Cosa sono i protisti?

I protisti sono una collezione diversificata di organismi. Mentre esistono eccezioni, sono principalmente microscopiche e unicellulari, o costituite da una singola cellula. Le cellule dei protisti sono altamente organizzate con un nucleo e macchinari cellulari specializzati chiamati organelli.

Un tempo, organismi semplici come le amebe e le alghe unicellulari erano classificati insieme in un’unica categoria tassonomica: il regno Protista. Tuttavia, l’emergere di informazioni genetiche migliori ha portato a una comprensione più chiara delle relazioni evolutive tra diversi gruppi di protisti, e questo sistema di classificazione è stato reso defunto. Comprendere i protisti e la loro storia evolutiva continua ad essere una questione di scoperta scientifica e discussione.

Caratteristiche

Tutti gli organismi viventi possono essere ampiamente divisi in due gruppi — procarioti ed eucarioti — che si distinguono per la relativa complessità delle loro cellule. In contrasto con le cellule procariotiche, le cellule eucariotiche sono altamente organizzate. Batteri e archaea sono procarioti, mentre tutti gli altri organismi viventi — protisti, piante, animali e funghi — sono eucarioti.

Molti organismi diversi tra cui alghe, amebe, ciliati (come il paramecio) si adattano al moniker generale di protist. “La definizione più semplice è che i protisti sono tutti gli organismi eucariotici che non sono animali, piante o funghi”, ha detto Alastair Simpson, professore del dipartimento di biologia dell’Università di Dalhousie. La stragrande maggioranza dei protisti sono colonie unicellulari o formano costituiti da uno o un paio di tipi distinti di cellule, secondo Simpson. Ha inoltre spiegato che ci sono esempi di protisti multicellulari tra le alghe brune e alcune alghe rosse.

Cellule

Come tutte le cellule eucariotiche, quelle dei protisti hanno un caratteristico compartimento centrale chiamato nucleo, che ospita il loro materiale genetico. Hanno anche macchinari cellulari specializzati chiamati organelli che eseguono funzioni definite all’interno della cellula. I protisti fotosintetici come i vari tipi di alghe contengono plastidi. Questi organelli servono come sito di fotosintesi (il processo di raccolta della luce solare per produrre sostanze nutritive sotto forma di carboidrati). I plastidi di alcuni protisti sono simili a quelli delle piante. Secondo Simpson, altri protisti hanno plastidi che si differenziano per il colore, il repertorio di pigmenti fotosintetici e persino il numero di membrane che racchiudono gli organelli, come nel caso delle diatomee e dei dinoflagellati, che costituiscono il fitoplancton nell’oceano.

La maggior parte dei protisti hanno mitocondri, l’organello che genera energia per le cellule da utilizzare. Le eccezioni sono alcuni protisti che vivono in condizioni anossiche, o ambienti privi di ossigeno, secondo una risorsa online pubblicata dalla University of California, Los Angeles. Usano un organello chiamato idrogenosoma (che è una versione notevolmente modificata dei mitocondri) per alcuni della loro produzione di energia. Ad esempio, il parassita sessualmente trasmesso Trichomonas vaginalis, che infetta la vagina umana e causa la tricomoniasi, contiene idrogenosomi.

Nutrizione

I protisti ottengono nutrizione in diversi modi. Secondo Simpson, i protisti possono essere fotosintetici o eterotrofi (organismi che cercano fonti esterne di cibo sotto forma di materiale organico). A loro volta, i protisti eterotrofi si dividono in due categorie: fagotrofi e osmotrofi. I fagotrofi usano il loro corpo cellulare per circondare e inghiottire il cibo, spesso altre cellule, mentre gli osmotrofi assorbono i nutrienti dall’ambiente circostante. “Alcune delle forme fotosintetiche sono anche fagotrofiche”, ha detto Simpson a Live Science. “Questo è probabilmente vero per la maggior parte dei dinoflagellati ‘algali’, ad esempio. Hanno i loro plastidi, ma mangeranno anche felicemente altri organismi.”Tali organismi sono chiamati mixotrofi, riflettendo la natura mista delle loro abitudini nutrizionali.

Riproduzione

La maggior parte dei protisti si riproducono principalmente attraverso meccanismi asessuati secondo Simpson. Ciò può includere la fissione binaria, in cui una cella genitore si divide in due celle identiche o fissione multipla, in cui la cella genitore dà origine a più celle identiche. Simpson ha aggiunto che la maggior parte dei protisti probabilmente hanno anche una sorta di ciclo sessuale, però, questo è solo ben documentato in alcuni gruppi.

Classificazione: da Protozoi a Protisti e oltre

La storia di classificazione dei protisti traccia la nostra comprensione di questi diversi organismi. Spesso complessa, la lunga storia della classificazione protista ha introdotto due termini, ancora usati oggi, nel lessico scientifico: protozoi e protisti. Tuttavia, anche il significato di questi termini si è evoluto nel tempo.

Il mondo vivente osservabile era una volta diviso ordinatamente tra piante e animali. Ma la scoperta di vari organismi microscopici (compresi quelli che ora conosciamo come protisti e batteri) ha portato alla necessità di capire cosa fossero e dove si adattassero tassonomicamente.

Il primo istinto degli scienziati era quello di mettere in relazione questi organismi con piante e animali basandosi sulle caratteristiche morfologiche. Il termine protozoo (plurale: protozoi o protozoi), che significa “primi animali”, è stato introdotto nel 1820 dal naturalista Georg A. Goldfuss, secondo un articolo del 1999 pubblicato sulla rivista International Microbiology. Questo termine è stato usato per descrivere una collezione di organismi tra cui ciliati e coralli. Nel 1845, i protozoi furono stabiliti come phylum o sottoinsieme del regno animale dallo scienziato tedesco Carl Theodor von Seibold. Questo phylum includeva alcuni ciliati e amebe, che furono descritti da von Seibold come animali unicellulari. Nel 1860, il concetto di protozoi fu ulteriormente perfezionato e furono elevati al livello di un regno tassonomico dal paleontologo Richard Owen. I membri di questo Regno Protozoi, secondo Owen, avevano caratteristiche comuni sia alle piante che agli animali.

Sebbene la logica scientifica dietro ciascuna di queste classificazioni implicasse che i protozoi fossero versioni rudimentali di piante e animali, non vi erano prove scientifiche delle relazioni evolutive tra questi organismi (Microbiologia internazionale, 1999). Secondo Simpson, al giorno d’oggi” protozoi ” è un termine di convenienza usato in riferimento a un sottoinsieme di protisti, e non è un gruppo tassonomico. “Per essere chiamati protozoi, devono essere non fotosintetici e non molto simili a funghi”, ha detto Simpson a Live Science.

Il termine protista, che significa “il primo di tutti o primordiale” fu introdotto nel 1866 dallo scienziato tedesco Ernst Haeckel. Ha suggerito Protista come terzo regno tassonomico, oltre a Plantae e Animalia, costituito da tutte le “forme primitive” di organismi, compresi i batteri (Microbiologia internazionale, 1999).

Da allora, il regno Protista è stato perfezionato e ridefinito molte volte. Diversi organismi si muovevano dentro e fuori (in particolare, i batteri si spostavano in un regno tassonomico a sé stante). Lo scienziato americano John Corliss ha proposto una delle moderne iterazioni di Protista negli anni ‘ 80. La sua versione includeva le alghe rosse e brune multicellulari, che sono considerate protiste ancora oggi.

Gli scienziati, spesso contemporaneamente, hanno discusso i nomi dei regni e quali organismi erano ammissibili (per esempio, versioni di un altro regno, Protoctista era stato proposto nel corso degli anni). Tuttavia, è importante notare la mancanza di correlazione tra tassonomia e relazioni evolutive in questi raggruppamenti. Secondo Simpson, questi raggruppamenti non erano monofiletici, il che significa che non rappresentavano un singolo ramo intero dell’albero della vita; cioè un antenato e tutti i suoi discendenti.

La classificazione odierna si è spostata da un sistema basato sulla morfologia a uno basato su somiglianze e differenze genetiche. Il risultato è una sorta di albero genealogico, che traccia le relazioni evolutive tra vari organismi. In questo sistema ci sono tre rami principali o” domini ” della vita: Batteri, Archaea (entrambi procarioti) ed Eukarya (gli eucarioti).

All’interno del dominio eucariotico, i protisti non sono più un singolo gruppo. Sono stati ridistribuiti tra diversi rami dell’albero genealogico. Secondo Simpson, ora conosciamo la maggior parte delle relazioni evolutive tra i protisti, e queste sono spesso controintuitive. Ha citato l’esempio delle alghe dinoflagellate, che sono più strettamente legate al parassita della malaria che alle diatomee (un altro gruppo di alghe) o persino alle piante terrestri.

Ancora, ci sono domande urgenti che rimangono. “Semplicemente non sappiamo quale sia stata la prima divisione tra i lignaggi che hanno portato agli eucarioti viventi”, ha detto Simpson a Live Science. Questo punto è chiamato la “radice” dell’albero eucariotico della vita. L’individuazione della radice cementerà la comprensione delle origini eucariotiche e della loro successiva evoluzione. Come autore Tom Williams ha detto in un 2014 articolo pubblicato sulla rivista Current Biology, “Per eucariotica albero, la posizione della radice è fondamentale per l’identificazione di geni e caratteristiche che potrebbero essere stati presenti al ancestrale eucariote, per tracciare l’evoluzione di queste caratteristiche in tutto il eucariotica radiazioni, e per stabilire le relazioni profonde tra i principali gruppi di eucarioti.”