Protisti: enocelični evkarionti – biologija, raznolikost in taksonomija

Protisti: vodnik po enoceličnih evkariontih — biologija, raznolikost, zapletena taksonomija in vloga v ekosistemih ter pri boleznih (malarija, spalna bolezen).

Protisti so enocelični evkarionti (organizmi z jedrom). Izraz Protista je prvič uporabil Ernst Haeckel leta 1866. Protisti niso naravna skupina ali klada, saj nimajo skupnega izvora. Tako kot alge ali nevretenčarji so pogosto združeni v skupine zaradi priročnosti.

Izraz "protist" vključuje mikroorganizme iz več daljno sorodnih skupin. Nekateri so avtotrofni (kar pomeni, da si hrano ustvarjajo sami s fotosintezo), drugi so heterotrofni (kar pomeni, da se prehranjujejo z organskimi snovmi).

Večina protistov je zelo majhnih. Sestavljeni so iz ene ali največ nekaj celic - so mikroskopski in navadno nevidni s prostim očesom. Nekatere alge so protisti, če so enocelične. Številni protisti so del planktona in so zelo pomembni za ekosistem. Celice, ki jih najdemo pri protistih, so lahko zelo zapletene in so pogosto slabo razumljene. Zdaj je mogoče opraviti sekvenciranje DNK, zato so bili analizirani številni protisti. Rezultati so pokazali, da Protista ni monofilska skupina. Je parafiletična in ni en sam klad. Taksonomija Protista je zato precej zmedena.

Nekateri protisti povzročajo bolezni. Plasmodium falciparum povzroča malarijo; tudi spalno bolezen povzroča protist.

Primer enoceličnega organizma v kraljestvu protistov je paramecij ali "čeveljček". Paramecij se premika s pomočjo majhnih, lasem podobnih vlaken, imenovanih trepalnice, in se prehranjuje s pomočjo trepalnic, s katerimi pometa hrano v vakuole za hrano. Drugi protisti so lahko amebe, ki se premikajo z iztegovanjem psevdopodov in zaletavanjem vanje ali zaletavanjem okoli delcev hrane in njihovim vpijanjem.

Raznolikost in morfologija

Protisti so izjemno raznoliki. Obsegajo oblike od preprostih sferičnih celic do zelo zapletenih enoceličnih organizmov z več specializiranimi strukturami. Nekateri tvorijo kolonije ali začasne agregate; redko so lahko drugi prehodni primeri tudi večcelični. Celice protistov lahko vsebujejo različne organelike, kot so mitohondriji, kloroplasti (pri fotosintetskih vrstah), vakuole za hranila in kontraktilne vakuole za izločanje odvečne vode.

Prehranjevanje in metabolizem

• Avtotrofni protisti: izvajajo fotosintezo (npr. veliko enoceličnih alg), pogosto zaradi kloroplastov, ki so nastali z endosimbiotskimi dogodki (primarni ali sekundarni endosimbioza).
• Heterotrofni protisti: hranijo se z zaužitjem bakterij, drugih protistov ali organskih delcev (fagocitoza, pinocitoza).
• Mixotrofni: nekateri protisti lahko kombinirajo avtotrofno in heterotrofno prehrano glede na razpoložljivost virov.

Gibanje in specializirane strukture

Vrste gibanja, ki jih uporabljajo protisti, vključujejo:

• trepalnice (cilije) — npr. paramecij;
• bičike (flagela) — mnogi planktonski protisti in nekateri paraziti;
• psevdopodi — amebe in sorodni organizmi, ki iztegnejo citoplazmo za gibanje in zajem hrane;
• drift ali plavanje z uporabo površinskih struktur pri planktonskih vrstah.

Razmnoževanje in življenjski cikli

Protisti se razmnožujejo na več načinov:

• asexualno z binarno delitvijo, večkratno delitvijo ali sporoformacijo;
• seksualno z izmenjavo genetskega materiala, konkjugacijo (znano pri parameciju) ali gametično fuzijo pri nekaterih algah;
• več parazitskih protistov ima kompleksne življenjske cikle z več gostitelji in različnimi oblikami (npr. rod Plasmodium).

Mnogi protisti lahko oblikujejo tudi ciste — odporne oblike, ki preživijo neugodne razmere.

Taksonomija in moderni pogledi

Tradicionalna skupina "Protista" je praktičen pojem, vendar ne odraža evolucijskih odnosov. Napredne metode, zlasti molekularna sekvenciranje DNK, so pokazale, da so protisti razpršeni po več velikih evkariontskih linijah. Danes se pogosto uporablja delitev v več supergrup, med katerimi so:

• SAR (Stramenopiles, Alveolates, Rhizaria) — vključuje diatomeje, dinoflagelate, apikomplekse (kot Plasmodium) in druge;
• Archaeplastida — vključuje zeleno alge in rastline ter rdeče alge;
• Excavata — vključuje nekatere parazite in prostoživeče vrste z značilnimi biočekami;
• Amoebozoa — sem spadajo mnoge ameboidne vrste;
• Opisthokonta — kljub temu, da so tu tudi živali in glive, vključuje sorodne protiste, kot so choanoflagellati.

Ker gre za parafiletično skupek, se taksonomija še naprej spreminja z novimi podatki.

Ekološka vloga in pomen

Protisti imajo ključno vlogo v ekosistemih:

• kot prvotni proizvajalci v vodnih sistemih (fotosintetske enocelične alge, diatomeje) tvorijo osnovo prehranskih verig;
• kot razkrojevalci in potrošniki bakterij pomagajo kroženju hranil;
• mnoge vrste živijo v simbiozi z drugimi organizmi — npr. zooxanthelle v koralah, ki omogočajo koralnim grebenom rast;
• nekateri protisti so koristni v biotehnologiji in industriji (proizvodnja bioaktivnih snovi, modelni organizmi v raziskavah).

Protisti in zdravje ljudi

Poleg koristnih vrst nekateri protisti povzročajo pomembne bolezni:

• Plasmodium spp. — povzročitelji malarije;
• Trypanosoma spp. — povzročajo afriško spalno bolezen in ameriško Chagasovo bolezen;
• Giardia, Entamoeba in druge — povzročajo črevesne okužbe pri ljudeh in živalih.

Preprečevanje, diagnoza in zdravljenje teh bolezni sta pomembna področja javnega zdravja in raziskav.

Raziskave in metode

Sodobne raziskave protistov vključujejo mikroskopijo (svetlobna in elektronska), kulturo v laboratoriju, molekularno biologijo, genomiko in ekologijo. Sekvenciranje DNK je posebej spremenilo razumevanje filogenetskih odnosov in izvorov organelov, kot so kloroplasti in mitohondriji.

Zaključek

Protisti so raznolika in evolucijsko kompleksna skupina evkariontov, pomembna za delovanje ekosistemov in za človeka tako v pozitivnem (ekološke storitve, biotehnologija) kot negativen (bolezni) smislu. Ker je njihova taksonomija še vedno v razvoju, bodo nadaljnje molekularne in ekološke študije še naprej osvetljevale njihovo vlogo v biosferi.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je protist?

V: Kako si protisti sami pripravljajo hrano?

V: Ali vse alge veljajo za protiste?

V: Kakšno vlogo imajo protisti v ekosistemu?

V: Katere metode so bile uporabljene za analizo protistov?

V: Ali lahko nekateri protisti povzročajo bolezni?

V: Kateri je primer enoceličnega organizma v kraljestvu Protista?

Išči po črki