Ursprung der Prokaryoten und Eukaryoten: Protisten

Jan 12, 2022
admin

Protisten

Protisten umfassen mehr als 100.000 Arten und sind in ihrer Struktur und Funktion so vielfältig, dass einige ursprünglich als Pflanzen, andere als Tiere, wieder andere als Pilze und wieder andere als eine Kombination davon angesehen wurden. Daher wird das Reich der Protista oft als Bezeichnung für die Organismen verwendet, die Eukaryoten, keine Pflanzen, keine Tiere und keine Pilze sind. Obwohl die meisten von ihnen einzellig sind, sind einige, wie der Riesentang, vielzellig, haben aber kein spezialisiertes Gewebe. Die Protisten können auch die Vorfahren der heutigen Pflanzen, Tiere und Pilze sein.

Tierähnliche Protisten

Es gibt vier verschiedene Phyla von Protisten mit tierischen Merkmalen. In frühen Klassifizierungsschemata wurden sie zusammengefasst und Protozoen genannt, um sie von den eher pflanzlichen Protisten zu unterscheiden:

  • Sporozoa
  • Sarcodina
  • Ciliata
  • Zoomastigina
  • Sporozoa

    Sporozoa gehören zu den bekanntesten Protisten, weil sie alle Parasiten sind, einschließlich der menschlichen Parasiten. Sie leben in der Regel in einem Wirtsorganismus und vermehren sich durch Sporen, das sind ruhende Zellen, die von einer Schutzmembran umschlossen sind. Wenn die Sporen auf einem geeigneten Wirtsorganismus landen, können sie auf verschiedene Weise in diesen eindringen und dann als Parasiten heranwachsen. Die parasitären Zellen verfügen über spezialisierte Organellen, um die Membranen der Wirtszellen zu durchdringen. Exotischere Sporozoen haben Lebenszyklen, an denen zwei Wirte beteiligt sind.

    Das Plasmodium ist der Parasit, der Malaria verursacht, indem er in die roten Blutkörperchen des Menschen eindringt und deren Nährstoffgehalt verdaut, bis die roten Blutkörperchen funktionsunfähig werden. Das Plasmodium wächst dann, vermehrt sich und infiziert benachbarte rote Blutkörperchen. Gelegentlich entnimmt eine weibliche Anopheles-Mücke etwas mit Plasmodium infiziertes Blut als Teil ihres normalen Nahrungsbedarfs und überträgt das Plasmodium dann auf ein anderes ahnungsloses Opfer.

    Sarcodina

    Der Stamm Sarcodina ist vor allem für seine blasenartigen Strukturen, die so genannten Pseudopodien, bekannt, die eine Fortbewegungsmöglichkeit bieten. Pseudopodien sind temporäre, membrangebundene Cytoplasma-Projektionen, die die Bewegung der Sarkodinen steuern. Diese angeborene Flexibilität ermöglicht es den Sarkodinen, praktisch jede Form anzunehmen. Amöben sind typische Sarkodinen, die Pseudopodien verwenden, um Nahrungsquellen zu lokalisieren, zu umschließen und zu verschlingen. Weitere interessante Beispiele sind die Foraminiferen, aquatische Protisten, die vor allem durch die von ihnen abgesonderten Kalziumkarbonatschalen bekannt sind, die sich nach ihrem Tod manchmal in großen Ablagerungen ansammeln, wie z. B. in den berühmten White Cliffs von Dover in England. Da Foraminiferen nur in warmen Gewässern leben, kann ein Geologe, wenn er eine Schicht entdeckt, die ihre versteinerten Schalen enthält, das Klima der damaligen aquatischen Umgebung ziemlich genau abschätzen.

    Ciliata

    Die Ciliaten (Stamm Ciliophora) weisen mehrere Weiterentwicklungen auf, die nicht mit den vorherigen Protisten in Verbindung gebracht werden. Sie leben als freilebende, nichtparasitäre, einzellige oder koloniale Organismen im Süß- oder Salzwasser. Außerdem haben sie kurze, haarähnliche Strukturen, die so genannten Zilien, entwickelt, die sich zur Fortbewegung im Rhythmus bewegen. Die Flimmerhärchen werden oft als eine Art Ruder für die Fortbewegung eines Schiffes beschrieben, was auch zutrifft, außer dass die Flimmerhärchen manchmal den gesamten Organismus umgeben. Sie ermöglichen eine gezielte Bewegung in Richtung einer Nahrungsquelle und weg von unwirtlichen Gebieten. Paramecien sind ein gängiges Beispiel für Ciliaten und weisen ein weiteres interessantes Phänomen auf: Sie haben zwei Kerne. Ein großer Makronukleus steuert die alltäglichen Aktivitäten der Zelle, während ein kleinerer Mikronukleus (oft mehr als einer) für den Austausch der Gameten zuständig ist. Unter normalen Bedingungen vermehren sich Pantoffeltierchen ungeschlechtlich durch binäre Spaltung (siehe Zelltheorie, Form und Funktion); in Stresssituationen konjugieren sie jedoch, das heißt, sie tauschen haploide Mikrokerne mit einem anderen Pantoffeltierchen aus. Die Abbildung Paramecium-Konjugation zeigt eine bildliche Darstellung.

    Da keine Nachkommen oder befruchteten Eier produziert werden, hat technisch gesehen keine sexuelle Fortpflanzung stattgefunden, aber Gameten wurden von reifen Erwachsenen ausgetauscht, was zu einer neuen genetischen Ergänzung für beide Paramecien führte! Paramecien enthalten auch die meisten Organellen, die von höher entwickelten Lebensformen genutzt werden. Zusätzlich zu den Mitochondrien und dem Zellkern verfügen sie zum Beispiel über Nahrungsvakuolen, die Verdauungsenzyme enthalten, eine Analpore für den Abfalltransport und kontraktile Vakuolen für den Wassertransport.

    Paramecium-Konjugation.

    Parameciumkonjugation.

    Zoomastigina

    Zoomastigina, auch als Flagellaten bekannt, sind für ihre spezialisierten Geißeln bekannt, die peitschenartige Strukturen sind, die die Flagellaten durch ihre aquatische Umgebung antreiben. Normalerweise haben Geißeltiere nur eine Geißel, es können aber auch bis zu vier sein, die synchron arbeiten. Obwohl die meisten Geißeltiere harmlos sind, da sie ihre Nahrung einfach umschließen und verschlingen, sind andere Parasiten für den Menschen. Einer der interessantesten Parasiten ist das Trypanosom, das die afrikanische Schlafkrankheit verursacht. Die Symptome sind wohlbekannt: Fieber, Schüttelfrost und Hautausschlag. Betroffene werden sehr schwach, werden bewusstlos und können in ein tödliches Koma fallen.

    Das Trypanosom wird von der Tsetsefliege übertragen und lebt in der Blutbahn. Es verändert ständig seine molekulare Oberflächenstruktur, um für das Immunsystem des Wirts unsichtbar zu werden und bei Angriffen auf den Wirt unentdeckt zu bleiben. Die Krankheit greift das Nervensystem infizierter Individuen an.

    Pflanzenähnliche Protisten

    Die drei pflanzenähnlichen Protisten enthalten alle Chlorophyll und nutzen als Autotrophe die Photosynthese zur Gewinnung ihrer eigenen Energie. Sie sind im Allgemeinen mehrzellig und beweglich, haben in der Regel Geißeln, bewohnen feuchte oder aquatische Gebiete und haben keine echten Wurzeln, Stämme oder Blätter, sondern werden als eine Art von Algen betrachtet:

    Typische Euglena.

    Typische Euglena.

    • Euglenophyta
    • Chrysophyta
    • Pyrrophyta

    Euglenophyta

    Euglenophyten werden auch als Grünalgen bezeichnet und sind strukturell ähnlich wie Zoomastigina, da beide Geißeln verwenden und gemeinsame Strukturen haben. Allerdings enthalten die Euglenophyten auch Chloroplasten und betreiben Photosynthese. Die Euglena ist ein typischer Euglenophyt und hat dem Stamm sogar seinen Namen gegeben. Euglenophyten besitzen einen Augenfleck, der zwar nicht wie ein Auge fokussiert, aber Licht und Dunkelheit unterscheiden kann und es den Euglenophyten ermöglicht, sich in Richtung einer Lichtquelle zu bewegen, um mehr Photosynthese betreiben zu können. Sie sind auch fähige Schwimmer mit zwei Geißeln, was wichtig ist, weil sie dann verschiedene Wassergebiete bewohnen können. Da sie sowohl als photosynthetische Autotrophe als auch, in Abwesenheit von Licht, als nährstoffabsorbierende Heterotrophe leben, sind die Euglena recht vielseitig in ihren Lebensraumansprüchen. Ihr Verbreitungsgebiet ist auch nicht durch die Fortpflanzung begrenzt, die sie, wann immer möglich, sexuell und in der übrigen Zeit asexuell betreiben. Siehe die Abbildung Typische Euglena.

    Volvox ist ein Beispiel für einen kolonialen Euglenophyten, der aus einzelnen Zellen besteht, die einer Hohlkugel ähneln, die auch in der Lage ist, Tochterkolonien zu bilden. Volvox-Zellen und ihre Cousine Chlamydomonas enthalten Merkmale, die sie mit komplexeren Pflanzen gemeinsam haben, wie Zellwände aus Zellulose, Stärke als Energiespeicher und Chloroplasten, was darauf hindeutet, dass sich diese Protisten zu den heutigen Pflanzen entwickelt haben könnten.

    Chrysophta

    Diatomeen sind die wichtigsten Arten im Stamm der Chrysophyta. Diatomeen sind einzigartig, weil sie ihre Nahrung in einer leichten, weniger dichten Ölform speichern, die es ihnen ermöglicht, auf dem Wasser zu schwimmen, um dem Sonnenlicht näher zu sein. Außerdem ersetzen sie das Kohlenhydrat Pektin durch Zellulose in ihrer Zellwand, die reich an Silizium ist, dem Hauptbestandteil von Glas. Kieselalgen sind eine wichtige Süßwasser- und Meeresnahrungsquelle; wenn sie abgestorben sind, sammeln sich ihre Schalen oft in großen Schichten an, die als Kieselgur bekannt sind und immer noch als Schleifmittel und für Filterzwecke verwendet werden.

    Pyrrophyta

    Dinoflagellaten sind einzellige, photosynthetische Algen, die das Hauptmitglied des Stammes Pyrrophyta sind. Sie weisen drei ungewöhnliche Eigenschaften auf. Erstens sind mehrere Arten leuchtend und geben Licht ab, wenn sie gestört werden. Zweitens ist ihre DNA nicht mit Histonen verpackt, wodurch sie sich von allen anderen Eukaryoten unterscheiden. Drittens kommt es bei Dinoflagellaten zu Populationsexplosionen, wenn die Bedingungen günstig sind. Diese „Blüte“ wird manchmal als „rote Flut“ bezeichnet, weil die Algen eine rote Farbe haben und so zahlreich sind, dass das Wasser rötlich erscheint. Sie sind oft so dicht, dass sie die Sauerstoffaufnahme von weniger beweglichen Wassertieren wie Flundern und Krebsen blockieren. Oft wandern diese Tiere in die sauerstoffreicheren Gewässer in Ufernähe, wo sie zur Freude der Menschen am Ufer beitragen.

    Auszug aus The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 von Glen E. Moulton, Ed.D.. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich des Rechts auf Vervielfältigung im Ganzen oder in Teilen in jeder Form. Verwendet nach Absprache mit Alpha Books, einem Mitglied der Penguin Group (USA) Inc.

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