Mitä Protistit Ovat?

Protistit ovat monimuotoinen eliökokoelma. Vaikka poikkeuksia on, ne ovat pääasiassa mikroskooppisia ja yksisoluisia eli koostuvat yhdestä solusta. Protistien soluilla on hyvin järjestäytynyt tuma ja erikoistuneet solukoneistot, joita kutsutaan organelleiksi.

aikoinaan yksinkertaiset eliöt kuten Amebat ja yksisoluiset levät luokiteltiin yhteen taksonomiseen luokkaan: kuningaskilpikonna. Paremman geneettisen informaation ilmaantuminen on kuitenkin sittemmin johtanut eri protistiryhmien evolutionaaristen suhteiden selkeämpään ymmärtämiseen,ja tämä luokittelujärjestelmä lakkautettiin. Protistien ja heidän evolutionaarisen historiansa ymmärtäminen on edelleen tieteellisen löydön ja keskustelun aihe.

ominaisuudet

kaikki elävät organismit voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään — prokaryootteihin ja eukaryootteihin — jotka erotetaan toisistaan niiden solujen suhteellisen monimutkaisuuden perusteella. Toisin kuin prokaryoottisolut, eukaryoottisolut ovat hyvin järjestäytyneitä. Bakteerit ja arkeonit ovat prokaryootteja, kun taas kaikki muut elävät eliöt — protistit, kasvit, eläimet ja sienet — ovat eukaryootteja.

monet monimuotoiset eliöt kuten levät, Amebat, siiliat (kuten paramecium) sopivat protistin yleiseen monikielisyyteen. ”Yksinkertaisin määritelmä on, että protistit ovat kaikkia eukaryoottisia eliöitä, jotka eivät ole eläimiä, kasveja tai sieniä”, sanoi Alastair Simpson, Dalhousien yliopiston biologian laitoksen professori. Valtaosa protisteista on Simpsonin mukaan yksisoluisia tai muodostaa pesäkkeitä, jotka koostuvat yhdestä tai muutamasta erillisestä solulajista. Lisäksi hän selitti, että ruskeiden levien ja tiettyjen punalevien joukossa on esimerkkejä monisoluisista protisteista.

soluilla

kuten kaikilla eukaryoottisoluilla, protisteilla on tunnusomainen keskusosasto eli Tuma, jossa on niiden geneettinen materiaali. Niillä on myös erikoistuneita solukoneistoja, organelleja, jotka suorittavat määritettyjä toimintoja solun sisällä. Fotosynteettiset protistit kuten erilaiset levät sisältävät plastideja. Nämä organellit toimivat yhteyttämispaikkana (prosessi, jossa auringonvalo kerää ravinteita hiilihydraattien muodossa). Joidenkin protistien plastidit ovat samanlaisia kuin kasveilla. Simpsonin mukaan toisilla protisteilla on plastideja, jotka eroavat toisistaan värin, fotosynteettisten pigmenttien repertuaarin ja jopa organellia ympäröivien kalvojen määrän suhteen, kuten diatomeilla ja dinoflagellaateilla, jotka muodostavat meressä kasviplanktonia.

useimmilla protisteilla on mitokondriot eli organelli, joka tuottaa solujen käyttöön energiaa. Poikkeuksena ovat jotkut protistit, jotka elävät anoksisissa olosuhteissa eli ympäristöissä, joissa ei ole happea, kertoo Los Angelesin Kalifornian yliopiston julkaisema verkkolähde. He käyttävät organellea nimeltä hydrogenosomi (joka on suuresti muunneltu versio mitokondrioista) osaan energiantuotannostaan. Esimerkiksi sukupuoliteitse tarttuva loinen Trichomonas vaginalis, joka tarttuu ihmisen emättimeen ja aiheuttaa trikomoniaasia, sisältää hydrogenosomeja.

ravitsemus

Protistit saavat ravintoa monin tavoin. Simpsonin mukaan protistit voivat olla fotosynteettisiä tai heterotrofeja (eliöitä, jotka etsivät ulkopuolelta ravinnonlähteitä orgaanisen materiaalin muodossa). Heterotrofiset protistit puolestaan jaetaan kahteen luokkaan: fagotrofeihin ja osmotrofeihin. Fagotrofit käyttävät soluruumiitaan ympäröimään ja nielemään ruokaa, usein muita soluja, kun taas osmotrofit imevät ravinteita ympäröivästä ympäristöstä. ”Aika monet yhteyttävistä muodoista ovat myös fagotrofisia”, Simpson kertoi Live Sciencelle. ”Tämä pätee todennäköisesti esimerkiksi useimpiin’ levä – ’ dinoflagellaatteihin. Niillä on omat plastikkinsa, mutta ne syövät mielellään myös muita eliöitä.”Tällaisia eliöitä kutsutaan mixotrofeiksi, mikä kuvastaa niiden ravintotottumusten sekamelskaa.

lisääntyminen

useimmat protistit lisääntyvät Simpsonin mukaan pääasiassa suvuttomien mekanismien kautta. Tämä voi olla binäärinen fissio, jossa emosolu jakautuu kahdeksi identtiseksi soluksi tai monifissio, jossa emosolu synnyttää useita identtisiä soluja. Simpson lisäsi, että useimmilla protisteilla on todennäköisesti myös jonkinlainen seksuaalinen kiertokulku, mutta tämä on hyvin dokumentoitu vain joissakin ryhmissä.

luokitus: alkueläimistä Protistaan ja sen jälkeen

protistien luokitteluhistoria jäljittää käsitystämme näistä erilaisista eliöistä. Protistien luokittelun pitkä historia on usein monimutkainen, ja se on tuonut tieteelliseen sanakirjaan kaksi termiä, joita käytetään vielä nykyäänkin: alkueläimet ja protistit. Näiden termien merkitys on kuitenkin myös kehittynyt ajan myötä.

havaittava elollinen maailma jakautui aikoinaan siististi kasvien ja eläinten kesken. Mutta erilaisten mikroskooppisten eliöiden (mukaan lukien ne, jotka nykyään tunnetaan protisteina ja bakteereina) löytäminen sai aikaan tarpeen ymmärtää, mitä ne olivat ja mihin ne taksonomisesti sopivat.

tutkijoiden ensimmäinen vaisto oli suhteuttaa nämä eliöt kasveihin ja eläimiin turvautumalla morfologisiin ominaisuuksiin. Termin alkueläimet (monikko: alkueläimet tai alkueläimet), joka tarkoittaa ”varhaisia eläimiä”, otti vuonna 1820 käyttöön luonnontieteilijä Georg A. Goldfuss International Microbiology-lehdessä vuonna 1999 julkaistun artikkelin mukaan. Tätä termiä käytettiin kuvaamaan eliökokoelmaa, johon kuului muun muassa siliaatteja ja koralli. Saksalainen tiedemies Carl Theodor von Seibold perusti vuonna 1845 alkueläimen eläinkunnan pääjaksoksi eli alaryhmäksi. Tähän pääjaksoon kuuluivat eräät siliatit ja Amebat, joita von Seibold kuvaili yksisoluisiksi eläimiksi. Vuonna 1860 alkueläinten käsitettä tarkennettiin ja paleontologi Richard Owen korotti ne taksonomiseksi kuningaskunnaksi. Tämän valtakunnan alkueläinten jäsenillä oli Owenin mukaan sekä kasveille että eläimille yhteisiä piirteitä.

vaikka kunkin luokittelun tieteelliset perustelut viittasivat siihen, että alkueläimet olivat kasvien ja eläinten alkeellisia versioita, näiden eliöiden evoluutiosuhteista ei ollut tieteellistä näyttöä (International Microbiology, 1999). Simpsonin mukaan nykyään ”alkueläimet” on mukavuussana, jota käytetään viittaamaan protistien osajoukkoon, eikä se ole taksonominen ryhmä. ”Jotta niitä voidaan kutsua alkueläimiksi, niiden täytyy olla ei-yhteyttäviä eivätkä kovin sienimäisiä”, Simpson kertoi Live Sciencelle.

termin protista, joka tarkoittaa ”kaikkien ensimmäistä eli alkukantaista”, otti käyttöön saksalainen tiedemies Ernst Haeckel vuonna 1866. Hän ehdotti Protistaa kolmanneksi taksonomiseksi kuningaskunnaksi Plantaen ja Animalian lisäksi, joka koostuisi kaikista eliöiden ”alkeellisista muodoista”, myös bakteereista (International Microbiology, 1999).

tämän jälkeen valtakunnan Protistaa on hiottu ja määritelty uudelleen monta kertaa. Eri eliöt liikkuivat sisään ja ulos (erityisesti bakteerit siirtyivät omaan taksonomiseen kuningaskuntaansa). Amerikkalainen tutkija John Corliss ehdotti 1980-luvulla Protistan nykyaikaista iterointia, jossa hänen versionsa sisälsi monisoluiset punaiset ja ruskeat levät, joita pidetään protisteina vielä nykyäänkin.

tutkijat ovat usein samaan aikaan väitelleet valtakunnan nimistä ja siitä, mitkä eliöt kelpasivat (esimerkiksi vielä toisen valtakunnan, Protoctistan, versioita oli vuosien varrella ehdotettu). On kuitenkin tärkeää huomata, että näiden ryhmien taksonomian ja evolutionaaristen suhteiden välillä ei ole korrelaatiota. Simpsonin mukaan nämä ryhmittymät eivät olleet monofyleettisiä, eli ne eivät edustaneet yhtä ainoaa, kokonaista elämän puun oksaa, toisin sanoen esi-isää ja kaikkia sen jälkeläisiä.

nykyluokitus on siirtynyt morfologiaan perustuvasta järjestelmästä geneettisiin yhtäläisyyksiin ja eroihin perustuvaan järjestelmään. Tuloksena on eräänlainen sukupuu, joka kartoittaa eri eliöiden välisiä evoluutiosuhteita. Tässä järjestelmässä on kolme elämän päähaaraa eli” domeenia”: bakteerit, Arkaaiat (molemmat prokaryootteja) ja eukaryootteja (eukaryootteja).

eukaryoottien piirissä protistit eivät ole enää yksi ryhmä. Niitä on jaettu uudelleen sukupuun eri haarojen kesken. Simpsonin mukaan tiedämme nyt suurimman osan protistien evolutionaarisista suhteista, ja ne ovat usein vastavaikutteisia. Hän mainitsi esimerkkinä dinoflagellaattilevät, jotka ovat läheisempää sukua malarialoiselle kuin piilevät (toinen leväryhmä) tai jopa maakasvit.

jäljellä on vielä kiperiä kysymyksiä. ”Emme yksinkertaisesti tiedä, mikä oli varhaisin jako niiden sukujuurien joukossa, jotka johtivat eläviin eukaryootteihin”, Simpson kertoi Live Sciencelle. Tätä kohtaa kutsutaan eukaryoottisen elämän puun ”juureksi”. Juuren paikantaminen vahvistaa käsitystä eukaryoottisesta alkuperästä ja niiden myöhemmästä kehityksestä. Kuten kirjailija Tom Williams sanoi vuonna 2014 artikkelissa julkaistu journal Current Biology, ”eukaryoottinen puu, juuriasento on kriittinen tunnistaa geenit ja piirteet, jotka ovat saattaneet olla läsnä esi eukaryootti, jäljittää kehitystä näiden ominaisuuksien koko eukaryoottinen säteily, ja luoda syvät suhteet suurten eukaryoottisten ryhmien.”

merkitys

Protistit ovat vastuussa monista ihmisten sairauksista, kuten malariasta, unitaudista, amebataudista ja trikomoniaasista. Ihmisillä esiintyvä Malaria on tuhoisa tauti. Sen aiheuttaa viisi Plasmodium-loisen lajia, jotka naaras Anopheles-hyttyset siirtävät ihmiseen, mukaan Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Plasmodium falciparum-laji tarttuu punasoluihin, lisääntyy nopeasti ja tuhoaa ne. Infektio voi myös saada punasolut tarttumaan pienten verisuonten seinämiin. Tämä aiheuttaa mahdollisesti kuolemaan johtavan komplikaation, jota kutsutaan aivomalariaksi (CDC: n mukaan). Maailman terveysjärjestö WHO: n mukaan Plasmodium falciparum on ihmisille yleisin ja tappavin. Heidän tuoreen malariatiedotteensa mukaan vuonna 2015 maailmassa oli arviolta 438 000 malarian aiheuttamaa kuolemaa, joista suurin osa (90 prosenttia) tapahtui Afrikassa. Esiintyvyyden (uusien tapausten) ja kuolleisuuden vähentämisessä on edistytty jonkin verran toimittamalla hyönteismyrkyllä käsiteltyjä hyttysverkostoja, ruiskuttamalla hyttysiä ja parantamalla diagnostiikkaa. Vuosina 2000-2015 ilmaantuvuus laski maailmanlaajuisesti 37 prosenttia ja kuolleisuus 60 prosenttia. WHO: n tavoitteena on poistaa malaria ainakin 35 maasta vuoteen 2030 mennessä.

Protisteilla on myös tärkeä rooli ympäristössä. Encyclopedia of Life Sciences (eLS) – sivustolla vuonna 2009 julkaistun katsausartikkelin mukaan lähes 50 prosenttia maapallon fotosynteesistä tapahtuu levien välityksellä. Protistit toimivat hajottajina ja auttavat ravinteiden kierrättämisessä ekosysteemien kautta, todetaan ACTA Protozoologica-lehdessä vuonna 2002 julkaistussa katsausartikkelissa. Lisäksi protistit syövät ja kontrolloivat bakteeripopulaatioita erilaisissa vesiympäristöissä, kuten avovedessä, vesilaitoksissa ja jätevedenpuhdistusjärjestelmissä (ACTA Protozoologica, 2002). ”Jos kaikki protistit poistettaisiin maailmasta, ekosysteemi romahtaisi todella nopeasti”, Simpson sanoi.

luotto: Monkey Business Images /