23.2: Характеристика протистів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1917

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Навички для розвитку

Опишіть характеристики клітинної структури протестів
Опишіть метаболічну різноманітність протистів
Опишіть різноманітність життєвого циклу протистів

Існує понад 100 000 описаних живих видів протистів, і незрозуміло, скільки неописаних видів може існувати. Оскільки багато протистів живуть як комменсали або паразити в інших організмах, і ці відносини часто специфічні для видів, існує величезний потенціал для протистської різноманітності, що відповідає різноманітності господарів. Як термін catchall для еукаріотичних організмів, які не є тваринами, рослинами чи грибами, не дивно, що дуже мало характеристик є загальними для всіх протистів.

Клітинна структура

Клітини протестів є одними з найбільш складних з усіх клітин. Більшість протистів мікроскопічні і одноклітинні, але існують деякі справжні багатоклітинні форми. Кілька протестів живуть як колонії, які поводяться певним чином як група вільно живих клітин і іншими способами як багатоклітинний організм. Ще інші протести складаються з величезних, багатоядерних, одиночних клітин, які виглядають як аморфні краплі слизу, або в інших випадках, як папороті. Насправді багато протістських клітин багатоядерні; у деяких видів ядра мають різні розміри і мають різну роль у функції протістських клітин.

Одиночні клітини протистів варіюються за розміром від менше мікрометра до трьох метрів в довжину до гектарів. Клітини протістів можуть бути огорнуті твариноподібними клітинними мембранами або рослинними клітинними стінками. Інші укладені в склоподібні оболонки на основі кремнезему або намотані гранулами переплетених білкових смужок. Пеллікул функціонує як гнучкий шар броні, запобігаючи розриву або проколу протиста без шкоди для його діапазону руху.

Метаболізм

Протисти проявляють багато форм харчування і можуть бути аеробними або анаеробними. Протисти, які зберігають енергію шляхом фотосинтезу, відносяться до групи фотоавтотрофів і характеризуються наявністю хлоропластів. Інші протести гетеротрофні і споживають органічні матеріали (наприклад, інші організми) для отримання харчування. Амеби та деякі інші гетеротрофні види протистів поглинають частинки шляхом процесу, званого фагоцитозом, при якому клітинна мембрана охоплює частинку їжі і приносить її всередину, відщипуючи внутрішньоклітинний мембранозний мішок або везикулу, що називається харчовою вакуоллю (рис.\(\PageIndex{1}\)). Везикула, що містить проковтнуту частинку, фагосому, потім зливається з лізосомою, що містить гідролітичні ферменти, щоб виробляти фаголізосому, а частинка їжі розщеплюється на дрібні молекули, які можуть дифузно проникати в цитоплазму і використовуватися в клітинному метаболізмі. Неперетравлені залишки в кінцевому підсумку виганяються з клітини за допомогою екзоцитозу.

На цій ілюстрації показана еукаріотична клітина, яка споживає частинку їжі. У міру споживання частинки їжі вона інкапсулюється в везикулу. Бульбашка зливається з лізосомою, а білки всередині лізосоми перетравлюють частинку їжі. Неперетравлюваний відпрацьований матеріал викидається з клітини, коли екзоцитарний бульбашка зливається з плазматичною мембраною. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Стадії фагоцитозу включають поглинання частинки їжі, перетравлення частинки за допомогою гідролітичних ферментів, що містяться в лізосомі, і вигнання неперетравлених матеріалів з клітини.

Підтипи гетеротрофів, звані сапробами, поглинають поживні речовини з мертвих організмів або їх органічних відходів. Деякі протисти можуть функціонувати як міксотрофи, отримуючи харчування фотоавтотрофними або гетеротрофними шляхами, залежно від того, чи є сонячне світло або органічні поживні речовини.

Рухливість

Більшість протистів рухливі, але різні типи протистів розвивали різноманітні режими руху (Рисунок\(\PageIndex{2}\)). Деякі протисти мають один або кілька джгутиків, якими вони обертаються або збивають. Інші покриті рядами або пучками крихітних вій, які вони узгоджено б'ють, щоб плавати. Треті утворюють цитоплазматичні розширення, які називаються псевдоподіями в будь-якому місці клітини, закріплюють псевдоподію до субстрату і тягнуть себе вперед. Деякі протисти можуть рухатися назустріч або подалі від стимулу, руху, який називається таксі. Рух до світла, який називається фототаксисом, здійснюється шляхом поєднання їх стратегії руху з органом, що відчуває світло.

Частина а показує парамецій у формі взуття, який покритий тонкими, схожими на волосся віями. У частині b показана амеба, яка має неправильну форму з довгими розширеннями цитоплазми, що виступає з основного тіла. Розширення називаються псевдоподів. На частині c зображена овальна Евглена, яка має вузький передній кінець. З заднього кінця виступає довгий, схожий на батог джгутик. — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Протисти використовують різні способи транспортування. (а) *Парамеціум хвилює* волосяні придатки, які називаються віями, щоб просунути себе. (б) *Амеба* використовує псевдоподію, подібну до частки, щоб закріпити себе на твердій поверхні і витягнути себе вперед. (c) *Euglena* використовує хвіст, схожий на хвіст, який називається джгутиком, щоб просунути себе.

Життєві цикли

Протісти розмножуються різноманітними механізмами. Більшість проходять певну форму безстатевого розмноження, наприклад, бінарне поділ, щоб виробляти дві дочірні клітини. У протистів бінарне ділення можна розділити на поперечне або поздовжнє, в залежності від осі орієнтації; іноді Парамецій проявляє цей метод. Деякі протисти, такі як справжні форми слизу, демонструють багаторазове поділ і одночасно діляться на багато дочірніх клітин. Інші виробляють крихітні бутони, які продовжують ділитися і ростуть до розмірів батьківського протиста. Статеве розмноження, що включає мейоз та запліднення, поширене серед протистів, і багато видів протистів можуть перейти від безстатевого до статевого розмноження, коли це необхідно. Статеве розмноження часто пов'язане з періодами, коли поживні речовини виснажуються або відбуваються зміни навколишнього середовища. Статеве розмноження може дозволити протесту рекомбінувати гени та виробляти нові варіації потомства, які можуть бути краще придатними для виживання в новому середовищі. Однак статеве розмноження часто пов'язане з стійкими кістами, які є захисною стадією спокою. Залежно від місця проживання, кісти можуть бути особливо стійкими до перепадів температур, висушування або низького рН. Ця стратегія також дозволяє певним протистам «перечекати» стресові фактори, поки їх середовище не стане більш сприятливим для виживання або поки вони не переносяться (наприклад, вітром, водою або транспортом на більшому організмі) до іншого середовища, оскільки кісти практично не виявляють клітинного метаболізму.

Життєві цикли протеста варіюються від простих до надзвичайно складних. Деякі паразитичні протести мають складні життєві цикли і повинні заражати різні види господарів на різних стадіях розвитку, щоб завершити свій життєвий цикл. Деякі протисти одноклітинні в гаплоїдній формі і багатоклітинні в диплоїдній формі, стратегія, яку використовують тварини. Інші протести мають багатоклітинні стадії як у гаплоїдних, так і в диплоїдних формах, стратегія, яка називається чергуванням поколінь, яка також використовується рослинами.

Місця проживання

Майже всі протисти існують у деяких типах водного середовища, включаючи прісноводне та морське середовище, вологий ґрунт і навіть сніг. Кілька видів протистів - паразити, які заражають тварин або рослини. Кілька видів протистів живуть на мертвих організмах або їх відходах і сприяють їх розпаду.

Резюме

Протисти надзвичайно різноманітні за своїми біологічними та екологічними характеристиками, почасти тому, що є штучною асамблеєю філогенетично неспоріднених груп. Протисти демонструють дуже різноманітні клітинні структури, кілька типів репродуктивних стратегій, практично всі можливі типи харчування та різноманітні місця проживання. Більшість одноклітинних протестів рухливі, але ці організми використовують різноманітні структури для транспортування.

Глосарій

міксотроф: організм, який може отримати харчування автотрофним або гетеротрофним шляхом, як правило, факультативно

пеллікул: зовнішнє покриття клітин, що складається з переплетених білкових смужок, які функціонують як гнучкий шар броні, запобігаючи розриву або проколу клітин без шкоди для їх діапазону руху

фаголізосома: клітинне тіло, утворене об'єднанням фагосоми, що містить потрапила в організм частинку з лізосомою, яка містить гідролітичні ферменти