Czym Są Protisty?

protisty są różnorodnym zbiorem organizmów. Choć istnieją wyjątki, są one przede wszystkim mikroskopijne i jednokomórkowe, lub składa się z pojedynczej komórki. Komórki protistów są silnie zorganizowane z jądrem i wyspecjalizowaną maszynerią komórkową zwaną organellami.

kiedyś proste organizmy, takie jak ameby i jednokomórkowe glony, były klasyfikowane razem w jednej kategorii taksonomicznej: Królestwo Protista. Jednak pojawienie się lepszej informacji genetycznej doprowadziło do lepszego zrozumienia ewolucyjnych związków między różnymi grupami protistów, a ten system klasyfikacji został zlikwidowany. Zrozumienie protistów i ich ewolucyjnej historii nadal jest kwestią naukowych odkryć i dyskusji.

charakterystyka

wszystkie organizmy żywe można ogólnie podzielić na dwie grupy — prokarioty i eukarioty — które wyróżniają się względną złożonością ich komórek. W przeciwieństwie do komórek prokariotycznych, komórki eukariotyczne są silnie zorganizowane. Bakterie i archeony są prokariotami, podczas gdy wszystkie inne żywe organizmy-protisty, rośliny, zwierzęta i grzyby — są eukariotami.

wiele różnych organizmów, w tym glony, ameby, ciliaty (takie jak paramecium) pasuje do ogólnego przydomka Protista. „Najprostszą definicją jest to, że protisty to wszystkie organizmy eukariotyczne, które nie są zwierzętami, roślinami ani grzybami”, powiedział Alastair Simpson, profesor na Wydziale Biologii Uniwersytetu Dalhousie. Zdecydowana większość protistów jest jednokomórkowa lub tworzy kolonie składające się z jednego lub kilku różnych rodzajów komórek, według Simpsona. Ponadto wyjaśnił, że istnieją przykłady wielokomórkowych protistów wśród brązowych alg i niektórych czerwonych alg.

komórki

podobnie jak wszystkie komórki eukariotyczne, te u protistów mają charakterystyczny centralny przedział zwany jądrem, w którym mieści się ich materiał genetyczny. Posiadają również wyspecjalizowane maszyny komórkowe zwane organellami, które wykonują określone funkcje w komórce. Protisty fotosyntetyczne, takie jak różne rodzaje glonów, zawierają plastydy. Organelle te służą jako miejsce fotosyntezy (proces zbierania światła słonecznego w celu wytworzenia składników odżywczych w postaci węglowodanów). Plastydy niektórych protistów są podobne do tych roślin. Według Simpsona, inne protisty mają plastydy, które różnią się kolorem, repertuarem pigmentów fotosyntetycznych, a nawet liczbą błon otaczających organelle, jak w przypadku okrzemek i dinoflagellanów, które stanowią fitoplankton w oceanie.

Większość protistów ma mitochondria, organelle, które generują energię do wykorzystania przez komórki. Wyjątkami są niektóre protisty, które żyją w warunkach beztlenowych lub środowiskach pozbawionych tlenu, zgodnie z zasobem internetowym opublikowanym przez University of California, Los Angeles. Wykorzystują organelle zwane hydrogenosomem (który jest znacznie zmodyfikowaną wersją mitochondriów)do produkcji energii. Na przykład, przenoszony drogą płciową pasożyt Trichomonas vaginalis, który infekuje ludzką pochwę i powoduje rzęsistkowica, zawiera hydrogenosomy.

odżywianie

Protiści odżywiają się na wiele sposobów. Według Simpsona protistami mogą być fotosyntetyki lub heterotrofy (organizmy poszukujące zewnętrznych źródeł pożywienia w postaci materiału organicznego). Z kolei protisty heterotroficzne dzielą się na dwie kategorie: fagotrofy i osmotrofy. Fagotrofy wykorzystują swoje ciało komórkowe do otaczania i połykania pokarmu, często inne komórki, podczas gdy osmotrofy absorbują składniki odżywcze z otaczającego środowiska. „Sporo z form fotosyntetycznych są również fagotroficzne,” Simpson powiedział na żywo Nauka. „Odnosi się to prawdopodobnie do większości „glonów” dinoflagellates na przykład. Mają własne plastydy, ale chętnie zjadają też inne organizmy.”Takie organizmy nazywane są miksotropami, co odzwierciedla mieszaną naturę ich nawyków żywieniowych.

rozmnażanie

Większość protistów rozmnaża się głównie poprzez mechanizmy aseksualne według Simpsona. Może to obejmować rozszczepienie binarne, w którym komórka macierzysta dzieli się na dwie identyczne komórki lub rozszczepienie wielokrotne, w którym komórka macierzysta powoduje powstanie wielu identycznych komórek. Simpson dodał, że większość protistów prawdopodobnie ma również jakiś cykl seksualny, jednak jest to dobrze udokumentowane tylko w niektórych grupach.

Klasyfikacja: od pierwotniaków do Protista i dalej

historia klasyfikacji protistów śledzi nasze zrozumienie tych różnorodnych organizmów. Często złożona, długa historia klasyfikacji protistów wprowadziła do leksykonu naukowego dwa terminy, używane do dziś: pierwotniaki i protisty. Jednak znaczenie tych terminów również ewoluowało z czasem.

obserwowalny świat był kiedyś starannie podzielony między Rośliny i zwierzęta. Ale odkrycie różnych mikroskopijnych organizmów (w tym tego, co obecnie znamy jako protisty i bakterie) spowodowało potrzebę zrozumienia, czym one są i gdzie pasują taksonomicznie.

pierwszym instynktem naukowców było powiązanie tych organizmów z roślinami i zwierzętami, opierając się na cechach morfologicznych. Termin pierwotniaki (liczba mnoga: pierwotniaki lub pierwotniaki), oznaczający „wczesne zwierzęta”, został wprowadzony w 1820 roku przez przyrodnika Georga A. Goldfussa, zgodnie z artykułem opublikowanym w 1999 roku w czasopiśmie International Microbiology. Termin ten był używany do opisania kolekcji organizmów, w tym ciliates i koralowców. W 1845 roku pierwotniaki zostały założone jako grupa lub podgrupa królestwa zwierząt przez niemieckiego naukowca Carla Theodora von Seibolda. Ten rodzaj obejmował niektóre ciliates i ameby, które zostały opisane przez von Seibolda jako zwierzęta jednokomórkowe. W 1860 roku koncepcja pierwotniaków została udoskonalona i została podniesiona do poziomu królestwa taksonomicznego przez paleontologa Richarda Owena. Członkowie tego królestwa pierwotniaki, zdaniem Owena, mieli cechy wspólne zarówno dla roślin, jak i zwierząt.

chociaż naukowe uzasadnienie każdej z tych klasyfikacji sugerowało, że pierwotniaki były prymitywnymi wersjami roślin i zwierząt, nie było naukowych dowodów na ewolucyjne związki między tymi organizmami (International Microbiology, 1999). Według Simpsona, obecnie „pierwotniaki” są terminem wygodnym używanym w odniesieniu do podgrupy protistów i nie są grupą taksonomiczną. „Aby być nazywany pierwotniakiem, muszą być nie-fotosyntetyczne i nie bardzo grzybopodobne,” Simpson powiedział na żywo Nauka.

termin protista, oznaczający „pierwszy lub pierwotny” został wprowadzony w 1866 roku przez niemieckiego naukowca Ernsta Haeckela. Zaproponował Protistę jako trzecie Królestwo taksonomiczne, oprócz Plantae i Animalia, składające się ze wszystkich „prymitywnych form” organizmów, w tym bakterii (International Microbiology, 1999).

od tego czasu Królestwo Protista było wielokrotnie udoskonalane i redefiniowane. Różne organizmy przemieszczały się i wychodziły (w szczególności bakterie przenosiły się do własnego królestwa taksonomicznego). Amerykański naukowiec John Corliss zaproponował jedną z nowoczesnych iteracji Protista w latach 80. XX wieku. jego wersja obejmowała wielokomórkowe algi czerwone i brązowe, które do dziś uważane są za protisty.

naukowcy, często jednocześnie, debatowali nad nazwami królestw i które organizmy były kwalifikowane (na przykład, wersje jeszcze innego królestwa, Protoctista zostały zaproponowane na przestrzeni lat). Należy jednak zwrócić uwagę na brak korelacji między taksonomią a zależnościami ewolucyjnymi w tych grupach. Według Simpsona grupy te nie były monofiletyczne, co oznacza, że nie reprezentowały jednej, całej gałęzi drzewa życia, czyli przodka i wszystkich jego potomków.

dzisiejsza klasyfikacja przesunęła się z systemu opartego na morfologii na system oparty na podobieństwach i różnicach genetycznych. Rezultatem jest rodzaj drzewa genealogicznego, mapującego ewolucyjne relacje między różnymi organizmami. W tym systemie istnieją trzy główne gałęzie lub” domeny ” życia: bakterie, Archaea (obie prokariotyczne) i Eukarya (eukarioty).

w domenie eukariotycznej protisty nie są już jedną grupą. Zostały one rozdzielone pomiędzy różne gałęzie drzewa genealogicznego. Według Simpsona, znamy obecnie większość ewolucyjnych związków między protistami, które często są sprzeczne z intuicją. Przytoczył przykład glonów dinoflagellate, które są bliżej spokrewnione z pasożytem malarii niż z okrzemkami (inna grupa glonów), a nawet z roślinami lądowymi.

nadal pozostają naglące pytania. „Po prostu nie wiemy, co najwcześniejszy podział był wśród linii, które doprowadziły do żywych eukariotów,” Simpson powiedział żywej Nauki. Punkt ten nazywany jest „korzeniem” eukariotycznego drzewa życia. Określenie korzeni ugruntuje zrozumienie pochodzenia eukariotycznego i ich późniejszej ewolucji. Jak powiedział autor Tom Williams w artykule z 2014 roku opublikowanym w czasopiśmie Current Biology, ” dla drzewa eukariotycznego pozycja korzenia jest kluczowa dla identyfikacji genów i cech, które mogły być obecne w przodkach eukariotycznych, dla śledzenia ewolucji tych cech w całym promieniowaniu eukariotycznym i dla ustanowienia głębokich relacji między głównymi grupami eukariotycznymi.”

Znaczenie

protisty są odpowiedzialne za wiele chorób ludzkich, w tym malarię, chorobę snu, czerwonię amebiczną i rzęsistkowica. Malaria u ludzi to wyniszczająca choroba. Jest to spowodowane przez pięć gatunków pasożyta Plasmodium, które są przenoszone na ludzi przez samice komarów Anopheles, zgodnie z Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Gatunek Plasmodium falciparum infekuje czerwone krwinki, szybko się rozmnaża i niszczy je. Zakażenie może również spowodować, że czerwone krwinki przyklejają się do ścian małych naczyń krwionośnych. Powoduje to potencjalnie śmiertelne powikłanie zwane malarią mózgową (według CDC). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stwierdza, że Plasmodium falciparum jest najbardziej rozpowszechniony i śmiertelny dla ludzi. Zgodnie z ich najnowszym arkuszem informacyjnym dotyczącym malarii, w 2015 r. na świecie zginęło 438 000 osób z powodu malarii, z czego większość (90 procent) miała miejsce w Afryce. Poczyniono pewne kroki w zakresie zmniejszenia częstości występowania (występowania nowych przypadków) i śmiertelności, częściowo poprzez dostarczanie moskitier zawierających środki owadobójcze, opryskiwanie komarów i poprawę diagnostyki. W latach 2000-2015 wskaźnik zachorowalności spadł o 37 procent na świecie, a śmiertelność o 60 procent na świecie. WHO ma na celu wyeliminowanie malarii w co najmniej 35 krajach do 2030 roku.

protisty odgrywają również ważną rolę w środowisku. Według artykułu z 2009 roku opublikowanego na stronie internetowej Encyclopedia of Life Sciences (eLS), prawie 50 procent fotosyntezy na Ziemi odbywa się przez glony. Protisty działają jako substancje rozkładające i pomagają w recyklingu składników odżywczych przez ekosystemy, zgodnie z artykułem przeglądowym z 2002 roku opublikowanym w czasopiśmie ACTA Protozoologica. Ponadto protisty w różnych środowiskach wodnych, w tym w wodach otwartych, wodociągach i kanalizacjach zasilają i kontrolują populacje bakterii (ACTA Protozoologica, 2002). „Jeśli wziął wszystkie protistów ze świata, ekosystem rozpadnie się bardzo szybko,” Simpson powiedział.