wraz z wiciowcami roślinnymi w podtyp wiciowców; komórki wiciowców zwierzęcych osłania b. cienka błona cytoplazmatyczna, pod którą może znajdować się system wzmacniających → mikrotubul, komórki te są pozbawione plastydów; organellum ruchu jest 1, 2 lub wiele wici; u niektórych występuje element szkieletowy — aksostyl; mniejsza część wiciowców zwierzęcych prowadzi wolny tryb życia, wiele form symbiotycznych i pasożytniczych (np. lamblia, rzęsistek).
GROMAGA: Wiciowce zwierzęce Zoomastigophora
- odżywiają się jak heterotrofy
- nie posiadają plastydów
- nie występuje w ich budowie stigma
- posiadają bardzo dobrze rozwinięte organella ruchu
- nie posiadają zorganizowanego cytosomu, pokarm pobierany na drodze pinocytozy lub fagocytozy przez pellikulę
- rozmnażanie poprzez pDo Phytomastigophora zaliczamy: Toczka (volvox glostaro) , podział podłużny, niektóre gatunki rozmnażają się płciowo.
Ogoniastek jelitowy, wielkouściec jelitowy (Lambia intestinalis, Giardia lamblia) to pierwotniak z grupy wiciowców, wywołujący jedną z najczęściej występujących chorób pasożytniczych u dzieci - lambliozę. Może ona również dotykać dorosłych. Przyczepiona specjalną przyssawką pasożytuje w ciele człowieka na komórkach nabłonkowych jelita lub pęcherzyka żółciowego.
Rzęsistki (Trichomonas) - protisty zwierzęce występujące w środowisku jako pasożyty lub nieszkodliwi współbiesiadnicy. Należą tutaj:
Rzęsistek pochwowy Trichomonas vaginalis - pasożyt człowieka przenoszony drogą płciową i powodujący, zwłaszcza u kobiet, stany zapalne dróg rodnych (rzęsistkowicę).
Rzęsistek bydlęcy Trichomonas foetus - powoduje u bydła trichomonadozę czyli rzęsistkowicę.
Rzęsistek świński Trichomonas suis - powoduje u świń trichomonadozę czyli rzęsistkowicę.
Trichomonas gallinae - powoduje tichomonadozę górnych odcinków przewodu pokarmowego gołębi i kurowatych
Trichomonas gallinarum - powoduje trichomonadozę jelit ślepych kurowatych.
typ ORZĘSKI - Ciliata
Orzęski (Ciliata) - typ organizmów z królestwa Protista, tradycyjnie zaliczany do protistów zwierzęcych. Jest to typ pierwotniaków o najwyższym szczeblu organizacji morfologicznej, zwłaszcza pod względem organelli ruchowych i pokarmowych. Organellami ruchu są rzęski, które u form prymitywnych pokrywają równomiernie ciało, a u form wyspecjalizowanych ulegają częściowej redukcji lub modyfikacjom. W większości orzęski mają stały otwór gębowy, tzw. cytostom. Leży on często w zagłębieniu. U najwyżej rozwiniętych orzęsków zagłębienie to otoczone jest wieńcem membranelli (rzęsków) i nazywa się perystomem. Orzęski żywią się glonami lub są drapieżne i atakują nawet na małe tkankowce. W czystych wodach przeważają gatunki zjadające glony, w wodach zanieczyszczonych przeważają formy żywiące się bakteriami.
Budowa zewnętrzna
Nazwa grupy pochodzi od obecności bardzo licznych rzęsek, ułożonych wzdłuż ciała w charakterystyczne szeregi. Pelikula orzęsków ma bardzo złożoną strukturę i z tego powodu wodniczki nie mogą się tworzyć ani opróżniać w dowolnym miejscu. Orzęski mają więc "komórkowy otwór gębowy" (cytostom) i "komórkowy odbyt" (cytopyge). Są to obszary błony komórkowej, gdzie nie występują rzęski.
Wiele spośród orzęsków ma wyróżniony przód i tył ciała, wiele także strony brzuszną i grzbietową.
Rzęski służą do przemieszczania się lub napędzania pokarmu. U niektórych gatunków pęki ciasno ułożonych rzęsek tworzą silne i ruchome szczecinki, na których kroczą, np. małżynek, czyli stylonychia.
Budowa wewnętrzna
Każdy orzęsek obdarzony jest dwoma jądrami: mikronukleusem (Min) i makronukleusem (Man). Mikronukleus jest jądrem diploidalnym, zwykle kulistym. Jest odpowiednikiem jądra komórkowego innych eukariontów. Zawiera całość informacji genetycznej komórki, nie zachodzi w nim jednak transkrypcja. Makronukleus zawiera w sobie wiele kopii niektórych genów komórki i jest transkrypcyjnie czynny. Zawiera w sobie 60-1500 razy więcej materiału genetycznego niż mikronukleus.
Rozmnażanie
Orzęski rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo, przez poprzeczny podział komórkowy. Podczas podziału mikronukleus ulega mitozie, a makronukleus przewęża się i jest dzielony pomiędzy komórki potomne, mniej więcej po połowie.Ich odrębność od innych protistów polega na tym że one jako jedyne przeprowadzają proces koniugacji z udziałem aparatu jądrowego.
U orzęsków występuje proces wymiany materiału genetycznego, zwany koniugacją, przy czym brak podziału organizmów na męskie i żeńskie. Przebieg koniugacji orzęsków:
Pozostałe jądra haploidalne ulegają mitozie.
Każda komórka przekazuje drugiej jedno ze świeżo powstałych, haploidalnych jąder.
Następują zapłodnienia i powstają dwa mikronukleusy.
Orzęski się rozdzielają.
W każdym z nich zachodzi mitoza mikronukleusa i degeneracja makronukleusa.
Systematyka
Przykłady orzęsków:
Rodzaj: pantofelek
Rodzaj: didinium
Rodzaj: wirczyk
Rodzaj: małżynek (stylonychia)
Rodzaj: Entodinium
Aniceta tuberosa (sysydlaczek)
Rodzaj Prorodon jest to owalny lub kulisty orzęsek z jednolitym i kompletnym orzęsieniem i tzw. „szczotką grzbietową”. Okrągły otwór gębowy prowadzi do lejkowatej gardzieli. Prorodon odżywia się innymi orzęskami i glonami, niektóre gatunki są histofagami (atakują zranione zwierzęta wielokomórkowe i odżywiają się świeżymi tkankami). Spotykany jest na powierzchni osadów, wchodzi w skład planktonu jezior eutroficznych, szczególnie w okresie letnim. Prorodon ma od 50 do 400 µm długości. Rodzaj Coleps to orzęsek posiadający charakterystyczny, beczułkowaty pancerzyk, zbudowany z płytek węglanu wapnia o dokładnie określonym wzorze. Na końcu pancerzyka ma trzy, cztery mocne wapienne kolce. Okrągły otwór gębowy położony jest na przednim biegunie ciała. Gatunki z rodzaju Coleps spotykane są licznie w planktonie i wśród cząstek detrytusu. Zjadają bakterie, glony, małe wiciowce, orzęski. Rodzaj Halteria - to drobne, kuliste orzęski, pływające w toni wodnej i wykonujące charakterystyczne, gwałtowne skoki. Orzęsienie zredukowane jest do sterczących na boki w okolicy równikowej długich i sztywnych rzęsek. Odżywia się małymi jednokomórkowymi glonami. Niektóre gatunki posiadają zoochlorelle. Ich wielkość wynosi od 25 do 50 µm. Rodzaj Strombidium to planktonowy orzęsek o owalnym kształcie. W połowie komórki widoczny jest pierścień, od którego w stronę tylnego końca biegną sztywne polisacharydowe włókna. Niektóre gatunki Strombidium występują bardzo licznie w powierzchniowej warstwie jezior. Pokarm ich stanowią różne glony, najczęściej okrzemki, bezbarwne wiciowce, a także bakterie. Czasami w cytoplazmie występują chloroplasty pochodzące z połkniętych glonów. Ich rozmiary wynoszą od 20 do 170 µm. Rodzaj Spirostomum to orzęsek o wydłużonym, robakowatym kształcie (od 200 µm do 4000 µm długości) w przekroju owalny lub spłaszczony. Posiada duże zdolności do wyginania się i szybkiego kurczenia komórki. Rodzaj Stentor to duży, kurczliwy orzęsek, mający kształt trąbki w stanie rozciągniętym i dzwonu w stanie skurczonym. Zazwyczaj przyczepia się zwężonym końcem ciała do powierzchni zanurzonych roślin lub cząstek detrytusu, ale może też swobodnie pływać. Granule pigmentu w cytoplazmie nadają mu wyraźne zabarwienie np.: brązowe (S. niger), turkusowe (S. coeruleus), różowe (S. igneus) lub prawie czarne (S. amethystinus). Niektóre gatunki zawierają zoochlorelle. Do tego rodzaju należy wiele gatunków o długości od 150 do 3000 µm. Rodzaj wirczyki - Vorticella są to orzęski osiadłe, przytwierdzające się do podłoża (np. łodyg roślin wodnych, skorupiaków itp.) kurczliwym stylikiem. Pojedynczy orzęsek (od 20 do 150 µm długości) ma najczęściej kształt dzwonkowaty lub kulisty z trzema rzędami rzęsek, z których dwa rzędy leżą blisko siebie i uderzają przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Niektóre wirczyki są pospolite w miejscach zanieczyszczonych związkami organicznymi, ponieważ ich głównym pokarmem są bakterie. Wirczyki występują zawsze pojedynczo, ale czasem spotyka się je w dużych skupieniach, szczególnie licznie na różnych zanurzonych w wodzie powierzchniach kamieni, roślin . Rodzaj Ophrydium jest częstym i pospolitym w jeziorach orzęskiem. Poszczególne osobniki są zanurzone w galaretowatej substancji. Młode kolonie są zwarte i mają kształt kuli, starsze mogą być spłaszczone i o różnorodnym kształcie. Kolonie osiągają do 15 cm średnicy i zamieszkiwane są przez około 1 mln osobników. Dzięki licznym glonom symbiotycznym (Chlorella) kolonia może przybierać zielone zabarwienie.
Galaretowate kolonie są zwykle przyczepione do różnych zanurzonych powierzchni, często makrofitów, a czasem swobodnie unoszą się w planktonie lub leżą na powierzchni osadów. Ophrydium odżywia się bakteriami, drobnymi glonami, pierwotniakami i cząstkami organicznymi. Galaretowata substancja jest często zasiedlana przez sinice, bakterie siarkowe, okrzemki, itp.
Typ SPOROWCE - Sporozoa
Sporowce - typ protistów obejmujący jednokomórkowe organizmy pasożytnicze, nie posiadające organelli ruchu ani też wodniczek tętniących. W górnej części komórki występuje zespół organelli umożliwiający im wnikanie do komórek gospodarzy, tzw. aparat apikalny. Wytwarzają formy przetrwalnikowe zwane sporami, zakażające kolejnych żywicieli. Przechodzą skomplikowane cykle rozwojowe. Najbardziej znane to zarodziec malarii (wywołujący malarię), toksoplazma (wywołująca toksoplazmozę), hurmaczki (inaczej gregaryny, pasożyty wewnętrzne głównie pierścienic i owadów).
Zarodziec malaryczny (Plasmodium malariae) - gatunek pierwotniaka zaliczany do gromady krwinkowców (Haemosporidia), pasożytujący w czerwonych krwinkach ssaków, ptaków, gadów, a także płazów.
Zarodziec malaryczny należy do tych gatunków Plasmodium, które wywołują u ludzi chorobę zwaną malarią,zimnica lub trzęsiączką. Choroba roznosi się poprzez ślinękomarów z rodzajów Aedes,Culex, Amapheles np.(komara widliszka). Podczas gdy malaria opanowuje organizm, chory ma gorączkę i dreszcze. Napady drgawkowe powracają w cyklach których długość dla różnych gatunków może być inna(24-72h).
Toxoplasma gondii gatunek chorobotwórczego pierwotniaka wywołującego u ludzi toksoplazmozę. Występuje u wielu gatunków ptaków i ssaków, ale żywicielem ostatecznym są kotowate, w których przewodzie pokarmowym pasożyt rozmnaża się płciowo. Powstałe wówczas oocysty są wydalane z odchodami i zjadane przypadkowo przez inne zwierzęta, w tym gryzonie. Wtedy pasożyt tworzy cysty w różnych narządach, między innymi w układzie nerwowym. Cykl życiowy pasożyta zamyka się, gdy zakażone zwierzę (szczur lub mysz) zostanie zjedzone przez kota. T. gondii wpływa na zachowanie gospodarza, między innymi powodując, że gryzonie przestają się bać zapachu kota [1] [2]
Zarażenie toksoplazmozą u ludzi odbywa się drogą bezpośrednią np. przez zjedzenie brudnych warzyw zawierających cysty lub pośrednią przez zjedzenie niedogotowanego mięsa, możliwe jest także przekazanie zakażenia z kobiety na płód przez łożysko
Gregaryny (zwane też hurmaczkami) mają duże wymiary ciała. Pasożytują przeważnie w przewodzie pokarmowym, głównie u bezkręgowców. Cykl rozwojowy przechodzą w jednym żywicielu.
Znaczenie protistów zwierzopodobnych
- Stanowią ważne ogniwa w łańcuchach pokarmowych, są konsumentami I, II rzędu, zjadają bakterie i glony, same zjadane są przez skorupiaki. Oczyszczają wody i ścieki z bakterii.
- Symbionty umożliwiają odżywianie drewnojadom i roślinożercom (trawienie celulozy).
- Są bioindykatorami, czyli wskaźnikami zanieczyszczeń wód, np. słodkowodne gatunki ameb, orzęski.
- Pancerzyki promienic i otwornic tworzą muły na dnie oceanów, a następnie skały i kredę.
- Wiele gatunków otwornic wykorzystywanych jest w badaniach mikropaleontologicznych.
- Pasożytnicze formy powodują groźne choroby, np. świdrowiec gambijski, nagany, rzęsistek pochwowy, ameba czerwonki (Entamoeba histolytica), zarodziec malarii, Toksoplasma gondi.