Euglena: opis, biologija, ekologija in evolucija enoceličnih protistov

Euglena je velik rod enoceličnih protistov: imajo tako rastlinske kot živalske značilnosti. Življenjski slog in morfologija se med vrstami močno razlikujeta, zato so euglenidi zanimivi tako za osnovno biologijo kot za ekologijo in biotehnologijo.

Vsi živijo v vodi in se gibljejo s pomočjo bička. To je značilnost živali. Večina ima kloroplaste, ki so značilni za alge in rastline, zato so pogosto sposobni fotosinteze, vendar mnoge vrste lahko prehajajo tudi na heterotrofno prehranjevanje.

Euglenidi naj bi izhajali iz prednika, ki je s sekundarno endosimbiozo prevzel zelene alge. Posledica tega je, da imajo kloroplasti euglenidov klorofile a in b ter shranjevalno snov, imenovano paramilon, ki je polisaharid značilen za ta red.

Opis in morfologija

• Velikost: posamezne celice merijo od nekaj mikrometrov do nekaj sto mikrometrov, odvisno od vrste.
• Oblika: lahko so vrečaste, jadraste ali podolgovate; mnoge vrste imajo prožno zunanje ovojnico (pelliculo) iz proteinastih trakov, kar omogoča gibanje s krčenjem telesa (t. i. metaboly).
• Biček: običajno je en sprednji biček, včasih z dodatnimi skrajšanimi strukturi; biček omogoča plavanje in v nekaterih primerih tudi zaznavanje okolja.
• Očesna pega (stigma) in fotoreceptorji: mnoge vrste imajo rdečkasto očesno pego, ki v kombinaciji s fotoreceptorjem usmerja gibanje proti ali stran od svetlobe.
• Kloroplasti in paramilon: pri fotosintetskih vrstah so kloroplasti obdani z več membranami, vsebujejo klorofil a in b, za shranjevanje energije pa uporabljajo paramilon (β-1,3-glukan), ki je drugačen od škroba v rastlinah.

Biologija in življenjski procesi

Euglenidi so pogosto mešani prehranjevalci (mixotrofni): v svetlobi opravljajo fotosintezo, v temi ali ko organična snov obstaja, pa se hranijo kot heterotrofi (fagocitoza ali absorpcija). Razmnožujejo se pretežno nespolno z dolgditudinalno delitvijo celice (binarnim cepitvijo).

Celice nimajo stalne celične stene kot rastline, zato so bolj prožne; to jim omogoča prilagodljivo gibanje in preživetje v spreminjajočih se okoljih. Nekatere vrste so izgubile kloroplaste povsem in so strogo heterotrofne.

Ekologija

Euglena živi pretežno v sladkih vodah (jezera, ribniki, stoječe vode), najdemo pa jih tudi v mlajih, plitvih morskih in brakinnih habitatih ter v vlažnih tleh. Pogosto so prisotni v eutrofnih vodah, kjer lahko ob ugodnih razmerah množično cvetijo.

• So pomembni primarni proizvajalci v mikroalgalnih združbah, pri čemer prispevajo k oskrbi z organsko snovjo in kisikom.
• Sodelujejo v kroženju hranil (ogljik, dušik) in so vir hrane za manjše praživali in nekatere ribe.
• Nekatere vrste se uporabljajo kot bioindikatorji kakovosti vode, saj njihova prisotnost lahko nakazuje povišane vrednosti hranil oziroma eutrofizacijo.

Evolucija in sistematika

Euglenidi sodijo med euglenoide (Euglenida) znotraj večje skupine euglenozojev. Njihovo natančno filogenetsko razmerje je predmet molekularnih analiz; genomika in analiza mitohondrijskih ter plastidnih genov sta razjasnili, da so kloroplasti nastali s sekundarno endosimbiozo zelene algne sorodnice in da so nekatere linije izgubile fotosintetske sposobnosti.

Opisanih je bilo več kot 1 000 vrst Euglena, še več pa jih je treba odkriti. Njihove sorodstvene povezave se še vedno intenzivno preučujejo z uporabo sekvenciranja DNA in fenotipskih podatkov, kar vodi do preureditev v taksonomiji.

Uporabnost in pomen za ljudi

• Modelni organizmi: vrste, kot je Euglena gracilis, so pomembne v osnovnih raziskavah celične biologije, fotosinteze in metabolizma.
• Biotehnologija: raziskujejo jih zaradi potenciala pri proizvodnji biogoriv, kot vir hranil in beljakovin ter za čiščenje odpadnih voda (bioremedijacija).
• Izobraževanje: zaradi očesne pege in opaznega gibanja so pogost predmet študija v pouku biologije in laboratorijskih vajah.

Čeprav so euglenidi dobro raziskani, se zaradi velike raznolikosti in mikroskopske velikosti še vedno odkrivajo nove vrste. Kombinacija morfoloških znakov in molekularnih metod bo v prihodnje še izboljšala razumevanje njihove evolucije, ekologije in potencialne uporabe.

Oblika in funkcija

Kadar deluje kot heterotrof (žival), Euglena obkroži delček hrane in ga zaužije s fagocitozo. Kadar deluje kot avtotrof, ima kloroplaste, ki s fotosintezo proizvajajo sladkorje. Kloroplasti uporabljajo pigmenta klorofil a in klorofil b.

Število in oblika kloroplastov pri Euglena se zelo razlikujeta. Euglena se lahko premikajo po vodnih okoljih z velikim bičkom za gibanje. Za zaznavanje svetlobe ima celica očesno lučko, primitiven organel, ki filtrira sončno svetlobo v svetlobno občutljive strukture, ki zaznavajo svetlobo. Te strukture na dnu bičkovine omogočajo registracijo le določenih valovnih dolžin svetlobe. S pomočjo tega fotoobčutljivega območja lahko evglena spremeni svoj položaj, da doseže boljšo fotosintezo.

Mobilnost Euglena omogoča tudi lov. Večina euglenov velja za mixotrofe: avtotrofe na sončni svetlobi in heterotrofe v temi. Euglene nimajo rastlinskih celičnih sten, ampak imajo namesto njih pelikulo. Pelika je sestavljena iz beljakovinskih trakov, ki se spiralno vijejo po dolžini euglene in ležijo pod plazemsko membrano.

Euglena lahko preživi v sladki in slani vodi. V pogojih nizke vlažnosti Euglena okoli sebe oblikuje zaščitno steno in miruje kot spora, dokler se okoljske razmere ne izboljšajo. Euglena lahko preživi tudi v temi, saj v kloroplastu shranjuje škrobu podobna parafilna zrnca.

Še en diagram Euglena

Vprašanja in odgovori

V: Kakšna vrsta organizma je Euglena?

V: Ali ima Euglena značilnosti rastlin in živali?

V: Kako se Euglena premika?

V: Kaj je kloroplast?

V: Ali ima večina euglenov kloroplaste?

V: Kako naj bi Euglenidi izhajali?

V: Koliko vrst Euglena je bilo doslej opisanih?

Išči po črki