Informatie

23.2B: Protistische levenscycli en habitats - Biologie


Protisten leven in een grote verscheidenheid aan habitats, waaronder de meeste wateren, als parasieten in zowel planten als dieren, en op dode organismen.

leerdoelen

  • Beschrijf de habitats en levenscycli van verschillende protisten

Belangrijkste punten

  • Slijmzwammen worden op basis van hun levenscyclus ingedeeld in plasmodiale of cellulaire typen, die beide hun levenscyclus beëindigen in de vorm van verspreide sporen.
  • Plasmodiale slijmzwammen vormen een eencellige, meerkernige massa, terwijl cellulaire slijmzwammen een geaggregeerde massa van afzonderlijke amoeben vormen die als een verenigd geheel kunnen migreren.
  • Slijmzwammen voeden zich voornamelijk met bacteriën en schimmels en dragen bij aan de afbraak van dode planten.

Sleutelbegrippen

  • haploïde: van een cel met een enkele set ongepaarde chromosomen
  • sporangia: een omhulsel waarin sporen worden gevormd (ook wel vruchtlichaam genoemd)
  • plasmodium: een massa cytoplasma, die veel kernen bevat, gecreëerd door de aggregatie van amoeboïde cellen van slijmzwammen tijdens hun vegetatieve fase
  • diploïde: van een cel, met een paar van elk type chromosoom, een van het paar is afgeleid van de eicel en de andere van de zaadcel

Levenscyclus van slijmvormen

Protistenlevenscycli variëren van eenvoudig tot extreem uitgebreid. Bepaalde parasitaire protisten hebben gecompliceerde levenscycli en moeten verschillende gastheersoorten in verschillende ontwikkelingsstadia infecteren om hun levenscyclus te voltooien. Sommige protisten zijn eencellig in de haploïde vorm en meercellig in de diploïde vorm, een strategie die ook door dieren wordt gebruikt. Andere protisten hebben meercellige stadia in zowel haploïde als diploïde vormen, een strategie die generatiewisseling wordt genoemd en die ook door planten wordt gebruikt.

Plasmodiale slijmzwammen

De slijmzwammen worden op basis van hun levenscyclus ingedeeld in plasmodiale of cellulaire typen. Plasmodiale slijmzwammen zijn samengesteld uit grote, meerkernige cellen en bewegen zich tijdens hun voedingsfase langs oppervlakken als een amorfe klodder slijm. De slijmzwam glijdt langs, optilt en verzwelgt voedseldeeltjes, vooral bacteriën. Na rijping krijgt het plasmodium een ​​netachtig uiterlijk met het vermogen om vruchtlichamen of sporangia te vormen in tijden van stress. Meiose produceert haploïde sporen in de sporangia. Sporen verspreiden zich door de lucht of het water om mogelijk in gunstigere omgevingen te landen. Als dit gebeurt, ontkiemen de sporen om amoeboïde of flagellate haploïde cellen te vormen die met elkaar kunnen combineren en een diploïde zygotische slijmzwam produceren om de levenscyclus te voltooien.

Cellulaire slijmzwammen

De cellulaire slijmzwammen functioneren als onafhankelijke amoeboïde cellen wanneer voedingsstoffen overvloedig zijn. Wanneer voedsel op is, aggregeren cellulaire slijmzwammen tot een massa cellen die zich als een enkele eenheid gedraagt, een slak genaamd. Sommige cellen in de slak dragen bij aan een stengel van 2-3 millimeter, die opdroogt en sterft tijdens het proces. Cellen bovenop de stengel vormen een aseksueel vruchtlichaam dat haploïde sporen bevat. Net als bij plasmodiale slijmzwammen worden de sporen verspreid en kunnen ze ontkiemen als ze in een vochtige omgeving terechtkomen. Een representatief geslacht van de cellulaire slijmzwammen is: Dictyostelium, die vaak voorkomt in de vochtige bodem van bossen.

Habitats van verschillende protisten

Er zijn meer dan 100.000 beschreven levende soorten protisten. Bijna alle protisten komen voor in een bepaald soort aquatisch milieu, waaronder zoetwater- en mariene omgevingen, vochtige grond en zelfs sneeuw. Paramecia is een bekend voorbeeld van aquatische protisten. Vanwege hun overvloed en gebruiksgemak als onderzoeksorganismen, zijn ze vaak onderwerpen van studie in klaslokalen en laboratoria. Naast aquatische protisten zijn verschillende protistensoorten parasieten die dieren of planten infecteren en daarom in hun gastheren leven. Amoeben kunnen menselijke parasieten zijn en dysenterie veroorzaken terwijl ze in de dunne darm leven. Andere protistische soorten leven van dode organismen of hun afval en dragen bij aan hun verval. Ongeveer 1000 soorten slijmzwammen gedijen op bacteriën en schimmels in rottende bomen en andere planten in bossen over de hele wereld en dragen bij aan de levenscyclus van deze ecosystemen.


23.2B: Protistische levenscycli en habitats - Biologie

Protisten reproduceren door een verscheidenheid aan mechanismen. De meeste ondergaan een vorm van ongeslachtelijke voortplanting, zoals binaire splitsing, om twee dochtercellen te produceren. Bij protisten kan binaire splitsing worden verdeeld in transversaal of longitudinaal, afhankelijk van de oriëntatie-as soms Paramecium deze methode laten zien. Sommige protisten, zoals de echte slijmzwammen, vertonen meervoudige splijting en verdelen zich tegelijkertijd in vele dochtercellen. Anderen produceren kleine knoppen die zich verder delen en uitgroeien tot de grootte van de ouderprotist. Seksuele reproductie, met meiose en bevruchting, komt veel voor bij protisten, en veel protistische soorten kunnen indien nodig overschakelen van aseksuele naar seksuele reproductie. Seksuele voortplanting wordt vaak geassocieerd met perioden waarin voedingsstoffen zijn uitgeput of veranderingen in het milieu optreden. Seksuele reproductie kan protisten in staat stellen genen te recombineren en nieuwe variaties van nakomelingen te produceren die mogelijk beter geschikt zijn om te overleven in de nieuwe omgeving. Seksuele voortplanting wordt echter vaak geassocieerd met resistente cysten die een beschermend ruststadium zijn. Afhankelijk van hun habitat kunnen de cysten bijzonder resistent zijn tegen extreme temperaturen, uitdroging of lage pH. Deze strategie stelt bepaalde protisten ook in staat om op stressoren te "wachten" totdat hun omgeving gunstiger wordt om te overleven of totdat ze worden gedragen (zoals door wind, water of transport op een groter organisme) naar een andere omgeving, omdat cysten vrijwel geen cellulair metabolisme.

Protistenlevenscycli variëren van eenvoudig tot extreem uitgebreid. Bepaalde parasitaire protisten hebben gecompliceerde levenscycli en moeten verschillende gastheersoorten in verschillende ontwikkelingsstadia infecteren om hun levenscyclus te voltooien. Sommige protisten zijn eencellig in de haploïde vorm en meercellig in de diploïde vorm, een strategie die door dieren wordt gebruikt. Andere protisten hebben meercellige stadia in zowel haploïde als diploïde vormen, een strategie die generatiewisseling wordt genoemd en die ook door planten wordt gebruikt.


Protistische levenscycli

Protisten reproduceren door een verscheidenheid aan mechanismen. De meeste ondergaan een vorm van ongeslachtelijke voortplanting, zoals binaire splitsing, om twee dochtercellen te produceren. Bij protisten kan binaire splijting worden verdeeld in transversaal of longitudinaal, afhankelijk van de oriëntatie-as soms Paramecium vertoont deze methode. Sommige protisten, zoals de echte slijmzwammen, vertonen meervoudige splijting en verdelen zich tegelijkertijd in vele dochtercellen. Anderen produceren kleine knoppen die zich verder delen en uitgroeien tot de grootte van de ouderprotist.

Seksuele reproductie, waarbij meiose en bevruchting betrokken zijn, komt veel voor bij protisten, en veel protistische soorten kunnen indien nodig overschakelen van aseksuele naar seksuele voortplanting. Seksuele voortplanting wordt vaak geassocieerd met perioden waarin voedingsstoffen zijn uitgeput of veranderingen in het milieu optreden. Seksuele reproductie kan de protist in staat stellen genen te recombineren en nieuwe variaties van nakomelingen te produceren, waarvan sommige mogelijk beter geschikt zijn om veranderingen in een nieuwe of veranderende omgeving te overleven. Seksuele voortplanting wordt echter vaak geassocieerd met resistente cysten die een beschermend ruststadium zijn. Afhankelijk van de habitat van de soort, kunnen de cysten bijzonder resistent zijn tegen extreme temperaturen, uitdroging of lage pH. Deze strategie stelt bepaalde protisten in staat om op stressoren te "wachten" totdat hun omgeving gunstiger wordt om te overleven of totdat ze worden gedragen (zoals door wind, water of transport op een groter organisme) naar een andere omgeving, omdat cysten vrijwel geen cellulaire metabolisme.

Protistenlevenscycli variëren van eenvoudig tot extreem uitgebreid. Bepaalde parasitaire protisten hebben gecompliceerde levenscycli en moeten verschillende gastheersoorten in verschillende ontwikkelingsstadia infecteren om hun levenscyclus te voltooien. Sommige protisten zijn eencellig in de haploïde vorm en meercellig in de diploïde vorm, een strategie die door dieren wordt gebruikt. Andere protisten hebben meercellige stadia in zowel haploïde als diploïde vormen, een strategie die generatiewisseling wordt genoemd, analoog aan die van planten.


De kenmerken van protisten

Het woord protist is een historische term die nu informeel wordt gebruikt om te verwijzen naar een diverse groep microscopische eukaryote organismen. Het wordt niet als een formele taxonomische term beschouwd omdat de organismen die het beschrijft geen gedeelde evolutionaire oorsprong hebben. Historisch gezien werden de protisten informeel gegroepeerd in de "dierachtige" protozoën, de "plantachtige" algen en de "schimmelachtige" protisten zoals waterschimmels. Deze drie groepen protisten verschillen sterk in hun basiskenmerken. Algen zijn bijvoorbeeld fotosynthetische organismen die eencellig of meercellig kunnen zijn. Protozoa daarentegen zijn niet-fotosynthetische, beweeglijke organismen die altijd eencellig zijn. Andere informele termen kunnen ook worden gebruikt om verschillende groepen protisten te beschrijven. Zo worden micro-organismen die drijven of drijven in water, voortbewogen door stromingen, plankton genoemd. Soorten plankton zijn onder meer zoöplankton, dat beweeglijk en niet-fotosynthetisch is, en fytoplankton, dat fotosynthetisch is.

Protozoën bewonen een grote verscheidenheid aan habitats, zowel in het water als op het land. Velen leven vrij, terwijl andere parasitair zijn, een levenscyclus uitvoeren binnen een gastheer of gastheren en mogelijk ziekte veroorzaken. Er zijn ook nuttige symbionten die metabolische diensten leveren aan hun gastheren. Tijdens het voedings- en groeigedeelte van hun levenscyclus worden ze trofozoïeten genoemd. Deze voeden zich met kleine deeltjesvormige voedselbronnen zoals bacteriën. Terwijl sommige soorten protozoa uitsluitend in de trofozoïetvorm voorkomen, kunnen andere zich ontwikkelen van trofozoiet tot een ingekapseld cystestadium wanneer de omgevingsomstandigheden te streng zijn voor de trofozoïet. Een cyste is een cel met een beschermende wand en het proces waarbij een trofozoiet een cyste wordt, wordt encystment genoemd. Wanneer de omstandigheden gunstiger worden, worden deze cysten getriggerd door omgevingssignalen om weer actief te worden door excystatie.

Protozoa hebben verschillende voortplantingsmechanismen. Sommige protozoa planten zich ongeslachtelijk voort en anderen planten zich seksueel voort, weer anderen zijn in staat tot zowel seksuele als ongeslachtelijke voortplanting. Bij protozoa vindt ongeslachtelijke voortplanting plaats door binaire splitsing, ontluikende of schizogony. Bij schizogonie deelt de kern van een cel zich meerdere keren voordat de cel zich in veel kleinere cellen deelt. De producten van schizogonie worden merozoïeten genoemd en ze worden opgeslagen in structuren die bekend staan ​​als schizonten. Protozoa kunnen zich ook seksueel voortplanten, wat de genetische diversiteit vergroot en kan leiden tot complexe levenscycli. Protozoa kunnen haploïde gameten produceren die door syngamie fuseren. Ze kunnen echter ook genetisch materiaal uitwisselen door samen te gaan om DNA uit te wisselen in een proces dat conjugatie wordt genoemd. Dit is een ander proces dan de conjugatie die optreedt bij bacteriën. De term protistenconjugatie verwijst naar een echte vorm van eukaryote seksuele reproductie tussen twee cellen van verschillende paringstypes. Het wordt gevonden in ciliaten, een groep protozoën, en wordt later in deze paragraaf beschreven.

Alle protozoën hebben een plasmamembraan, of plasmalemma, en sommige hebben eiwitbanden net binnen het membraan die stijfheid toevoegen en een structuur vormen die de pellicle wordt genoemd. Sommige protisten, waaronder protozoën, hebben verschillende lagen cytoplasma onder het membraan. Bij deze protisten wordt de buitenste gellaag (met microfilamenten van actine) het ectoplasma genoemd. Binnen deze laag bevindt zich een sol (vloeibaar) gebied van het cytoplasma dat het endoplasma wordt genoemd. Deze structuren dragen bij aan complexe celvormen bij sommige protozoa, terwijl andere (zoals amoeben) meer flexibele vormen hebben.

Verschillende groepen protozoa hebben gespecialiseerde voedingsstructuren. Ze kunnen een gespecialiseerde structuur hebben voor het opnemen van voedsel via fagocytose, een cytostoom genaamd, en een gespecialiseerde structuur voor de exocytose van afvalstoffen, een cytoproct genaamd. Orale groeven die naar cytostomen leiden, zijn bekleed met haarachtige trilhaartjes om voedseldeeltjes in te vegen. Protozoa zijn heterotroof. Protozoën die holozoïsch zijn, nemen hele voedseldeeltjes op via fagocytose. Vormen die saprozoïcum zijn, nemen kleine, oplosbare voedselmoleculen op.

Veel protisten hebben zweepachtige flagella of haarachtige trilhaartjes gemaakt van microtubuli die kunnen worden gebruikt voor voortbeweging. Andere protisten gebruiken cytoplasmatische extensies die bekend staan ​​als pseudopodia ("valse voeten") om de cel aan een oppervlak te bevestigen, waarna ze het cytoplasma in de extensie laten stromen, waardoor ze zichzelf naar voren bewegen.

Protozoa hebben een verscheidenheid aan unieke organellen en missen soms organellen die in andere cellen worden gevonden. Sommige hebben contractiele vacuolen, organellen die kunnen worden gebruikt om water uit de cel te verplaatsen voor osmotische regulatie (zout- en waterbalans). Mitochondriën kunnen afwezig zijn in parasieten of veranderd zijn in kinetoplastiden (gemodificeerde mitochondriën) of hydrogenosomen.


Plasmodium Vivax

ringen - Hebben een zegelringvorm, P. vivax wordt gekenmerkt door een groot cytoplasma dat een groot chromatine bevat. Naarmate ze zich ontwikkelen, beginnen ze een meer amoeboïde vorm te krijgen. De ringvorm van de parasiet is ongeveer een derde van de diameter van rode bloedcellen.

Trofozoïeten - De trofozoïeten van P. vivax worden gekenmerkt door enkele stippen van groot chromatine, amoeboïde cytoplasma en fijne pigmenten (hematine) die geelbruin van kleur zijn.

gametocyten - In tegenstelling tot de trofozoïeten zijn P. vivax-gametocyten rond en ovaal van vorm en hebben ze dus een meer gedefinieerde vorm. Ze worden gekenmerkt door grote hoeveelheden bruine pigmenten die zich verspreiden in geïnfecteerde rode bloedcellen.

Schizonten - De schizonten van P. vivax worden gekenmerkt door 12 tot 24 merozoïeten en zijn groot genoeg om de hele cel (rode cel) te vullen. Ze worden ook gekenmerkt door een geelbruin pigment dat na kleuring onder de microscoop kan worden gezien.


BIOLOGISCHE DIVERSITEIT: PROTISTEN: STEM EUKARYOTEN

De overgang naar eukaryote cellen lijkt te hebben plaatsgevonden tijdens het Proterozoïcum, ongeveer 1,2 miljard jaar geleden. Recente genetische studies suggereren echter dat eukaryoten meer dan 2 miljard jaar geleden afweken van prokaryoten. Fossielen zijn het nog niet eens met deze datum.

Protisten vertonen veel variatie in hun levensgeschiedenissen (levenscycli). Ze vertonen een afwisseling tussen diploïde en haploïde fasen die vergelijkbaar is met de afwisseling van generaties in planten. Protistische levenscycli variëren van diploïde dominant tot haploïde dominant.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

De grote diversiteit aan vorm, habitat, voedingswijze en levensgeschiedenis die door eukaryoten wordt getoond, suggereert dat ze verschillende keren zijn geëvolueerd uit verschillende groepen prokaryoten. Dit maakt de Protista tot een polyfyletische groep. Eukaryoten zijn over het algemeen groter, hebben een verscheidenheid aan membraangebonden organellen, grotere interne complexiteit dan prokaryotische cellen en hebben een gesecialiseerde methode van celdeling (meiose) die een opmaat is voor echte seksuele reproductie. Protisten kunnen worden gezien als een groep waaruit de andere eukaryote koninkrijken zijn voortgekomen.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Eukaryotische organellen en prokaryotische symbionten | Terug naar boven

Symbiose is de interactieve associatie van twee of meer soorten die samenleven. Er zijn verschillende soorten symbiose in de natuur. Parasitisme is een symbiose waarbij het ene organisme schade toebrengt aan het andere, zijn gastheer. Commensalisme is een symbiose waarbij het ene organisme profiteert en het andere niet wordt geschaad of geholpen. Mutualisme is een symbiose waar beide organismen baat bij hebben.

Het door Lynn Margulis voorgestelde symbiotische model suggereert een mogelijke symbiose van bacteriën in vroege eukaryote cellen. Margulis stelde het mechanisme van endosymbiose voor om de oorsprong van mitochondriën en chloroplasten van permanent residente prokaryoten te verklaren. Volgens dit idee verzwolg of omringde een grotere prokaryoot (of misschien een vroege eukaryoot) zo'n 1,5 miljard tot 700 miljoen jaar geleden een kleinere prokaryoot.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

In plaats van de kleinere organismen te verteren, gingen de grote en de kleinere een soort symbiose aan die bekend staat als mutualisme, waarbij beide organismen ervan profiteren en geen van beide wordt geschaad. Het grotere organisme kreeg overtollig ATP geleverd door het "protomitochondrion" en overtollige suiker geleverd door de "protochloroplast", terwijl het een stabiele omgeving en de grondstoffen verschafte die de endosymbionten nodig hadden. Dit is zo sterk dat nu eukaryote cellen niet kunnen overleven zonder mitochondriën (eveneens kunnen fotosynthetische eukaryoten niet overleven zonder chloroplasten), en de endosymbionten kunnen niet overleven buiten hun gastheren. Bijna alle eukaryoten hebben mitochondriën. Mitochondriale deling lijkt opmerkelijk veel op de prokaryotische methoden die later in dit hoofdstuk zullen worden bestudeerd. Een samenvatting van de theorie is beschikbaar door hier te klikken.

Chloroplasten en mitochondriën behouden nog steeds hun eigen DNA en zijn mogelijk meerdere keren geëvolueerd. De fotosynthetische pigmenten (tabel 1) in de rode, bruine, goudbruine en groene algen zijn heel verschillend, wat steun geeft aan het idee van verschillende endosymbiotische gebeurtenissen.

Tabel 1. Fotosynthetische pigmenten van algen en planten. Prokaryote groepen worden weergegeven in rood, protisten in blauw en vaatplanten in paars.

chlorofyl a, chloorfyl c, phycocyanine, phycoerythrin

chlorofyl a, chloorfyl b

chlorofyl a, chloorfyl b, carotenoïden

chlorofyl a, phycocyanine, phycoerythrin, phycobilins

chlorofyl a, chloorfyl c, fucoxanthine en andere carotenoïden

Goudbruine Algen (Chrysophyta)

chlorofyl a, chlorfyl c, fucoxanthine en andere carotenoïden

chlorofyl a, chloorfyl c, peridine en andere carotenoïden

chlorofyl a, chloorfyl b, carotenoïden

Het DNA, ribosomen, biochemie en reproductie van chloroplasten en mitochondriën zijn opmerkelijk bacterieachtig. Sommige levende eukaryoten, zoals de amoebe Pelomyxa, missen mitochondriën, maar hebben in plaats daarvan endosymbiotische bacteriën die "mitochondriale taken" van ATP-generatie uitvoeren.

Classificatie van protisten | Terug naar boven

De protisten omvatten heterotrofen, autotrofen en sommige organismen die hun voedingsmodus kunnen variëren, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Protisten komen voor in zoet water, zout water, bodem en als symbionten binnen andere organismen. Door deze enorme diversiteit is classificatie van de Protista moeilijk.

De eerste protistenfossielen komen voor in gesteenten van ongeveer 1,2-1,4 miljard jaar oud uit de Bitter Springs Formation in Australië. Meer dan 600 miljoen jaar geleden verschenen meercellige protisten in het fossielenbestand. Sommige problematische fossielen, waarvan sommige paleobotanici denken dat het algen zijn, zijn gevonden in gesteenten van ongeveer een miljard jaar oud.

Protozoa: eencellige, beweeglijke organismen | Terug naar boven

Deze groep protisten zijn eencellige, beweeglijke, heterotrofen. De meeste verteren hun voedsel door vacuolen gevormd door fagocytose van andere organismen (bacteriën of andere eencellige wezens). Reproductie varieert sterk, van een binair splijtingsachtig proces tot echte meiose. Het belangrijkste onderscheidende kenmerk is de manier van voortbewegen: flagella, cilia of pseudopodia.

Amoeboid Protozoa Gebruik pseudopoden voor beweging

Amoeba en Pelomyxa bewegen door uitbreidingen van hun cytoplasma dat bekend staat als pseudopodia. Pseudopodia worden door veel cellen gebruikt en zijn geen vaste structuren zoals flagella, maar worden eerder geassocieerd met actine nabij de bewegende rand van het cytoplasma.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Foraminiferen (forams) leven in de oceanen en scheiden een schaal af (ook bekend als een test) bestaande uit silica of calciumcarbonaat. Het fossielenbestand van forams is dus redelijk goed. Zuurstofisotoopgegevens van forams zijn gebruikt om de temperatuurschommelingen van de oceaan in de afgelopen 100.000 jaar te berekenen.

Deze afbeeldingen van recente forams zijn afkomstig van http://www.cs.uwindsor.ca/meta-index/fossils/forams/gsls/ss-master-fsurface.html. Ammodiscus catinus (L), Globigerina bulloides (R).

Foraminiferan-test, Ephidium sp. (SEMx770). Deze afbeelding is copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/

Entamoeba hystolitica is een darmparasiet bij de mens die amoebendysenterie veroorzaakt (ook bekend als Montezuma's Revenge of de Azteekse Two-step). Het is aanwezig in de watervoorziening van veel gemeenschappen in Mexico (en andere landen), en tenzij specifiek gefilterd, zullen gifstoffen uit deze amoebe een ziekte veroorzaken die een vakantie kan verpesten. Na verloop van tijd zal je lichaam wennen aan de gifstoffen, maar aangezien velen van ons slechts korte tijd worden blootgesteld, zal ons lichaam het niet aankunnen. Het drinken van gefilterd water moet voorkomen dat je in contact komt met deze ziekte. Op de Bad Bug Book-website staat een beschrijving van deze ziekte.

Flagellated Protozoa

De flagellaten gebruiken een of meer flagellen voor voortbeweging. Ze missen meestal celwanden en chloroplasten, die in het algemeen heterotroof zijn. Trypanosomen hebben twee gastheren nodig, één een zoogdier, om hun levenscyclus te voltooien en veroorzaken de ziekten Afrikaanse slaapziekte, de ziekte van Chagas en leishmaniasis. Trichonymfen zijn symbionten in de darmen van termieten.

Sporozoën

Leden van deze groep veroorzaken malaria en toxoplasmose. De levensgeschiedenis van elk organisme laat het een andere gastheer infecteren voor een deel van zijn groei. Toxoplasmose wordt overgedragen van katten op mensen, waarbij tussen de 7 en 72% van de bevolking besmet is, afhankelijk van het geografische gebied.

Malaria besmet naar schatting 300 miljoen mensen en wordt verspreid door muggen, transfusies en gedeelde injectienaalden. Beheersing van muggenpopulaties heeft in veel gebieden geleid tot een afname van malaria. Geïnfecteerde personen kunnen worden behandeld met een verscheidenheid aan medicijnen. Sommige van de sporozoën die malaria veroorzaken, hebben echter immuniteit ontwikkeld tegen enkele van de meer algemeen gebruikte medicijnen.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Ciliaten

Ciliaten zijn complexe, heterotrofe protozoën die geen celwanden hebben en meerdere kleine trilhaartjes gebruiken voor voortbeweging. Om de celgrens sterker te maken, hebben ciliaten een vliesje, een soort taaier membraan waardoor ze toch van vorm kunnen veranderen. De meeste van de 8000 soorten zijn zoetwater. De meeste ciliaten hebben twee kernen: een macronucleus die honderden kopieën van het genoom bevat en de stofwisseling regelt, en een enkele kleine micronucleus die een enkele kopie van het genoom bevat en bij seksuele voortplanting functioneert. Paramecium is een veel voorkomende ciliaat die wordt gezien door studenten in inleidende biologielessen. .

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Paramecium multimicronucleatum - Ciliated Protozoa (SEM x1600). Deze afbeelding is copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/

Aangezien ciliaten (veel zoetwaterprotozoën) hypotoon zijn, is het verwijderen van water dat het celmembraan passeert door osmose een groot probleem. Een veelgebruikt mechanisme is een contractiele vacuole. Water wordt opgevangen in de centrale ring van de vacuole en actief vanuit de cel getransporteerd

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Voedsel wordt in de cel gebracht door een orale groef (of slokdarm), waar kleine deeltjes van het voedsel worden gefagocyteerd in voedselvacuolen. Deze reizen door het cytoplasma en worden verteerd, waarbij de moleculen uiteindelijk in het cytoplasma terechtkomen.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Ciliaten reizen langs een spiraalvormig pad, waarbij de cel langs zijn lange as roteert en de bewegingsrichting lijkt op een sinusgolf.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Algen | Terug naar boven

Algen zijn een polyfyletische groep die verschillende kleinere monofyletische groepen omvat. Het fossielenbestand van algen dateert uit het precambrium (mogelijk de Bitter Springs Formation, 1,2-1,4 miljard jaar oud), met onmiskenbare algen die verschijnen tijdens het Paleozoïcum, ongeveer 500 miljoen jaar geleden.

De meeste algen maken ten minste een deel van de tijd gebruik van fotosynthese. Algen worden onderverdeeld naar hun type wand, fotosynthetische pigmenten en wijze van bewaren van voedsel. Fotosynthetische pigmenten en opslag van suikers zijn behoorlijk divers binnen de algen. Algen zijn belangrijke componenten van het fytoplankton, een belangrijke bron van zuurstof en de basis van veel voedselwebben in de oceanen en in zoet water. Lichaamsstijlen variëren van eencellig tot koloniaal (mogelijk eenvoudig meercellig).

Euglenophyta

Organismen in de Euglenophyta hebben twee flagella, een samentrekkende vacuole, een fotoreceptieve oogvlek, verschillende chloroplasten, missen een celwand en kunnen leven als autotrofen of heterotrofen. Sommige autotrofe soorten Euglena worden heterotroof wanneer de lichtniveaus laag zijn.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Chrysophyta

Deze groep van zoetwater-, zee- en terrestrische algen omvat de goudbruine algen en diatomeeën. Voedsel wordt opgeslagen als oliën en fotosynthetische pigmenten omvatten chlorofyl a en c en gele carotenoïde pigmenten.

Diatomeeën scheiden een siliciumdioxide-omhulsel (frustule genaamd) af dat de fossiele afzettingen vormt die bekend staan ​​​​als diatomeeënaarde, die wordt gebruikt in filters en als schuurmiddel in polijstverbindingen. Diatomeeën zijn verdeeld in twee groepen, de pennaleanen met bilaterale symmetrie en langwerpige vorm, en een andere, de centraleanen, met radiale symmetrie en een ronde vorm. Bepaalde diatomeeën zijn ook belangrijke indicatoren voor de waterkwaliteit, terwijl andere nuttige fossielen zijn voor ouderdomsdatering in Kwartaire afzettingen.

Het bovenstaande differentiële interferentiecontrast (DIC) beeld van Epithemia smithii is gewijzigd van http://www.umich.edu/

Centric Diatomeeënsilica Skelet (SEM x7.220). Deze afbeelding is copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/

Zoutwater Pennate Diatomeeën Frustule (SEM x4.800). Deze afbeelding is copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/

Pyrrophyta, de dinoflagellaten

Dinoflagellaten hebben twee flagellen die verschijnen in de buurt van het midden van de cel, de ene omgordt de omtrek van de cel, de andere loopt parallel aan de lange as van de cel. Leden van deze groep hebben celwanden en slaan overtollige suikers op als zetmeel. Sommige dinoflagellaten zijn ook "gepantserd", met talrijke platen die de cel bedekken. Versiering op deze borden kan best mooi zijn. Bepaalde dinoflagellaten leven symbiotisch in koralen en staan ​​bekend als zoöxanthellen. De meeste dinoflagellaten zijn autotroop, met chlorofyl a , chlorofyl c , een uniek pigment peridine en andere carotenoïden. Sommige dinoflagellaten zijn heterotroof. Celdeling in dinoflagellaten verschilt van de meeste protistanen, waarbij chromosomen zich hechten aan de nucleaire envelop en uit elkaar worden getrokken als de nucleaire envelop zich uitstrekt. Tijdens celdeling in de meeste andere eukaryoten lost de nucleaire envelop op.

Het fossielenbestand van dinoflagellaten is uitstekend, waarbij de meeste palynologen fossielen uit het Trias accepteren als vertegenwoordigers van een bepaald stadium van de levensgeschiedenis van dinoflagellaten. Dinoflagellaat-achtige fossielen zijn gemeld uit het Ordovicium, maar geen in de 200 miljoen jaar durende kloof tussen die periode en het Trias. Acritarchen, een overvloedige groep precambrische en paleozoïsche microfossielen, kunnen gedeeltelijk dinoflagellaten zijn of kunnen ook een andere groep algen vertegenwoordigen.

Dinoflagellaat, Peridinium sp. (SEM x 3.500). Deze afbeelding is copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/

Rode vloed wordt veroorzaakt door bevolkingsexplosies van bepaalde dinoflagellaten die een neurotoxine in het milieu afgeven. Schelpdieren concentreren dit toxine en het kan mensen doden die de besmette schaaldieren eten. Woods Hole Oceanographic Institute onderhoudt een mooie pagina waarin wordt beschreven wat schadelijke algenbloei (HAB's) zijn?

Visdoden zijn in verband gebracht met de dinoflagellaat Pfiesteria.

Rhodophyta, de rode algen

Rode algen bevatten grote hoeveelheden van het rode pigment phycoerythrin, variërend van eencellig tot meercellig, soms meer dan een meter lang. Van rode algen wordt gedacht dat ze zijn ontstaan ​​door symbiose van cyanobacteriën (die ook fyco-erythrine bevatten). Sommige rode algen leveren een belangrijke bijdrage aan tropische riffen. Carrageen is een toevoeging aan puddingen en ijsjes. In sommige Japanse gerechten worden gedroogde velletjes rode algen gebruikt.

De afbeelding linksboven van een stuk van de rode alg Erythrophyllum delesseriodes is van http://www.sonoma.edu/biology/algae/Erythrophyllum.html. De afbeelding rechts is Microcladia coulteri van http://www.sonoma.edu/biology/algae/Microcladia.html.

Phaeophyta, de bruine algen

Bruine algen zijn meercellig, hebben het accessoire pigment fucoxanthine (een bruin pigment) en omvatten de gigantische kelp die meer dan 100 meter lang kan zijn. Bruine algen worden gebruikt in voedingsmiddelen, diervoeders en meststoffen en als bron voor alginaat, een chemische emulgator die wordt toegevoegd aan ijs, saladedressing en snoep.

Fucus is een bruine alg gedifferentieerd in een drijvend "blad", drijfblaas, stengel (of steel) en basale houvast. Sargassum, gebruikelijk in het Sargasso-zeegebied van de Atlantische Oceaan, drijft en behoudt zijn positie door een drijfblaas gevuld met gas.

Chlorophyta, de groene algen

Groene algen hebben celwanden van cellulose, chlorofyl a en b, slaan overtollig fotosynthetisch product op als zetmeel en worden lange tijd beschouwd als de onbetwiste voorouders van planten. Lichaamstypes in de groene algen omvatten eencellig tot koloniaal en eenvoudig meercellig.

Binnen deze groep blijken Chlamydomonas en soortgelijke cellen een startpunt te zijn. Autotrofe, eencellige vormen met een enkele, komvormige chloroplast en twee apicaal ingebrachte flagella, deze kleine cellen hebben ook een samentrekkende vacuole en pyrenoïde. Overtollige suikers worden opgeslagen als zetmeel rond de pyrenoïde.

Meercellige groene algen hebben een bepaalde taakverdeling en produceren verschillende voortplantingscellen en structuren. Ulva, de zeesla, vertoont een afwisseling van generaties en produceert vrijlevende gametofyt- en sporofytvormen. De gewone zeesla is meestal haploïde (de gametofyt) en plant zich ongeslachtelijk voort. Gameten worden geproduceerd door mitose, fuseren en produceren een diploïde zygote. De 2n zygote ontkiemt en groeit uit tot de sporofyt. Meiose treedt op in bepaalde cellen in de sporofyt, waarbij haploïde zwemsporen worden geproduceerd die zich op de oceaanbodem zullen vestigen en het volgende generatie haploïde gametofytstadium produceren.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Filameteuze algen produceren gameten door mitose in één cel van het filament. Deze gameten komen vrij, smelten samen om een ​​diploïde zygote te vormen die spoedig meiose ondergaat om hapoïde zoösporen te produceren die zwemmen, op de zeebodem rusten en zich ontwikkelen tot de gametofytfase van de volgende generatie.

Afbeelding van W.H. Freeman en Sinauer Associates, gebruikt met toestemming.

Slijmvormen

Slijmzwammen worden vaak geclassificeerd als schimmels, hoewel de meeste specialisten ze nu als een groep protistanen beschouwen. Ze zijn niet nauw verwant aan andere groepen planten of dieren. Slijmzwammen, die een deel van hun leven als eencellige vormen doorbrengen, kunnen aggregeren tot meercellige vormen. Ze kunnen dus een overgang vertegenwoordigen tussen eencellige en meercellige vormen, de tweede grote vooruitgang na de evolutie van eukaryote cellen.


Beweeglijkheid

De meeste protisten zijn beweeglijk, maar verschillende soorten protisten hebben verschillende bewegingsmodi ontwikkeld (zie onderstaande afbeelding). Sommige protisten hebben een of meer flagellen, die ze draaien of zweepslagen. Anderen zijn bedekt met rijen of plukjes kleine trilhaartjes die ze gecoördineerd verslaan om te zwemmen. Weer anderen vormen overal op de cel cytoplasmatische extensies die pseudopodia worden genoemd, verankeren de pseudopodia aan een substraat en trekken zichzelf naar voren. Sommige protisten kunnen naar of weg van een stimulus gaan, een beweging die taxi's wordt genoemd. Beweging naar het licht, fototaxis genoemd, wordt bereikt door hun voortbewegingsstrategie te koppelen aan een lichtgevoelig orgaan.

Protisten gebruiken verschillende methoden voor transport. (een) Paramecium golven haarachtige aanhangsels genaamd trilhaartjes om zichzelf voort te stuwen. (B) Amoebe gebruikt kwabachtige pseudopodia om zichzelf te verankeren aan een vast oppervlak en zichzelf naar voren te trekken. (C) Euglena gebruikt een zweepachtige staart, een flagellum genaamd, om zichzelf voort te stuwen.


Reproductiemethoden bij protisten (met diagram)

Er is maar één ouder bij betrokken. Alle ongeslachtelijk voortgebrachte jongen hebben dezelfde genetische samenstelling als die van de ouder en worden klonen genoemd.

Aseksuele voortplanting kan op de volgende manieren plaatsvinden:

Het is de verdeling van het ouderlichaam in twee gelijke dochterindividuen door mitose. Voorbeelden: Amoeba, Euglena en Paramecium.

Het is de verdeling van het ouderorganisme in verschillende dochterindividuen. Voorbeelden: Amoebe en Plasmodium.

Het is de verdeling van de multinucleaire protist in twee of meer multinucleaire nakomelingen door de deling van cytoplasma zonder nucleaire deling. Het komt voor in Opalina.

Bij sommige protisten worden sporen gevormd voor ongeslachtelijke voortplanting. Sporen hebben een soort bedekking om ongunstige omstandigheden te weerstaan. Bij ontkieming geeft elke spore aanleiding tot een nieuw individu. Voorbeeld: Slijmzwammen.

Bij het ontluiken ontwikkelt zich een kleine uitgroei van het ouderlichaam dat zich scheidt en zich ontwikkelt tot een nieuw individu. Voorbeeld: Arcella (een sarcodine)

Methode # 2. Seksuele reproductie:

Het is ontstaan ​​in protisten. Seksuele reproductie omvat twee fundamentele processen meiose die het aantal chromosomen van 2n naar in vermindert en bevruchting of fusie van twee in gameten om een ​​2n-zygote (bevruchte eicel) te vormen.

Meiose is essentieel bij seksuele voortplanting omdat het het aantal chromosomen in gameten tot de helft reduceert, zodat na bevruchting het aantal chromosomen in een soort constant wordt gehouden.

Er zijn twee methoden voor seksuele voortplanting:

Het is een volledige fusie van twee gameten om diploïde zygoten te produceren.

Syngamie is van drie soorten:

(i) Isogamie (twee fuserende gameten zijn vergelijkbaar, bijvoorbeeld Monocystis),

(ii) Anisogamy (two fusing gametes are dissimilar, e.g., Ceratium) and

(iii) Oogamy (large non-motile ga­metes are fertilized by smaller motile gametes, e.g., Plasmodium).

It is tempo­rary union of two individuals to exchange their haploid pronuclear to from a zygote nucleus. Each individual with zygote nucleus produces daugh­ter invidious by binary fission. It occurs in Paramecium.


R- and K-tactics in the evolution of protist developmental systems: Cell and genome size, phenotype diversifying selection, and cell cycle patterns

I outline the significance for protist evolution of the R-, K-selection spectrum, and of my earlier theory that the most fundamental way organisms adapt to this spectrum is by evolutionary variations in their cell volumes, cell growth rates and genome sizes. Then I introduce the concept of phenotype diversifying selection this refers to those selective forces which favour an increase in the number of phenotypes produced during a single life cycle by an organism's genotype and epigenetic system. These ideas are then used to discuss the evolution of protist development, with special reference to modifications of the cell cycle whose evolutionary causes and consequences can be related to K-selection for large size and R-selection for rapid reproduction. The significance of multiple fission, syncytia, multicellularity, nuclear dimorphism plus polyploidy, and reversible polyploidy, is treated in detail. Predictions are made of the effects of these different developmental patterns on genome size and the distribution and amounts of nucleoskeletal RNA and heterochromatin. I suggest that heterochromatin exists primarily because of phenotype diversifying selection for differing nuclear volumes. The possibility of applying these ideas to other cell properties like mitotic or cytokinetic mechanisms is also briefly discussed.


Gratis antwoord

Explain in your own words why sexual reproduction can be useful if a protist’s environment changes.

The ability to perform sexual reproduction allows protists to recombine their genes and produce new variations of progeny that may be better suited to the new environment. In contrast, asexual reproduction generates progeny that are clones of the parent.

Giardia lamblia is a cyst-forming protist parasite that causes diarrhea if ingested. Given this information, against what type(s) of environments might G. lamblia cysts be particularly resistant?

As an intestinal parasite, Giardia cysts would be exposed to low pH in the stomach acids of its host. To survive this environment and reach the intestine, the cysts would have to be resistant to acidic conditions.


Taxonomische groep Fotosynthetische pigmenten