7.8: Groepen Protisten (2023)

leerdoelen

• Onderscheid tussen groepen protisten

Diplomamonaden

Onder de uitgravata zijn de diplomonads, waaronder de darmparasiet,Giardia lamblia(Figuur 2).Tot voor kort werd aangenomen dat deze protisten mitochondriën missen.Mitochondriale overblijfsel organellen, genaamdmitosomen, zijn sindsdien geïdentificeerd in diplomonads, maar deze mitosomen zijn in wezen niet-functioneel. Diplomonaden bestaan ​​in anaërobe omgevingen en gebruiken alternatieve routes, zoals glycolyse, om energie op te wekken. Elke diplomonadecel heeft twee identieke kernen en gebruikt verschillende flagella voor voortbeweging.

Parabasalids

Een tweede Excavata-subgroep, de parabasaliden, vertoont ook semi-functionele mitochondriën. Bij parabasaliden functioneren deze structuren anaëroob en worden ze genoemdhydrogenosomenomdat ze waterstofgas produceren als bijproduct. Parabasaliden bewegen met flagella en membraangolven.Trichomonas vaginaal, een parabasalide die bij mensen een seksueel overdraagbare aandoening veroorzaakt, maakt gebruik van deze mechanismen om door de mannelijke en vrouwelijke urogenitale kanalen te gaan.T. VaginaalVeroorzaakt trichamoniasis, dat elk jaar in een geschatte 180 miljoen gevallen verschijnt.Terwijl mannen zelden symptomen vertonen tijdens een infectie met deze protist, kunnen geïnfecteerde vrouwen vatbaarder worden voor secundaire infectie met het menselijke immunodeficiëntievirus (HIV) en meer kans hebben om baarmoederhalskanker te ontwikkelen.Zwangere vrouwen besmet metT. vaginalislopen een verhoogd risico op ernstige complicaties, zoals vroeggeboorte.

Euglenozoans

Euglenozoans omvat parasieten, heterotrofen, autotrofen en mixotrofen, variërend in grootte van 10 tot 500 µm.Euglenoïden bewegen door hun aquatische habitats met behulp van twee lange flagella die hen leiden naar lichtbronnen die worden waargenomen door een primitief oculair orgel dat een oogspot wordt genoemd.Het bekende geslacht,Euglena, omvat enkele mixotrofe soorten die alleen een fotosynthetisch vermogen vertonen wanneer licht aanwezig is.In het donker, de chloroplasten vanEuglenaKrimpen en stoppen met het functioneren tijdelijk, en de cellen nemen in plaats daarvan organische voedingsstoffen uit hun omgeving.

De menselijke parasiet,Trypanosoma Brucei, behoort tot een andere subgroep van euglenozoa, de kinetoplastiden. De subgroep kinetoplastiden is vernoemd naar dekinetoplast, een DNA-massa die wordt gedragen in het enkele, te grote mitochondrion dat elk van deze cellen bezit. Deze subgroep omvat verschillende parasieten, gezamenlijk trypanosomen genoemd, die verwoestende ziekten bij de mens veroorzaken en een insectensoort infecteren gedurende een deel van hun levenscyclus.T. bruceiontwikkelt zich in de darm van de tseetseevlieg nadat de vlieg een geïnfecteerde menselijke of andere zoogdiergastheer heeft gebeten. De parasiet reist vervolgens naar de speekselklieren van het insect om te worden overgedragen op een ander mens of ander zoogdier wanneer de geïnfecteerde tseetseevlieg weer een bloedmaaltijd consumeert.T. bruceikomt veel voor in Centraal-Afrika en is de veroorzaker van Afrikaanse slaapziekte, een ziekte die gepaard gaat met ernstige chronische vermoeidheid, coma, en die dodelijk kan zijn als ze niet wordt behandeld.

Bekijk deze video om te zienT. Bruceizwemmen. Merk op dat er geen audio is in deze video.

Alveolaten: dinoflagellaten, apicomplexians en ciliates

Een grote hoeveelheid gegevens ondersteunt dat de alveolaten zijn afgeleid van een gedeelde gemeenschappelijke voorouder. De alveolaten zijn genoemd naar de aanwezigheid van een alveolus, of door een membraan omsloten zak, onder het celmembraan. De exacte functie van de alveolus is onbekend, maar het kan betrokken zijn bij osmoregulatie. De alveolaten worden verder onderverdeeld in enkele van de bekendere protisten: de dinoflagellaten, de apicomplexanen en de ciliaten.

Dinoflagellaten vertonen een uitgebreide morfologische diversiteit en kunnen fotosynthetisch, heterotrofe of mixotrofe zijn.Veel dinoflagellaten zijn ingekapseld in in elkaar grijpende platen van cellulose.Twee loodrechte flagella passen in de grooves tussen de celluloseplaten, waarbij één flagellum longitudinaal wordt uitgebreid en een tweede omcirkelen van het dinoflagellaat (figuur 4).Samen draagt de flagella bij aan de karakteristieke draaiende beweging van dinoflagellaten.Deze protisten bestaan in zoetwater- en mariene habitats en vormen een onderdeel vanplankton, de typisch microscopische organismen die door het water drijven en dienen als een cruciale voedselbron voor grotere waterorganismen.

Sommige dinoflagellaten genereren licht, genaamdbioluminescentie, wanneer ze geschrokken of gestrest zijn. Grote aantallen mariene dinoflagellaten (miljarden of biljoenen cellen per golf) kunnen licht uitzenden en een hele brekende golf doen fonkelen of een schitterende blauwe kleur aannemen (figuur 5). Voor ongeveer 20 soorten mariene dinoflagellaten kunnen populatie-explosies (ook wel bloei genoemd) tijdens de zomermaanden de oceaan een modderige rode kleur geven. Dit fenomeen wordt een rode vloed genoemd en is het gevolg van de overvloedige rode pigmenten die aanwezig zijn in dinoflagellaatplastiden. In grote hoeveelheden scheiden deze dinoflagellaatsoorten een verstikkend gif af dat vissen, vogels en zeezoogdieren kan doden. Rode getijden kunnen enorm schadelijk zijn voor de commerciële visserij, en mensen die deze protisten consumeren, kunnen vergiftigd raken.

De apicomplexan-protisten worden zo genoemd omdat hun microtubuli, fibrine en vacuolen asymmetrisch zijn verdeeld aan één uiteinde van de cel in een structuur die een apicaal complex wordt genoemd (figuur 6). Het apicale complex is gespecialiseerd voor het binnendringen en infectie van gastheercellen. Inderdaad, alle apicomplexanen zijn parasitair. Deze groep omvat het geslachtPlasmodium, die malaria bij mensen veroorzaakt. De levenscycli van Apicomplexan zijn complex, waarbij meerdere gastheren en stadia van seksuele en ongeslachtelijke voortplanting betrokken zijn.

De ciliaten, waaronderParameciumEnTetrahymena, zijn een groep protisten van 10 tot 3000 micrometer lang die bedekt zijn met rijen, bosjes of spiralen van kleine cilia.Door hun cilia synchroon of in golven te verslaan, kunnen ciliates gerichte bewegingen coördineren en voedseldeeltjes innemen.Bepaalde ciliaten hebben op cilia gebaseerde structuren gefuseerd die functioneren als peddels, trechters of vinnen.Ciliates worden ook omgeven door een pellikel, die bescherming bieden zonder behendigheid in gevaar te brengen.Het geslachtParameciumBevat protisten die hun cilia hebben georganiseerd in een plaatachtige primitieve mond, een orale groef genoemd, die wordt gebruikt om bacteriën te vangen en te verteren (figuur 7).Voedsel gevangen in de orale groef komt een voedselvacuole binnen, waar het combineert met spijsverteringsenzymen.Afvaldeeltjes worden uitgezet door een exocytische blaasje dat combineert in een specifiek gebied op het celmembraan, de anale porie genoemd.Naast een op vacuole gebaseerd spijsvertering,Parameciumgebruikt ookcontractiele vacuolen, dit zijn osmoregulerende blaasjes die zich vullen met water wanneer het de cel binnenkomt door osmose en vervolgens samentrekken om water uit de cel te persen.

Bekijk de video van de contractiele vacuole vanParameciumhet verdrijven van water om de cel osmotisch in balans te houden.

Onderaan deze pagina vindt u een link naar een interactief element.

Parameciumheeft twee kernen, een macronucleus en een micronucleus, in elke cel. De micronucleus is essentieel voor seksuele voortplanting, terwijl de macronucleus aseksuele binaire splitsing en alle andere biologische functies stuurt. Het proces van seksuele voortplanting inParameciumonderstreept het belang van de micronucleus voor deze protisten.Parameciumen de meeste andere ciliaten planten zich seksueel voort door vervoeging. Dit proces begint wanneer twee verschillende paringstypes vanParameciumfysiek contact maken en samenkomen met een cytoplasmatische brug (Figuur 8). De diploïde micronucleus in elke cel ondergaat vervolgens meiose om vier haploïde micronuclei te produceren. Drie van deze degenereren in elke cel, waardoor er één micronucleus overblijft die vervolgens mitose ondergaat, waardoor twee haploïde micronuclei ontstaan. De cellen wisselen elk een van deze haploïde kernen uit en gaan van elkaar weg. Een soortgelijk proces vindt plaats in bacteriën die plasmiden hebben. Fusie van de haploïde micronuclei genereert een volledig nieuwe diploïde pre-micronucleus in elke conjugatieve cel. Deze pre-micronucleus ondergaat drie mitoserondes om acht kopieën te produceren, en de oorspronkelijke macronucleus valt uiteen. Vier van de acht pre-micronuclei worden volwaardige micronuclei, terwijl de andere vier meerdere rondes van DNA-replicatie uitvoeren en vervolgens nieuwe macronuclei worden. Twee celdelingen leveren dan vier nieuwe opParameciavan elke originele conjugatieve cel.

Stramenopielen: diatomeeën, bruine algen, gouden algen en oomycetes

De andere subgroep van chromalveolaten, de stramenopiles, omvat fotosynthetische zeealgen en heterotrofe protisten. Het verenigende kenmerk van deze groep is de aanwezigheid van een getextureerde of "harige" flagellum. Veel stramenopiles hebben ook een extra flagellum zonder haarachtige uitsteeksels (figuur 9). Leden van deze subgroep variëren in grootte van eencellige diatomeeën tot de massieve en meercellige kelp.

De diatomeeën zijn eencellige fotosynthetische protisten die zichzelf insluiten in ingewikkeld gevormde, glasachtige celwanden die zijn samengesteld uit siliciumdioxide in een matrix van organische deeltjes (Figuur 10). Deze protisten zijn een onderdeel van zoetwater- en zeeplankton. De meeste soorten diatomeeën planten zich ongeslachtelijk voort, hoewel er ook enkele gevallen van seksuele voortplanting en sporulatie bestaan. Sommige diatomeeën vertonen een spleet in hun schelp van silicium, genaamd aRaphe. Door een stroom mucopolysacchariden uit de raphe te verdrijven, kan de diatomeeën zich aan oppervlakken hechten of zichzelf in één richting voortbewegen.

Tijdens perioden van beschikbaarheid van voedingsstoffen bloeien diatomeeënpopulaties naar aantallen groter dan kunnen worden geconsumeerd door waterorganismen.De overtollige diatomeeën sterven en zinken naar de zeebodem waar ze niet gemakkelijk worden bereikt door saproben die zich voeden met dode organismen.Als gevolg hiervan wordt het koolstofdioxide dat de diatomeeën tijdens fotosynthese in hun cellen had geconsumeerd en opgenomen, niet teruggebracht naar de atmosfeer.Over het algemeen wordt dit proces waarmee koolstof diep in de oceaan wordt getransporteerd, beschreven als debiologische koolstofpomp, omdat koolstof naar de diepten van de oceaan wordt "gepompt", waar het als koolstofdioxide ontoegankelijk is voor de atmosfeer. De biologische koolstofpomp is een cruciaal onderdeel van de koolstofcyclus die zorgt voor een lager kooldioxidegehalte in de atmosfeer.

Net als diatomeeën zijn gouden algen grotendeels eencellig, hoewel sommige soorten grote kolonies kunnen vormen.Hun karakteristieke goudkleur is het gevolg van hun uitgebreide gebruik van carotenoïden, een groep fotosynthetische pigmenten die over het algemeen geel of oranje van kleur zijn.Gouden algen zijn te vinden in zowel zoetwater- als mariene omgevingen, waar ze een groot deel van de planktongemeenschap vormen.

De bruine algen zijn voornamelijk mariene, meercellige organismen die in de volksmond zeewieren worden genoemd. Reuzenkelpen zijn een soort bruine algen. Sommige bruine algen hebben gespecialiseerde weefsels ontwikkeld die lijken op terrestrische planten, met wortelachtige houvasten, stengelachtige stelen en bladachtige bladen die in staat zijn tot fotosynthese. De stelen van gigantische kelpen zijn enorm, in sommige gevallen wel 60 meter lang. Er bestaat een verscheidenheid aan levenscycli van algen, maar de meest complexe is de afwisseling van generaties, waarbij zowel haploïde als diploïde stadia meercellig zijn. Vergelijk deze levenscyclus bijvoorbeeld met die van de mens. Haploïde gameten geproduceerd door meiose (sperma en ei) combineren in bevruchting om een ​​diploïde zygote te genereren die vele ronden van mitose ondergaat om een ​​meercellig embryo en vervolgens een foetus te produceren. Het individuele sperma en ei zelf worden echter nooit meercellige wezens. Terrestrische planten hebben ook een afwisseling van generaties ontwikkeld. In het geslacht bruine algenLaminaria, Haploïde sporen ontwikkelen zich tot multicellulaire gametofyten, die haploïde gameten produceren die combineren om diploïde organismen te produceren die vervolgens meercellige organismen worden met een andere structuur dan de haploïde vorm (figuur 11).Bepaalde andere organismen voeren afwisseling van generaties uit waarin zowel de haploïde als de diploïde vormen er hetzelfde uitzien.

De watervormen, oomycetes ("eierschimmel"), waren zo genoemd op basis van hun schimmelachtige morfologie, maar moleculaire gegevens hebben aangetoond dat de watervormen niet nauw verwant zijn aan schimmels.De oomycetes worden gekenmerkt door een celwand op cellulose en een uitgebreid netwerk van filamenten die de opname van voedingsstoffen mogelijk maken.Als diploïde sporen hebben veel oomycetes twee tegengesteld gerichte flagella (één harig en één glad) voor voortbeweging.De oomycetes zijn niet -fotosynthetisch en omvatten veel saproben en parasieten.De saproben verschijnen als witte donzige gezwellen op dode organismen (figuur 12).

De meeste oomyceten zijn in het water levende organismen, maar sommige parasiteren op terrestrische planten. Een plantenziekteverwekker isPhytophthora infestans, het oorzaak van de late plaag van aardappelen, zoals plaatsvonden in de negentiende -eeuwse Ierse aardappel hongersnood.

Een YouTube -element is uitgesloten van deze versie van de tekst.U kunt het hier online bekijken: pb.libretexts.org/fob1/?p=168

Forams

Foraminiferans, of forams, zijn eencellige heterotrofe protisten, variërend van ongeveer 20 micrometer tot enkele centimeters lang, en lijken soms op kleine slakken (Figuur 14).

Als groep vertonen de forams poreuze schelpen, genaamdtestendie zijn gebouwd van verschillende organische materialen en meestal gehard met calciumcarbonaat.De tests kunnen fotosynthetische algen huisvesten, die de forams kunnen oogsten voor voeding.Foram Pseudopodia strekt zich uit door de poriën en laten de forams extra bouwmaterialen verplaatsen, voeden en verzamelen.Typisch worden forams geassocieerd met zand of andere deeltjes in mariene of zoetwaterhabitats.Foraminiferans zijn ook nuttig als indicatoren voor vervuiling en veranderingen in wereldwijde weerpatronen.

Radiolarians

Een tweede subtype van Rhizaria, de radiolaria, vertonen ingewikkelde buitenkanten van glasachtig silica met radiale of bilaterale symmetrie (Figuur 15). Naaldachtige pseudopoden ondersteund door microtubuli stralen naar buiten vanuit de cellichamen van deze protisten en dienen om voedseldeeltjes op te vangen. De granaten van dode radiolariërs zinken naar de oceaanbodem, waar ze zich kunnen ophopen in diepten van 100 meter dik. Geconserveerde, gesedimenteerde radiolaren komen veel voor in het fossielenarchief.

Rode algen

Rode algen, of rhodofyten, zijn voornamelijk meercellig, hebben geen flagellen en variëren in grootte van microscopisch kleine, eencellige protisten tot grote, meercellige vormen gegroepeerd in de informele zeewiercategorie. De levenscyclus van de rode alg is een afwisseling van generaties. Sommige soorten rode algen bevatten phycoerythrines, fotosynthetische hulppigmenten die rood van kleur zijn en de groene tint van chlorofyl overtreffen, waardoor deze soorten verschijnen als verschillende tinten rood. Andere protisten die als rode algen zijn geclassificeerd, missen fycoerythrinen en zijn parasieten. Rode algen komen veel voor in tropische wateren waar ze zijn aangetroffen op een diepte van 260 meter. Andere rode algen komen voor in terrestrische of zoetwateromgevingen.

Groene algen: chlorofyten en charophytes

De meest voorkomende groep algen zijn de groene algen. De groene algen vertonen vergelijkbare kenmerken als de landplanten, met name wat betreft de chloroplaststructuur. Dat deze groep protisten een relatief recente gemeenschappelijke voorouder met landplanten deelde, wordt goed ondersteund. De groene algen worden onderverdeeld in de chlorofyten en de charofyten. De charophytes zijn de meest levende verwanten van landplanten en lijken op hen in morfologie en voortplantingsstrategieën. Charofyten komen veel voor in natte habitats en hun aanwezigheid duidt vaak op een gezond ecosysteem.

De chlorofyten vertonen een grote diversiteit aan vorm en functie.Chlorofyten bewonen voornamelijk zoetwater- en vochtige grond en zijn een gemeenschappelijk onderdeel van plankton.Chlamydomonasis een eenvoudige, eencellige chlorofyt met een peervormige morfologie en twee tegenover elkaar liggende, voorste flagellen die deze protist naar licht leiden dat wordt waargenomen door zijn oogvlek. Meer complexe chlorofytensoorten vertonen haploïde gameten en sporen die lijken opChlamydomonas.

De chlorofieVolvoxis een van de weinige voorbeelden van een koloniaal organisme, dat zich in sommige opzichten gedraagt ​​als een verzameling individuele cellen, maar in andere opzichten als de gespecialiseerde cellen van een meercellig organisme (Figuur 16).Volvoxkolonies bevatten 500 tot 60.000 cellen, elk met twee flagellen, vervat in een holle, bolvormige matrix die is samengesteld uit een gelatineuze glycoproteïnesecretie. IndividueelVolvoxcellen bewegen op een gecoördineerde manier en zijn onderling verbonden door cytoplasmatische bruggen. Slechts een paar van de cellen planten zich voort om dochterkolonies te creëren, een voorbeeld van basale celspecialisatie in dit organisme.

Echte meercellige organismen, zoals de zeesla,Ulva, zijn vertegenwoordigd onder de chlorofyten. Bovendien bestaan ​​​​sommige chlorofyten als grote, meerkernige, enkele cellen. Soorten in het geslachtCaulerpavertonen afgeplat varenachtig gebladerte en kunnen wel 3 meter lang worden (Figuur 17).Caulerpasoorten ondergaan nucleaire deling, maar hun cellen voltooien de cytokinese niet, maar blijven in plaats daarvan massieve en uitgebreide afzonderlijke cellen.

Slijmvormen

Een subset van de amoebozoans, de slijmvormen, heeft verschillende morfologische overeenkomsten met schimmels waarvan wordt aangenomen dat ze het resultaat zijn van convergente evolutie.In tijden van stress ontwikkelen sommige slijmvormen zich bijvoorbeeld tot spore-genererende vruchtlichamen, net als schimmels.

De slijmvormen zijn gecategoriseerd op basis van hun levenscycli in plasmodiale of cellulaire typen.Plasmodiale slijmvormen zijn samengesteld uit grote, multinucleate cellen en bewegen langs oppervlakken als een amorfe klodder slijm tijdens hun voedingsfase (figuur 19).Voedseldeeltjes worden opgeheven en overspoeld in de slijmvorm terwijl deze verder glijdt.Bij rijping krijgt het Plasmodium een netachtige verschijning met het vermogen om vruchtlichamen of sporangia te vormen, in tijden van stress.Haploïde sporen worden geproduceerd door meiose in de sporangia en sporen kunnen door de lucht of water worden verspreid om mogelijk in gunstiger omgevingen te landen.Als dit gebeurt, ontkiemen de sporen om ameboid- of flagellate haploïde cellen te vormen die met elkaar kunnen combineren en een diploïde zygotische slijmvorm kunnen produceren om de levenscyclus te voltooien.

De cellulaire slijmvormen werken als onafhankelijke amoeboidcellen wanneer voedingsstoffen overvloedig zijn (figuur 20).Wanneer voedsel is uitgeput, stapelen cellulaire slijmvormen op elkaar in een massa cellen die zich als een enkele eenheid gedraagt, een slak genoemd.Sommige cellen in de slak dragen bij aan een stengel van 2-3 millimeter, opdrogen en sterven in het proces.Cellen bovenop de stengel vormen een aseksueel vruchtlichaam dat haploïde sporen bevat.Net als bij plasmodiale slijmvormen zijn de sporen verspreid en kunnen ze ontkiemen als ze in een vochtige omgeving landen.Een representatief geslacht van de cellulaire slijmvormen isDictyostelium, die gewoonlijk voorkomt in de vochtige grond van bossen.

Bekijk deze video om de vorming van een vruchtlichaam door een cellulaire slijmzwam te zien. Merk op dat er geen gesproken tekst in de video is.