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19.1.2: Protistas - Biologia

19.1.2: Protistas - Biologia


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O que são protistas?

  • Eles são eucariotos porque todos eles têm um núcleo.
  • A maioria tem mitocôndria embora alguns tenham perdido mais tarde. As mitocôndrias foram derivadas de alfa-proteobactérias aeróbicas que viveram dentro de suas células.
  • Muitos têm cloroplastos com o qual realizam a fotossíntese. Os cloroplastos foram derivados da fotossíntese cianobactéria vivendo dentro de suas células.
  • Muitos são unicelulares e todos os grupos (com uma exceção) contêm alguns membros unicelulares.
  • O nome Protista significa "o primeiro", e alguns dos mais de 80 grupos de organismos que classificamos como protistas podem muito bem ter tido longas histórias evolutivas independentes que remontam a 2 bilhões de anos. Mas a análise do genoma adicionada a outros critérios mostra que outros são derivados de ancestrais mais complexos; isto é, não são "primitivos" de forma alguma.
  • A análise do genoma também mostra que muitos dos grupos colocados no Protista não estão intimamente relacionados uns com os outros; ou seja, os protistas não representam um único clado.
  • Portanto, nós os consideramos aqui como um grupo mais para nossa conveniência do que como um reflexo de parentesco próximo, e um título melhor para esta página seria "Eucariotos que não são animais, fungos nem plantas".

O Euglenozoa

A maioria dos Euglenozoa é unicelular. Muitos nadam por meio de um único flagelo. Eles não são encerrados em uma parede celular, portanto, são flexíveis e móveis. Euglena é um membro típico do grupo (que conta com cerca de 1600 espécies). Como alguns membros do grupo (como Euglena) têm cloroplastos, esses organismos costumavam ser chamados de "Euglenófitos", mas na verdade não são plantas ("fitos") nem animais ("zoa"). Em vez disso - como os outros organismos desta página - eles são os descendentes vivos de alguns dos primeiros eucariotos. Trypanosoma brucei, a causa da doença do sono africana em humanos, é um membro do grupo. A micrografia eletrônica mostra T. brucei conforme ocorre na glândula salivar da mosca tsé-tsé, pronta para ser injetada no hospedeiro mamífero quando a mosca picar. A amostra tem 12 µm de comprimento.

Na América Latina, Trypanosoma cruzi, outro membro do grupo, é a causa de Doença de Chagas em humanos.

Ciliados, Esporozoários e Dinoflagelados: os Alveolados

Esses três filos são agrupados em um clado chamado de alveolados porque todos eles têm um sistema de estruturas em forma de saco ("alvéolos") na superfície interna de sua membrana plasmática, bem como homologia próxima em suas sequências de genes.

Ciliados

Os ciliados se movem pelo batimento rítmico de seus cílios. Embora unicelulares, alguns são grandes o suficiente para serem vistos a olho nu. Na verdade, a pequena vespa parasita Megaphragma mymaripenne, com suas dezenas de milhares de células (4.600 neurônios sozinho), não é maior que o Paramecium. Eles se alimentam varrendo um fluxo de água carregada de partículas através de uma "boca" e "garganta" e em um vacúolo alimentar. Resíduos não digeridos são descartados em um local permanente. Os ciliados de água doce lidam com o influxo contínuo de água de seus arredores hipotônicos bombeando-a com um ou mais vacúolos contráteis. Os ciliados parasitas, que vivem em arredores isotônicos, não têm vacúolo contrátil. Tudo isso sugere corretamente que, embora sejam unicelulares, não há nada rudimentar sobre os ciliados. Sua única célula é muito mais elaborada em sua organização do que qualquer célula da qual os organismos multicelulares são feitos. Exemplos: Paramecium, Stentor, Vorticela, Tetrahymena thermophila.

Esporozoários (Apicomplexa)

Os membros desse grupo compartilham um "complexo apical" de microtúbulos em uma extremidade da célula (daí o nome que muitos preferem ao antigo nome de esporozoários). Todos os membros do filo são parasitas. O gênero Plasmodium causas malária, um dos maiores flagelos dos humanos. Existem 4 espécies que infectam os humanos, das quais Plasmodium falciparum é o mais perigoso. A malária provavelmente causou mais mortes humanas do que qualquer outra doença infecciosa; ainda hoje estima-se que mata um milhão de pessoas por ano na África Subsaariana. O organismo é transmitido de humano para humano através da picada de mosquitos do gênero Anopheles.

O diagrama mostra o ciclo de vida do Plasmodium.

  • A picada do mosquito injeta esporozoítos no hospedeiro humano.
  • Estes invadem o fígado, onde se desenvolvem em merozoítos.
  • Os merozoítos invadem os glóbulos vermelhos onde se reproduzem.
  • Periodicamente, todos eles saem das células vermelhas juntos, causando calafrios e febre características da doença.
  • Eventualmente, alguns merozoítos se transformam em machos ou fêmeas gametócitos.
  • Eles morrerão a menos que sejam sugados pela picada de um mosquito anofelino.
  • Uma vez no estômago do mosquito, os gametócitos formam gametas: espermatozoides e óvulos.
  • Eles se fundem para formar zigotos.
  • O zigoto invade a parede do estômago do mosquito formando milhares de esporozoítos.
  • Estes migram para a glândula salivar, prontos para serem injetados em um novo hospedeiro humano.
  • A maioria das formas de malária é crônica. Os organismos podem coexistir com seu hospedeiro por anos (mas não podem completar seu ciclo de vida lá).

Toxoplasma gondii é outro membro parasita deste grupo. Plasmodium, Toxoplasma e alguns dos outros membros deste grupo contêm uma organela fechada por membrana chamada de apicoplasto. Eles parecem ter herdado de um ancestral comum que o adquiriu ao engolfar um cloroplasto.

Dinoflagelados

Existem cerca de 1000 espécies de dinoflagelados. A maioria é unicelular. A maioria usa clorofilas uma e c. Ao contrário da maioria dos eucariotos, eles não têm histonas em seus cromossomos e têm uma forma mais simples de mitose. Eles têm o tipo eucariótico ("9 + 2") de flagelo (dois deles na verdade). Ocasionalmente, eles se reproduzem de forma explosiva, criando venenosos marés vermelhas que podem causar muitas mortes de peixes marinhos e tornar os animais marinhos que se alimentam de filtros, como os moluscos, impróprios para o consumo humano.

The Stramenopiles

Esses organismos pertencem a um único clado, o stramenopiles (heterocontes a / k / a). Há quatro membros neste grupo - diatomáceas, algas douradas, algas marrons e bolores de água. Os primeiros três membros compartilham:

  • um pigmento marrom-amarelado (que lhes dá sua cor). É um carotenóide chamado fucoxantina.
  • clorofilas uma e c
  • Todos os quatro (mais vários outros grupos não listados) compartilham genes quase homólogos aos das algas verdes e vermelhas. Isso sugere que todos eles descendem de um ancestral eucariótico heterotrófico que adquiriu uma alga verde e uma alga vermelha por uma endossimbiose secundária. (Embora os moldes de água não sejam mais fotossintéticos, eles ainda retêm genes de algas verdes e vermelhas.)

Diatomáceas

As diatomáceas são unicelulares. Sua parede celular ou casca é feita de duas metades sobrepostas. Estes são impregnados de sílica e freqüentemente lindamente ornamentados. A foto (cortesia de Turtox) é de Arachnoidiscus ehrenbergi ampliado cerca de 400 vezes. Diatomáceas são importantes produtores em ambientes aquáticos; ou seja, são responsáveis ​​por até 40% da fotossíntese que ocorre na água doce e nos oceanos. Eles servem como a principal base das cadeias alimentares nesses habitats, fornecendo calorias para protistas heterotróficos e pequenos animais. Estes, por sua vez, alimentam animais maiores.

Algas Douradas (Chrysophyta)

  • A maioria é unicelular.
  • Encontrado em água doce.
  • Produtores importantes em algumas cadeias alimentares aquáticas.
  • Em condições de baixa luminosidade, podem perder sua clorofila e se tornar heterotrófico, alimentando-se de bactérias e / ou diatomáceas.
  • Mais de 1000 espécies vivas hoje; muitos mais no registro fóssil.

Algas marrons (Phaeophyta)

  • As ervas daninhas e kelps. Alguns kelps crescem até 30 metros.
  • Todos são multicelulares, embora sem muita especialização dos tipos de células.
  • A maioria é encontrada na água salgada.
  • Usado para alimentação em algumas áreas costeiras do mundo e colhido nos EUA como fertilizante e como fonte de iodo.

Moldes de água (Oomicetos)

Como o nome sugere, os moldes de água já foram considerados fungos. Mas, ao contrário dos fungos, a parede celular dos moldes de água é feita de celulose, não de quitina. Além disso, suas sequências de genes são muito diferentes das dos fungos (e mais intimamente relacionadas às das diatomáceas, algas douradas e marrons).

Alguns moldes de água notáveis:

  • Algumas espécies (por exemplo, Saprolegnia, Achyla) são parasitas de peixes e podem ser um problema sério em incubadoras de peixes.
  • Míldios penugentos danificar uvas e outras colheitas.
  • Phytophthora infestans, a causa da "requeima" das batatas. Em 1845 e novamente em 1846, foi responsável pela destruição quase total da cultura da batata na Irlanda. Isso levou à grande fome irlandesa de 1845-1860. Durante este período, aproximadamente 1 milhão de pessoas morreram de fome e muitas mais emigraram para o Novo Mundo. No final do período, a morte e a emigração reduziram a população da Irlanda de 9 milhões para 4 milhões.
  • Phytophthora ramorum, que atualmente está matando várias espécies de carvalhos na Califórnia.

Algas Vermelhas

As algas vermelhas são quase exclusivamente marinhas. Alguns são unicelulares, mas a maioria é multicelular. Aproximadamente 6.000 espécies foram identificadas. Eles são fotossintéticos usando clorofila uma. Seus parentes mais próximos são as algas verdes e as plantas terrestres. Como as cianobactérias, eles usam como pigmentos de antena - ficoeritrina (o que os torna vermelhos) e ficocianina. Eles não têm o flagelo eucariótico "9 + 2". Alguns são usados ​​como alimento nas regiões costeiras da Ásia. Agar, a base para o cultivo de bactérias e outros microorganismos, é extraído de uma alga vermelha.

Moldes viscosos (micetozoários)

Moldes de limo celular

Os organismos desse grupo têm um ciclo de vida complexo durante o qual passam por estágios unicelulares, multicelulares, semelhantes a fungos (formam esporos) e semelhantes a protozoários (amebóides). Milhares de células individuais semelhantes a amebas se agregam em uma massa viscosa - cada célula retendo sua identidade (ao contrário dos fungos viscosos plasmódicos). As células agregadas são atraídas umas pelas outras pelo AMP cíclico (cAMP) que elas liberam.

Com exceção de uma espécie que causa sarna nas batatas, esses organismos têm pouca importância econômica. No entanto, sua combinação de características os torna de grande interesse científico. As filogenias moleculares os colocam no mesmo clado dos animais (metazoários) e fungos.

Moldes viscosos plasmáticos (acelulares) (mixomicetos)

Em um estágio de seu ciclo de vida, esses organismos consistem em uma massa multinucleada, viscosa, que se espalha, chamada de plasmódio que se move lentamente sobre seu substrato (por exemplo, um tronco apodrecido) engolfando alimentos e crescendo à medida que o faz. Eventualmente, o plasmódio desenvolve talos que produzem e liberam esporos. Se os esporos pousarem em um local adequado, eles germinam formando células únicas que se movem por flagelos e pseudópodes. Esses se fundem aos pares e começam a formar um novo plasmódio.

A foto da esquerda (cortesia do Prof. I. K. Ross) mostra o estágio plasmodial de Stemonite pouco antes de formar esporângios. A foto da direita (cortesia de Turtox) mostra os esporângios totalmente desenvolvidos de Stemonite.

Physarum polycephalum, outro membro deste grupo, é o assunto de muitos estudos de laboratório.

Protistas sem mitocôndrias típicas

Existem vários grupos de protistas que por muito tempo foram considerados como não tendo mitocôndrias. No entanto, a maioria (talvez todos) os teve no passado. Hoje, apenas os restos das mitocôndrias de seus ancestrais - chamados mitossomas permanecer.

Alguns exemplos são:

  • Microsporidia
    • Todos são parasitas intracelulares obrigatórios unicelulares.
    • Muitos são patogênicos em insetos (um deles é até comercializado como agente de controle biológico).
    • Alguns contaminam o abastecimento de água potável e podem causar distúrbios gastrointestinais em humanos. Microsporidia, como Encephalitozoon cuniculi, são uma causa comum de diarreia em pacientes com AIDS. Encephalitozoon cuniculi tem um genoma minúsculo com apenas 1.997 genes que codificam proteínas - menos do que muitas bactérias (por exemplo, E. coli tem 4.290). Obrigada a viver dentro das células de seu hospedeiro, ela perdeu os genes para muitas funções importantes (por exemplo, o ciclo do ácido cítrico) dependendo de seu hospedeiro.
    • Os fungos são seus parentes mais próximos.
  • Entamoeba histolytica.
    • Causa disenteria amebiana, a terceira doença parasitária mais comum em humanos (depois da malária e da esquistossomose). Seus parentes mais próximos são os fungos viscosos.
  • Giardia intestinalis (também conhecido como Giardia lamblia)
    • Freqüentemente encontrado em fontes de água públicas contaminadas por fezes de animais. Causa diarreia em humanos. Evita a resposta imune do hospedeiro mudando periodicamente sua capa protéica de superfície.

Coanoflagelados

Estes são protistas unicelulares (por exemplo, Monosiga), aquáticos (tanto de água doce como marinhos) que têm um único flagelo rodeado por um colar ("choano" = colar) de microvilosidades. Alguns (por exemplo, Proterospongia) formam colônias simples durante parte de sua vida. O flagelo é usado para nadar e também bate a água que contém bactérias através da coleira para alimentação.

As esponjas também usam células do colar para filtrar os alimentos da água. Isso não apenas sugere uma relação próxima entre os dois grupos, mas outras evidências indicam que os coanoflagelados são os parentes mais próximos do protistão de todos os animais (metazoários). Embora sejam células únicas, elas expressam genes para várias proteínas que são essenciais para as interações célula-célula em metazoários, como

  • caderinas (anexar células umas às outras)
  • tirosina quinases (usado em muitos exemplos de sinalização célula-célula)

Qual a função dessas proteínas nos coanoflagelados é desconhecida.


Assista o vídeo: Clase laboratorio de biología: reino protista, celula eucariota unicelular (Dezembro 2022).