מֵידָע

7.9: פרוטיסטים כמפרקים - ביולוגיה

7.9: פרוטיסטים כמפרקים - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

תוצאות למידה

  • ספק דוגמאות לתפקידים החשובים של הפרוטיסטים בפירוק

אורגניזמים שונים בעלי ארגון ברמה פרוטיסטית טופלו במקור כפטריות, מכיוון שהם מייצרים ספורנגיה, מבנים המייצרים ומכילים נבגים. רבים מאורגניזמים אלה טופלו גם כפטריות בשל תפקיד סביבתי דומה: זה של פירוק.

ספרו פרוטיסטים דמויי פטריות מתמחים בקליטת חומרים מזינים מחומרים אורגניים שאינם חיים, כגון אורגניזמים מתים או פסולת שלהם. לדוגמה, סוגים רבים של oomycetes גדלים על בעלי חיים או אצות מתים. לפרוטיסטים סאפרובים יש את הפונקציה החיונית של החזרת חומרים מזינים אנאורגניים לאדמה ולמים. תהליך זה מאפשר צמיחה של צמחים חדשים, אשר בתורם מייצרים מזון לאורגניזמים אחרים לאורך שרשרת המזון. ואכן, ללא מיני ספרובים, כגון פרוטיסטים, פטריות וחיידקים, החיים יפסיקו להתקיים מכיוון שכל הפחמן האורגני "נקשור" באורגניזמים מתים.

Chytrids יכול להיות יחיד או רב תאי. ישנם כאלף מינים, רובם חיים במים או באדמה. רובם מפרקים. חלקם טפילים ועלולים לגרום למחלות בצמחים, כולל תירס, אספסת ותפוחי אדמה. מין אחד, Batrachochytrium dendrobatidisנראה כי היא הגורם לצ'יטרידיומיקוזיס, מחלת צפרדעים הפוגעת ברצינות באוכלוסיות צפרדעי בר רבות ברחבי העולם.

תבניות סליים בולטות במחזור החיים יוצא הדופן שלהן. במינים מסוימים, אורגניזמים חד-תאיים בודדים מתאחדים ומתמזגים ויוצרים תא ענק עם אלפי גרעינים. גוף זה, הנקרא פלסמודיום, יכול לנוע ולצרוך חיידקים, פטריות וחומרים צמחיים מתפוררים. (זהו שימוש שונה במילה פלסמוידיום מזה ששימש בעבר עבור הסוג של פרוטוזואה טפילית.) תבניות סליים נמצאות ברחבי העולם.

תבניות מים משגשגות במים ובאדמה רטובה. הם נחשבים כקשורים יותר לצמחים מאשר לפטריות מכיוון שיש להם קירות תאים של תאית. הם חד-תאיים. רבים מהם הם טפילים ועלולים לגרום למחלות בצמחים, פטריות ובעלי חיים. מין אחד Phytophthora infestans גורם לדלקת תפוחי האדמה, מה שהוביל לרעב תפוחי האדמה האירי.

Labyrinthulomycetes יוצרים רשת של צינורות או נימים שעליהם החלקים האורגניזמים החד-תאיים כדי לאסוף מזון. הם לרוב ימיים והם מפרקים של חומר צמחי מת או טפילים על צמחים ואצות או בעלי חיים מסוימים.


79 אקולוגיה של פרוטיסטים

בסוף פרק זה תוכל לבצע את הפעולות הבאות:

  • תאר את התפקיד שממלאים פרוטיסטים במערכת האקולוגית
  • תאר מינים פתוגניים חשובים של פרוטיסטים

פרוטיסטים מתפקדים בנישות אקולוגיות שונות. בעוד שחלק מהמינים הפרוטיסטים הם מרכיבים חיוניים בשרשרת המזון ומחוללי ביומסה, אחרים מתפקדים בפירוק חומרים אורגניים. פרוטיסטים אחרים הם פתוגנים אנושיים מסוכנים או גורמים שגורמים למחלות צמחים הרסניות.


מבנה פרוטיסט

תאי הפרוטיסטים הם מהמשוכללים מכל התאים. רוב הפרוטיסטים הם מיקרוסקופיים וחד תאיים, אך קיימות כמה צורות רב -תאיות אמיתיות. כמה פרוטיסטים חיים כמושבות שמתנהגות במובנים מסוימים כקבוצה של תאים חיים חופשיים ובדרכים אחרות כאורגניזם רב-תאי. עדיין פרוטסטים אחרים מורכבים מתאים בודדים עצומים, מרובי גרעינים, שנראים כמו כתמי רפש אמורפיים או, במקרים אחרים, כמו שרכים. למעשה, תאים פרוטיסטים רבים הם מרובי גרעינים במינים מסוימים, הגרעינים בגדלים שונים ויש להם תפקידים ברורים בתפקוד תאים פרוטיסטים.

התאים הפרוטסטיים היחידים נעים בגודל של פחות ממיקרומטר ועד אורכי 3 מטרים של התאים הרב-גרעיניים של האצה. Caulerpa. תאים פרוטסטיים עשויים להיות עטופים בקרום תא דמוי בעלי חיים או בדפנות תא דמויי צמחים. אחרים עטופים בקונכיות המבוססות על סיליקה זגוגיות או כרוכות בכדוריות של רצועות חלבון משתלבות. החלקיקי מתפקד כמו מעיל שריון גמיש, שמונע מהפרוטיסט לקרוע או לנקב אותו מבלי לפגוע בטווח התנועה שלו.

רוב הפרוטסטים הם בעלי תנועה, אך סוגים שונים של פרוטסטים פיתחו אופני תנועה מגוונים. לחלק מהפרוטיסטים יש פלגלה אחת או יותר, שאותה הם מסובבים או מצליפים. אחרים מכוסים בשורות או בציצות של ריסים זעירים שהם מכים בתיאום לשחייה. עדיין אחרים שולחים פסאודופודיה דמויית אונות מכל מקום בתא, מעגן את הפסאודופודיום למצע ומושכים את שאר התא לכיוון נקודת העוגן. כמה פרוטיסטים יכולים לנוע לעבר האור על ידי צירוף אסטרטגיית התנועה שלהם עם איבר החישה לאור.


פתוגנים אנושיים

כפי שראינו, פתוגן הוא כל מה שגורם למחלות. אורגניזמים טפילים חיים בתוך או על אורגניזם מארח ופוגעים באורגניזם. מספר קטן של פרוטיסטים הם טפילים פתוגניים רציניים שחייבים להדביק אורגניזמים אחרים כדי לשרוד ולהתפשט. לדוגמה, טפילים פרוטיסטים כוללים את הגורמים הגורמים למלריה, מחלת שינה אפריקאית, דלקת המוח האמבית ודלקת גסטרואנטריטיס במים בבני אדם. פתוגנים פרוטיסטים אחרים טורפים צמחים, וגורמים להרס אדיר של גידולי מזון.

פלסמודיום מִין

בשנת 2015 ארגון הבריאות העולמי דיווח על למעלה מ-200 מיליון מקרים של מלריה, בעיקר באפריקה, דרום אמריקה ודרום אסיה. עם זאת, לא ידוע היטב שהמלריה הייתה גם מחלה נפוצה ומחלישה של אזור צפון המרכז של ארצות הברית, במיוחד מישיגן, עם אלפי האגמים והביצות הרבות שבה. לפני מלחמת האזרחים, וניקוז ביצות רבות, כמעט כל מי שהיגר למישיגן ספג מלריה (צְמַרמוֹרֶת כפי שנקרא בסוף המאה ה -19), והפנים החיוורות, החמוצות והנפוחות של אותה תקופה היו הכלל. את הפנים הבריאות היחידות לבשו אותם מהגרים שבדיוק הגיעו. למעשה, היו יותר מקרי מוות כתוצאה ממלריה במישיגן מאשר ממלחמת האזרחים.

כעת אנו יודעים כי מלריה נגרמת על ידי מספר מינים מהסוג הפוטיסטי האפיקומפלקסני פלסמודיום. חברי פלסמודיום חייבים ברצף לדרוש הן יתוש והן חוליות כדי להשלים את מחזור חייהם. אצל בעלי חוליות, הטפיל מתפתח בתאי הכבד (השלב ​​האקסוא-אריתרוציטי) וממשיך להדביק תאי דם אדומים (השלב ​​האריתרוציטי), מתפרץ מתאי הדם והורס אותם עם כל מחזור שכפול א-מיני ((איור)). מבין הארבעה פלסמודיום מינים הידועים כמדביקים בני אדם, פ. falciparum מהווה 50 אחוז מכלל מקרי המלריה והוא הגורם העיקרי (והקטלני) לתמותה הקשורה למחלות באזורים הטרופיים בעולם. בשנת 2015 הוערך כי מלריה גרמה ליותר מ -400,000 מקרי מוות, בעיקר בילדים אפריקאים. במהלך מלריה, פ. falciparum יכול להדביק ולהרוס יותר ממחצית מתאי הדם המסתובבים של האדם, מה שמוביל לאנמיה חמורה. בתגובה למוצרי פסולת המשתחררים כשהטפילים מתפרצים מתאי דם נגועים, המערכת החיסונית המארחת מגבירה תגובה דלקתית מסיבית עם אפיזודות של קדחת (פרוקסיזמים) מעוררי דליריום, כאשר טפילים מפרקים תאי דם אדומים, ושופכים פסולת טפילים לזרם הדם. פ. falciparum מועבר לבני אדם על ידי היתוש האפריקאי, Anopheles gambiae. טכניקות להרוג, לעקר או להימנע מחשיפה למין יתושים אגרסיבי זה הן קריטיות לשליטה במלריה. למרבה האירוניה, סוג של שליטה גנטית התעורר בחלקים של העולם בהם המלריה היא אנדמית. החזקת עותק אחד של האלל HbS בטא גלובין גורמת לעמידות למלריה. לרוע המזל, לאל זה יש גם השפעה מצערת כאשר הומוזיגוטית היא גורמת למחלת תאי מגל.



13.3 פרוטיסטים

אורגניזמים אוקריוטים שלא התאימו לקריטריונים לממלכות Animalia, Fungi או Plantae מבחינה היסטורית נקראו פרוטיסטים וסווגו לממלכה פרוטיסטה. פרוטיסטים כוללים את האוקריוטים החד-תאיים החיים במי בריכות (איור 13.13), אם כי מינים פרוטיסטים חיים במגוון של סביבות מימיות ויבשתיות אחרות, ותופסים גומחות רבות ושונות. לא כל הפרוטיסטים הם מיקרוסקופיים ותאיים. קיימים כמה מינים תאיים גדולים מאוד, כגון הקלפס. במהלך שני העשורים האחרונים, תחום הגנטיקה המולקולרית הוכיח שחלק מהפרוטיסטים קשורים יותר לבעלי חיים, לצמחים או לפטריות מאשר לפרוטיסטים אחרים. מסיבה זו, שושלות פרוטיסטים שסווגו במקור לממלכה פרוטיסטה הוקצו מחדש לממלכות חדשות או לממלכות קיימות אחרות. השושלות האבולוציוניות של הפרוטסטים ממשיכות להיבחן ולהתווכח. בינתיים, המונח "פרוטיסט" עדיין משמש באופן לא רשמי כדי לתאר את קבוצת האיקריוטים המגוונת להפליא. כקבוצה קולקטיבית, הפרוטיסטים מציגים מגוון מדהים של מורפולוגיות, פיזיולוגיות ואקולוגיות.

מאפיינים של פרוטיסטים

ישנם למעלה מ-100,000 מינים חיים מתוארים של פרוטיסטים, ולא ברור כמה מינים לא מתוארים עשויים להתקיים. מאחר ופרוטיסטים רבים חיים במערכות יחסים סימביוטיות עם אורגניזמים אחרים ומערכות יחסים אלה הן לעיתים קרובות ספציפיות למינים, קיים פוטנציאל עצום למגוון פרוטיסטי שאינו מתואר התואם את מגוון המארחים. בתור המונח הקולט לאורגניזמים איקריוטיים שאינם בעלי חיים, צמחים, פטריות או כל קבוצה אחת הקשורה פילוגנטית, אין זה מפתיע שמאפיינים מעטים משותפים לכל הפרוטיסטים.

כמעט כל הפרוטיסטים קיימים בסביבה מימית כלשהי, כולל מים מתוקים וסביבות ימיות, אדמה לחה ואפילו שלג. כמה מיני פרוטיסטים הם טפילים שמדביקים בעלי חיים או צמחים. טפיל הוא אורגניזם שחי על או בתוך אורגניזם אחר וניזון ממנו, לעתים קרובות מבלי להרוג אותו. כמה מינים פרוטסטיים חיים על אורגניזמים מתים או על פסולת שלהם, ותורמים להתפרקותם.

מבנה פרוטיסט

תאי הפרוטיסטים הם מהמשוכללים מכל התאים. רוב הפרוטיסטים הם מיקרוסקופיים וחד תאיים, אך קיימות כמה צורות רב -תאיות אמיתיות. כמה פרוטיסטים חיים כמושבות שמתנהגות במובנים מסוימים כקבוצה של תאים חיים חופשיים ובדרכים אחרות כאורגניזם רב-תאי. עדיין פרוטסטים אחרים מורכבים מתאים בודדים עצומים, מרובי גרעינים, שנראים כמו כתמי רפש אמורפיים או, במקרים אחרים, כמו שרכים. למעשה, תאים פרוטיסטים רבים הם מרובי גרעינים במינים מסוימים, הגרעינים בגדלים שונים ויש להם תפקידים ברורים בתפקוד תאים פרוטיסטים.

התאים הפרוטסטיים היחידים נעים בגודל של פחות ממיקרומטר ועד אורכי 3 מטרים של התאים הרב-גרעיניים של האצה. קולרפה. תאים פרוטסטיים עשויים להיות עטופים בקרום תא דמוי בעלי חיים או בדפנות תא דמויי צמחים. אחרים עטופים בקליפות זכוכית זכוכית מבוססות סיליקה או פצעים עם כדורים של רצועות חלבון משתלבות. החלקיקי מתפקד כמו מעיל שריון גמיש, שמונע מהפרוטיסט לקרוע או לנקב אותו מבלי לפגוע בטווח התנועה שלו.

רוב הפרוטסטים הם בעלי תנועה, אך סוגים שונים של פרוטסטים פיתחו אופני תנועה מגוונים. לחלק מהפרוטיסטים יש פלגלה אחת או יותר, שאותה הם מסובבים או מצליפים. אחרים מכוסים בשורות או בציצות של ריסים זעירים שהם מכים בתיאום לשחייה. עדיין אחרים שולחים פסאודופודיה דמויית אונות מכל מקום בתא, מעגן את הפסאודופודיום למצע ומושכים את שאר התא לכיוון נקודת העוגן. כמה פרוטיסטים יכולים לנוע לעבר האור על ידי צירוף אסטרטגיית התנועה שלהם עם איבר החישה לאור.

כיצד הפרוטיסטים משיגים אנרגיה

הפרוטיסטים מפגינים צורות רבות של תזונה ועשויים להיות אירוביים או אנאירוביים. פרוטיסטים פוטוסינתטיים (פוטואוטוטרופים) מאופיינים בנוכחות של כלורופלסטים. פרוטיסטים אחרים הם הטרוטרופים וצורכים חומרים אורגניים (כגון אורגניזמים אחרים) כדי להשיג תזונה. אמבות וכמה מינים פרוטטיסטים הטרוטרופיים אחרים בולעים חלקיקים בתהליך שנקרא פגוציטוזה, שבו קרום התא בולע חלקיק מזון ומביא אותו פנימה, צובט שק קרום תאיים, או שלפוחית, הנקרא vacuole מזון (איור 13.14). שלפוחית ​​זו מתמזגת עם ליזוזום, וחלקיק המזון מתפרק למולקולות קטנות שיכולות להתפזר לתוך הציטופלזמה ולשמש במטבוליזם תאי. שרידים לא מעוכלים בסופו של דבר נפלטים מהתא באמצעות אקסוציטוזיס.

חלק מהטרוטרופים סופגים חומרים מזינים מאורגניזמים מתים או מהפסולת האורגנית שלהם, ואחרים מסוגלים להשתמש בפוטוסינתזה או להאכיל מחומרים אורגניים, בהתאם לתנאים.

שִׁעתוּק

פרוטיסטים מתרבים על ידי מגוון מנגנונים. רובם מסוגלים להתרבות א -מינית כלשהי, כגון ביקוע בינארי לייצר שני תאי בת, או ביקוע מרובה להתחלק בו זמנית לתאי בת רבים. אחרים מייצרים ניצנים זעירים שהולכים ומתחלקים וגדלים לגודל הפרוטיסט ההורי. רבייה מינית, הכוללת מיוזה והפריה, שכיחה בקרב פרוטיסטים, ומינים רבים של פרוטיסטים יכולים לעבור מרבייה א-מינית למינית בעת הצורך. רבייה מינית קשורה לעתים קרובות לתקופות שבהן חומרים מזינים מתרוקנים או מתרחשים שינויים סביבתיים. רבייה מינית עשויה לאפשר לפרוטיסט לשלב מחדש גנים ולייצר וריאציות חדשות של צאצאים שעשויות להתאים יותר לשרוד בסביבה החדשה. עם זאת, רבייה מינית קשורה לעתים קרובות גם לציסטות שהן שלב מגן ומנוחה. בהתאם לבית הגידול שלהם, הציסטות עשויות להיות עמידות במיוחד בפני קיצון טמפרטורה, התייבשות או pH נמוך. אסטרטגיה זו גם מאפשרת לפרוטיסטים מסוימים "לחכות" ללחצים עד שהסביבה שלהם הופכת נוחה יותר להישרדות או עד שהם נישאים (כגון רוח, מים או הובלה על אורגניזם גדול יותר) לסביבה אחרת מכיוון שלציסטות אין כמעט תאים. חילוף חומרים.

גיוון פרוטיסטי

עם הופעת רצף ה-DNA, היחסים בין קבוצות פרוטיסטים ובין קבוצות פרוטיסטים לאאוקריוטים אחרים מתחילים להתבהר. מערכות יחסים רבות שהתבססו על קווי דמיון מורפולוגיים מתחלפות ביחסים חדשים המבוססים על קווי דמיון גנטיים. פרוטיסטים שמפגינים מאפיינים מורפולוגיים דומים עשויים להתפתח מבנים אנלוגיים בגלל לחצים סלקטיביים דומים - ולא בגלל מוצא משותף לאחרונה. תופעה זו נקראת אבולוציה מתכנסת. זו אחת הסיבות לכך שסיווג הפרוטיסטים כל כך מאתגר. תכנית הסיווג המתפתחת מקבצת את כל תחום האאוקריוטה לשש "קבוצות -על" המכילות את כל הפרוטסטים, כמו גם בעלי חיים, צמחים ופטריות (איור 13.15). מאמינים שקבוצות העל הן מונופילטיות, כל האורגניזמים בתוך כל קבוצת על התפתחו מאב קדמון משותף אחד, ולפיכך כל החברים קשורים באופן הדוק ביותר זה לזה מאשר לאורגניזמים מחוץ לקבוצה זו. עדיין חסרות עדויות למונופיליה של קבוצות מסוימות.

פתוגנים אנושיים

פרוטסטים רבים הם טפילים פתוגניים שחייבים להדביק אורגניזמים אחרים כדי לשרוד ולהתרבות. טפילים פרוטיסטים כוללים את הגורמים הגורמים למלריה, מחלת שינה אפריקאית ודלקת קיבה-מעיים בבני אדם. פתוגנים פרוטיסטים אחרים טורפים צמחים, וגורמים להרס אדיר של גידולי מזון.

פלסמודיום מִין

חברי הסוג פלסמודיום חייבים להדביק יתוש וחוליות כדי להשלים את מחזור חייהם. אצל בעלי חוליות, הטפיל מתפתח בתאי כבד וממשיך להדביק תאי דם אדומים, מתפרץ מתאי הדם והורס אותם עם כל מחזור שכפול א-מיני (איור 13.16). מבין הארבעה פלסמודיום מינים הידועים כמדביקים בני אדם, פ. falciparum מהווה 50 אחוז מכלל מקרי המלריה והוא הגורם העיקרי לתמותה הקשורה למחלות באזורים הטרופיים בעולם. בשנת 2010 הוערך כי מלריה גרמה בין 0.5 ל -1 מיליון מקרי מוות, בעיקר בילדים אפריקאים. במהלך מלריה, פ. falciparum יכול להדביק ולהרוס יותר ממחצית מתאי הדם המסתובבים של האדם, מה שמוביל לאנמיה חמורה. בתגובה למוצרי פסולת המשתחררים כשהטפילים מתפרצים מתאי דם נגועים, מערכת החיסון המארחת מגבירה תגובה דלקתית מסיבית עם התקפי חום מעוררי דליריום, שכן טפילים הורסים תאי דם אדומים, ושופכים פסולת טפילים לזרם הדם. פ. falciparum מועבר לבני אדם על ידי יתוש המלריה האפריקאי, Anopheles gambiae. טכניקות להרוג, לעקר או להימנע מחשיפה למין יתושים אגרסיבי זה הן קריטיות לשליטה במלריה.

מושגים בפעולה

סרט זה מתאר את הפתוגנזה של Plasmodium falciparum, הגורם הגורם למלריה.

טריפנוזומים

ט. brucei, הטפיל האחראי על מחלת השינה האפריקאית, מבלבל את מערכת החיסון האנושית על ידי שינוי השכבה העבה של הגליקופרוטאינים השטחיים בכל מחזור זיהומי (איור 13.17). הגליקופרוטאינים מזוהים על ידי המערכת החיסונית כחומר זר, והגנה נגד נוגדן מותקנת כנגד הטפיל. למרות זאת, ט. brucei יש אלפי אנטיגנים אפשריים, ועם כל דור עוקב, הפרוטיסט עובר לציפוי גליקופרוטאין בעל מבנה מולקולרי שונה. בדרך זו, ט. brucei מסוגל לשכפל ללא הרף מבלי שמערכת החיסון הצליחה לנקות את הטפיל. ללא טיפול, מחלת השינה האפריקאית מובילה תמיד למוות בגלל הנזק שהיא גורמת למערכת העצבים. בתקופות מגיפה, התמותה מהמחלה יכולה להיות גבוהה. אמצעי מעקב ובקרה גדולים יותר הובילו לצמצום המקרים המדווחים, חלק מהמספרים הנמוכים ביותר שדווחו זה 50 שנה (פחות מ-10,000 מקרים בכל אפריקה שמדרום לסהרה) אירעו מאז 2009.

באמריקה הלטינית, מינים נוספים מהסוג, ט. קרוזי, אחראי למחלת צ'אגס. ט. קרוזי זיהומים נגרמים בעיקר על ידי באג מוצץ דם. הטפיל מאכלס רקמות לב ומערכת העיכול בשלב הכרוני של ההדבקה, מה שמוביל לתת תזונה ואי ספיקת לב הנגרמת מקצבי לב לא תקינים. לפי הערכות, 10 מיליון בני אדם נגועים במחלת צ'אגס, שגרמה ל-10,000 מקרי מוות ב-2008.

מושגים בפעולה

סרט זה דן בפתוגנזה של Trypanosoma brucei, הסוכן הסיבתי של מחלת השינה האפריקאית.

טפילים צמחיים

טפילים פרוטסטיים של צמחים יבשתיים כוללים סוכנים שהורסים את גידולי המזון. האומיקייט פלסמופרה ויטיקולה מטפיל צמחי ענבים וגורם למחלה הנקראת טחב כבוש (איור 13.18א). צמחי ענבים נגועים ב פ. viticola מופיעים מעוותים וצבעים עלים נבולים. התפשטות הטחב הפוחית ​​גרמה לקריסה הקרובה של תעשיית היין הצרפתית במאה התשע עשרה.

Phytophthora infestans הוא אומיציט שאחראי למכת תפוחי אדמה מאוחרת, הגורמת לגבעולי וגבעולים של תפוחי אדמה להתפרק לרפש שחור (איור 13.18ב). מחלת תפוחי אדמה נפוצה הנגרמת על ידי פ. אינפסטאנים הצית את רעב תפוחי האדמה האירי הידוע במאה התשע עשרה שגבה את חייהם של כמיליון בני אדם והוביל להגירה מאירלנד של לפחות מיליון נוספים. הדלקת המאוחרת ממשיכה לפקוד את גידולי תפוחי האדמה בחלקים מסוימים של ארצות הברית ורוסיה, ומחסלת עד 70 אחוזים מהגידולים כאשר לא מוחלים חומרי הדברה.

פרוטיסטים מועילים

הפרוטיסטים ממלאים תפקידים אקולוגיים חשובים כמפיקים במיוחד באוקיינוסים בעולם. הם חשובים לא פחות בצד השני של קורי המזון כמו מפרקים.

פרוטיסטים כמקורות מזון

פרוטיסטים הם מקורות תזונה חיוניים לאורגניזמים רבים אחרים. במקרים מסוימים, כמו בפלנקטון, הפרוטסטים נצרכים ישירות. לחלופין, פרוטיסטים פוטוסינתטיים משמשים כיצרנים של תזונה לאורגניזמים אחרים על ידי קיבוע פחמן. לדוגמה, דינופלגלאטים פוטוסינתטיים הנקראים zooxanthellae מעבירים את מרבית האנרגיה שלהם לפוליפים האלמוגים המאכלסים אותם (איור 13.19). במערכת יחסים זו המועילה הדדית, הפוליפים מספקים סביבה מגוננת וחומרים מזינים לזואוקסנטלות. הפוליפים מפרישים את הסידן קרבונט הבונה שוניות אלמוגים. ללא סימביונים של דינופלגלטים, אלמוגים מאבדים פיגמנטים של אצות בתהליך הנקרא הלבנת אלמוגים, והם בסופו של דבר מתים. זה מסביר מדוע אלמוגים בוני שונית אינם שוכנים במים עמוקים מ-20 מטרים: לא מגיע מספיק אור לעומקים הללו כדי שהדינופלגלטים יצליחו לפוטוסינתזה.

הפרוטיסטים עצמם ותוצרי הפוטוסינתזה שלהם חיוניים - במישרין או בעקיפין - להישרדותם של אורגניזמים החל מחיידקים ועד יונקים. כיצרנים ראשוניים, פרוטיסטים מאכילים חלק גדול ממיני המים בעולם. (ביבשה, צמחים יבשתיים משמשים כיצרנים ראשוניים.) למעשה, כרבע מהפוטוסינתזה העולמית מתבצעת על ידי פרוטיסטים, במיוחד דינופלגלאטים, דיאטומים ואצות רב תאיות.

הפרוטיסטים אינם יוצרים מקורות מזון רק לאורגניזמים השוכנים בים. לדוגמה, מינים אנאירוביים מסוימים קיימים בדרכי העיכול של טרמיטים וג'וקים אוכלי עצים, שם הם תורמים לעיכול תאית שנבלעת על ידי חרקים אלה כשהם גולשים דרך העץ. האנזים בפועל המשמש לעיכול התאית מיוצר למעשה על ידי חיידקים החיים בתוך התאים הפרוטסטיים. הטרמיט מספק את מקור המזון לפרוטאיסט ולחיידקיו, והפרוטסט והחיידק מספקים חומרים מזינים לטרמיט על ידי פירוק התאית.

סוכני פירוק

פרוטיסטים רבים דמויי פטריות הם ספראבים, אורגניזמים הניזונים מאורגניזמים מתים או מחומר הפסולת המיוצרים על ידי אורגניזמים (ספרופיט הוא מונח שווה ערך), ומתמחים בקליטת חומרים מזינים מחומר אורגני שאינו חי. לדוגמה, סוגים רבים של oomycetes גדלים על בעלי חיים או אצות מתים. לפרוטיסטים סאפרובים יש את הפונקציה החיונית של החזרת חומרים מזינים אנאורגניים לאדמה ולמים. תהליך זה מאפשר צמיחה של צמחים חדשים, אשר בתורם מייצרים מזון לאורגניזמים אחרים לאורך שרשרת המזון. ואכן, ללא מינים ספרוביים, כגון פרוטיסטים, פטריות וחיידקים, החיים יפסיקו להתקיים מכיוון שכל הפחמן האורגני "נקשור" באורגניזמים מתים.


הפניות

Adl, S. M., D. Bass, C. E. Lane, J. Lukeš, C. L. Schoch & A. Smirnov (2019): שינויים בסיווג, במינוח ובמגוון האאוקריוטים. – Journal of Eukaryotic Microbiology 66: 4–119.

Altenburger, A., F. Ekelund & C. S. Jacobsen (2010): פרוטוזואה וטרף החיידקים שלהם מתיישבים במהירות בקרקע סטרילית. - ביולוגיה של הקרקע וביוכימיה 42: 1636–1639.

Bar-On, Y. M., R. Phillips & R. Milo (2018): התפלגות הביומסה על פני כדור הארץ. – הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים 115: 6506–6511.

בורקי, פ ', א' ג'יי רוג'ר, מ 'ו' בראון ואמב 'סימפסון (2020): עץ האאוקריוטים החדש. - מגמות באקולוגיה ואבולוציה 35:

Bonkowski, M. & M. Clarholm (2012): גירוי צמיחת צמחים באמצעות אינטראקציות של חיידקים ופרוטוזואה: בדיקת השערת הלולאה המיקרוביאלית העזר. - Acta Protozoologica 51:

Caron, D. A., A. Z. Worden, P. D. Countway, E. Demir & K. B. Heidelberg (2008): גם הפרוטסטים הם חיידקים: נקודת מבט. - כתב העת ISME 3: 4–12.

צ'רמן, ד' ג'יי (2001): יישומים ביו-סטרטיגרפיים ופליאו-סביבתיים של אמבות צוואה. – סקירות מדעיות רבעוניות 20: 1753–1764.

de Vargas, C., S. Audic, N. Henry, J. Decelle, F. Mahe & R. Logares (2015): פלנקטון אוקיינוס. מגוון פלנקטון אוקריוטי באוקיינוס ​​מואר השמש. – מדע 348: 1261605.

de Ruiter, P. C., A. M. Neutel & amp; J. C. Moore (1995): אנרגטיות, דפוסי חוזק אינטראקציה ויציבות במערכות אקולוגיות אמיתיות. - מדע 269: 1257–1260.

Decaëns, T. (2010): דפוסים מאקרו-אקולוגיים בקהילות קרקע. – אקולוגיה וביוגיאוגרפיה גלובלית 19: 287–302.

Delgado-Baquerizo, M., A. M. Oliverio, T. E. Brewer, A. Benavent-González, D. J. Eldridge & R. D. Bardgett (2018): אטלס גלובלי של החיידקים הדומיננטיים המצויים באדמה. - מדע 359:

Domonell, A., M. Brabender, F. Nitsche, M. Bonkowski & H. H. Arndt (2013): מבנה קהילתי של פרוטיסטים הניתנים לעיבוד באדמות עשב ויער שונות של תורינגיה. – Pedobiologia 56: 1–7.

Ekelund, F. (1998): ספירה ושפע של פרוטוזואה מיקופגית באדמה, עם דגש מיוחד על דגלים הטרוטרופיים. - ביולוגיה של הקרקע וביוכימיה 30: 1343–1347.

Falkowski, P. G. (2002): היער הבלתי נראה של האוקיינוס. – Scientific American 287: 54–61.

Fournier, B., E. Samaritani, B. Frey, C. V. W Seppey., E. Lara & T. J. Heger (2020): וריאציות מרחביות גבוהות יותר מאשר עונתיות בקהילות מיקרוביאליות מיקרוביאליות של קרקעות שטוחות. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 147: 107842.

Gao, Z., I. Karlsson, S. Geisen, G. Kowalchuk & A. A. Jousset (2019): פרוטיסטים: מארי בובות של המיקרוביום של הריזוספירה. - מגמות במדעי הצמחים 24: 165–176.

Griggs, D., M. Stafford-Smith, O. Gaffney, J. Rockström, M. C. Öhman & P. ​​Shyamsundar (2013): יעדי פיתוח בר קיימא עבור אנשים וכוכבי הלכת. – טבע 495: 305–307.

Geisen, S. & Bonkowski (2018): התקדמות מתודולוגית לחקר המגוון של פרוטיסטים בקרקע ותפקודם ברשתות מזון בקרקע. – Applied Soil Ecology 123: 328–333.

Geisen, S., D. H. Wall & W. H. Van der Putten (2019): אתגרים והזדמנויות למגוון ביולוגי בקרקע באנתרופוקן. - ביולוגיה נוכחית 29: R1036 – R1044.

Geisen, S., S. Hu, T. E. E. de la Cruz & amp; G. F. Veen (בעיתונות 2020): פרוטיסטים כזרזים של פירוק המלטה מיקרוביאלית ומחזורי פחמן במשטרי טמפרטורות שונים. – כתב העת ISME.

Geisen, S., J. Rosengarten, R. Koller, C. Mulder, T. Urich & M. Bonkowski (2015): חבילת ציד על ידי אמבה קרקע מצויה על נמטודות. - מיקרוביולוגיה סביבתית 17: 4538–4546.

Geisen, S., R. Koller, M. Hünninghaus, K. Dumack, T. Urich & M. Bonkowski (2016): The soil food web visited: protists mycophaous soil מגוונים ונרחבים. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 94: 10–18.

Geisen, S., E. A. D. Mitchell, S. Adl, M. Bonkowski, M. Dunthorn, &. F. Ekelund (2018): פרוטיסטים בקרקע: גבול פורה במחקר ביולוגיה של הקרקע. - FEMS Microbiology ביקורות 42: 293–323.

Geisen, S., E. A. D. Mitchell, D. M. Wilkinson, S. Adl, M. Bonkowski & M. W. Brown (2017): הפרוטסטיולוגיה של הקרקע הופעלה מחדש: 30 שאלות יסוד מלכתחילה. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 111: 94–103.

Geisen, S., M. J. I. Briones, H. Gan, V. M. Behan-Pelletier, V.-P. Friman & G. A. de Groot (2019): מסגרת מתודולוגית לחיבוק המגוון הביולוגי של הקרקע. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 136: 107536.

George, P. B. L., D. Lillias, S. Creer, F. M. Seaton, J. G. Kenny & R. M. Eccles (2019): מגמות שונות בקנה מידה לאומי של מגוון ביולוגי של חיידקים ובעלי חיים שהתגלו במגוון מערכות אקולוגיות של קרקע ממוזגות. - תקשורת טבע 10: 1107.

Glücksman, E., Bell, T., Griffiths, R. I. & Bass, D. (2010): לזנים פרוטיסטים קרובים יש השפעות מרעה שונות על קהילות חיידקים טבעיות. - מיקרוביולוגיה סביבתית 12: 3105–3113.

Henkes, GJ, E. Kandeler, S. Marhan, S. Scheu & M. Bonkowski (2018): אינטראקציות של מיקוריזה ופרוטיסטים בריזוספירה משנות באופן שיטתי את הרכב הקהילה החיידקים, יחסי צמחים-שורש וחנקן בתוך מערכת השורש. הַקצָאָה. – Frontiers in Environmental Science 6: 117.

Jassey, V. E. J., C. Signarbieux, S. Hättenschwiler, L. Bragazza, A. Buttler & F. Delarue (2015): תפקיד בלתי צפוי עבור mixotrophs בתגובה של רכיבה על אופניים של פחמן בכבול להתחממות האקלים. – דוחות מדעיים 5: 16931.

Jousset, A., L. Rochat, M. Pechy-Tarr, C. Keel, S. Scheu & M. Bonkowski (2009): טורפים מקדמים הגנה על אוכלוסיות חיידקי rhizosphere על ידי האכלה סלקטיבית ברמאים לא רעילים. - כתב העת ISME 3: 666–674.

Kamoun, S. (2001): התנגדות לא מארח ל-Phytophthora: סיכויים חדשים לבעיה קלאסית. - הדעה הנוכחית בביולוגיה של הצמחים 4: 295–300.

Keeling, P. J. (2019): שילוב של מורפולוגיה, התנהגות וגנומיקה כדי להבין את האבולוציה והאקולוגיה של איקריוטים מיקרוביאליים. – עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית B: Biological Sciences 374: 20190085.

Krashevska, V., D. Sandmann, M. Maraun & S. Scheu (2014): שינויים מתונים בהזנת חומרים מזינים משנים קהילות טרופיות מיקרוביאליות ופרוטיסטיות וקשרים מתחת לאדמה. - כתב העת ISME 8: 1126–1134.

Krome, K., K. Rosenberg, C. Dickler, K. Kreuzer, J. Ludwig-Müller & C. Ullrich-Eberius (2010): חיידקי אדמה ופרוטוזואה משפיעים על הסתעפות השורשים באמצעות השפעות על איזון האוקסין והציטוקינין בצמחים. - אדמת צמח 328: 191–201.

Kuikman, P. J., A. G. Jansen, J. A. van Veen & A. J. B. Zehnder (1990): טריפה של פרוטוזואים ותחלופה של פחמן אורגני בקרקע וחנקן בנוכחות צמחים. – ביולוגיה ופריון קרקעות 10: 22–28.

Kuppardt, A., T. Fester, C. Hartig & A. Chatzinotas (2018): פרוטיסטים בריזוספירה משנים פרופילים של מטבוליטים ב- Zea mays. - גבולות במיקרוביולוגיה 9: 857.

Mahé, F., C. de Vargas, D. Bass, D., L. Czech, A. Stamatakis, E. Lara (2017): טפילים שולטים בקהילות פרוטטיסטיות אדמה מגוונות ביערות גשם ניוטרופיים. – Nature Ecology & Evolution 1: 0091.

Marcisz, K., V. E. J. Jassey, A. Kosakyan, V. Krashevska, D. J. G. Lahr & E. E. Lara (2020): תן תכונות פונקציונליות של אמבה ושימוש בהן בפלאואקולוגיה. - גבולות באקולוגיה ואבולוציה 8: 575966.

Nguyen, N. H., Z. Song, S. T. Bates, S. Branco, L. Tedersoo & amp J. Menke (2016): FUNGuild: כלי ביאור פתוח לניתוח מערכי נתונים של הקהילה הפטרייתית על ידי גילדה אקולוגית. – אקולוגיה פטרייתית 20: 241–248.

Oliverio, A.M., S. Geisen, M. Delgado-Baquerizo, F.T. Maestre, B.L. Turner & N. Fierer (2020): ההתפלגות בקנה מידה עולמי של פרוטיסטים בקרקע ותרומתם למערכות מתחת לאדמה. - התקדמות מדעית 6: eaax8787.

Orgiazzi, A., R. D. Bardgett & E. Barrios (2016): אטלס המגוון הביולוגי העולמי של הקרקע - הנציבות האירופית.

Paseka, R. E., L. A. White, D. B. Van de Waal, A. T. Strauss, A. L. González & R. A. Everett (בעיתונות 2020): שירותי מערכות אקולוגיות בתיווך מחלות: פתוגנים, צמחים ואנשים. - מגמות בתחום האקולוגיה והאבולוציה.

Petters, S., A. Soellinger, M. M. Bengtsson & T. Urich (2018): רשת המזון המיקרוביאלית של הקרקע נערכה מחדש עם metatranscriptomics - Myxobacteria טורף כטקסון אבן מפתח? – bioRxiv.

Phillips, H. R. P., C. A. Guerra, M. L. C. Bartz, M. J. I. Briones, G. Brown & amp; T. W. Crowther (2019): הפצה גלובלית של מגוון תולעי האדמה. - מדע 366: 480.

Piwosz, K., T. Shararova, J. Pernthaler, T. Posch, K. Šimek & P. ​​Porcal (2020): נתוני אמפליקון חיידקים ואאוקריוטים קטנים אינם מספקים תמונה כמותית של קהילות מיקרוביאליות, אך הם מהימנים בהקשר של פרשנויות אקולוגיות. - mSphere 5: e00052–00020.

Seppey, C. V. W., D. Singer, K. Dumack, B. Fournier,

L. Belbahri & E. A. D. Mitchell (2017): דפוסי הפצה של אוקריוטים מיקרוביאליים באדמה מצביעים על הסברה נרחבת על ידי פרוטיסטים פגוטרופיים כמסלול חלופי למחזור תזונתי. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 112: 68–76.

Schmidt, O., J. Dyckmans & S. Schrader (2016): מיקרואורגניזמים פוטואוטרופיים כמקור פחמן לחסרי חוליות ממוזגים. – מכתבי ביולוגיה 12: 20150646.

Schulz -Bohm, K., S. Geisen, E. R. J. Wubs, C. Song, W. de Boer & P. ​​Garbeva (2017): ריח הטרף - תרכובת אורגנית נדיפה המתווכת אינטראקציות בין חיידקי אדמה לטורפים הפרוטניים שלהם. - כתב העת ISME 11: 817–820.

Sunagawa, S., S. G. Acinas, P. Bork, C. Bowler, S. G. Acinas & amp M. Babin (2020): Tara Oceans: לקראת הביולוגיה של המערכות האקולוגיות באוקיינוס. – Nature Reviews Microbiology 18: 428–445.

Szelecz, I., B. Fournier, C. Seppey, J. Amendt & E. A. D.

מיטשל (2014): האם ניתן להשתמש באמבות המעידות על אדמה לאומדן הזמן מאז המוות? ניסוי שדה ביער נשיר. – Forensic Science International 236: 90–98.

Tedersoo, L., M. Bahram, S. Põlme, U. Kõljalg, N. S. Yorou &

R. Wijesundera (2014): ביוגיאוגרפיה פטרייתית. גיוון עולמי וגיאוגרפיה של פטריות קרקע. - מדע 346: 1256688.

van den Hoogen, J., S. Geisen, D. Routh, H. Ferris,

W. Traunspurger & D.A. Wardle (2019): שפע נמטודות הקרקע והרכב קבוצתי תפקודי בקנה מידה עולמי. – טבע 572: 194–198.

Wilkinson, D.M. (1998): שברי בנק סבוך: האם אקולוגים חוקרים את רוב האקולוגיה? - אויקוס 82: 393–394.

Williamson, K. E., J. J. Fuhrmann, K. E. Wommack & M. Radosevich (2017): וירוסים במערכות אקולוגיות בקרקע: כמות לא ידועה בתוך טריטוריה לא נחקרה. - סקירה שנתית של וירולוגיה 4: 201–219.

וורדן, א 'ז', מ 'ג'יי פולוס, ס' ג'יי ג'ובאנוני, ס 'וילקן, א' צימרמן ופי 'ג'יי קילינג (2015): מדעי הסביבה. חשיבה מחודשת על מחזור הפחמן הימי: התחשבות באורחות החיים המגוונת של חיידקים. - מדע 347: 1257594.

Xiong, W., Y. Song, K. Yang, Y. Gu, Z. Wei & G. A. Kowalchuk (2020): פרוטיסטים ריזוספרה הם גורמי מפתח לבריאות הצמח. - מיקרוביום 8:27.

ג'או, ז'-ב ', ג'יי-ז. הוא, S. Geisen, L.-L. האן, ג'יי-טי. וואנג וג'יי-פי. Shen (2019): קהילות פרוטיסטיות רגישות יותר לדישון חנקן מאשר מיקרואורגניזמים אחרים בקרקע חקלאית מגוונת. - מיקרוביום 7: 33.

ג'או, ז'-ב ', ג'יי-ז. הוא, ז 'קוואן, ג. וו, ר. שנג & ל.מ. Zhang (2020): הפריה משנה את תפקוד המיקרוביום של הקרקע, במיוחד פרוטיסטים פגוטרופיים. – ביולוגיה וביוכימיה של הקרקע 148: 107863.


23.4 אקולוגיה של פרוטיסטים

בסוף פרק זה תוכל לבצע את הפעולות הבאות:

  • תאר את התפקיד שממלאים הפרוטיסטים במערכת האקולוגית
  • תאר מינים פתוגניים חשובים של פרוטיסטים

פרוטיסטים מתפקדים בנישות אקולוגיות שונות. בעוד כמה מינים פרוטיסטים הם מרכיבים חיוניים בשרשרת המזון ומחוללי הביומסה, אחרים מתפקדים בפירוק חומרים אורגניים. פרוטיסטים אחרים הם פתוגנים אנושיים מסוכנים או גורמים שגורמים למחלות צמחים הרסניות.

מפיקים עיקריים/מקורות מזון

פרוטיסטים הם מקורות חיוניים למזון ומספקים תזונה לאורגניזמים רבים אחרים. במקרים מסוימים, כמו עם זואופלנקטון, הפרוטיסטים נצרכים ישירות. לחילופין, פרוטיסטים פוטוסינתטיים משמשים כיצרנים של תזונה לאורגניזמים אחרים. פרמציום בורסריה ועוד כמה מינים של ציליטים מיקסוטרופי בשל מערכת יחסים סימביוטית עם אצות ירוקות. זוהי גרסה זמנית של הכלורופלסט האנדוזימביוטי המשני שנמצא ב יוגלנה. אבל האסוציאציות הסימביוטיות הללו אינן מוגבלות לפרוטיסטים. לדוגמה, דינופלגלאטים פוטוסינתטיים נקראו zooxanthellae מספקים חומרים מזינים לפוליפים האלמוגים (איור 23.32) המאכלסים אותם, ונותנים לאלמוגים דחיפה של אנרגיה להפריש את שלד הסידן הפחמתי שלהם. בתורם, האלמוגים מספקים לפרוטיסט סביבה מוגנת ואת התרכובות הדרושות לפוטוסינתזה. סוג זה של מערכת יחסים סימביוטית חשוב בסביבות דלות חומרים מזינים. ללא סימביונים של דינופלגלטים, אלמוגים מאבדים פיגמנטים של אצות בתהליך שנקרא הלבנת אלמוגים, ובסופו של דבר הם מתים. זה מסביר מדוע אלמוגים לבניית שוניות בדרך כלל אינם שוכנים במים עמוקים מ -20 מטרים: לא מספיק אור מגיע לעומקים אלה כדי שהדינופלגלטים יצטלמו.

הפרוטסטים ומוצרי הפוטוסינתזה שלהם חיוניים - במישרין או בעקיפין - להישרדותם של אורגניזמים החל מחיידקים ועד יונקים (איור 23.33). כיצרנים ראשוניים, פרוטיסטים מאכילים חלק גדול ממיני המים בעולם. (ביבשה, צמחים יבשתיים משמשים כיצרנים ראשוניים.) למעשה, כ -25 % מהפוטוסינתזה בעולם מתבצעת על ידי פרוטיסטים פוטוסינתטיים, במיוחד דינופלגלאטים, דיאטומים ואצות רב -תאיות.

הפרוטיסטים אינם יוצרים מקורות מזון רק לאורגניזמים השוכנים בים. נזכיר כי מינים parabasalid אנאירוביים מסוימים קיימים במערכת העיכול של טרמיטים וג'וקים אוכלים עץ, שם הם תורמים שלב חיוני בעיכול התאית שנבלעת על ידי חרקים אלה בעת שהם צורכים עץ.

פתוגנים אנושיים

כפי שראינו, פתוגן הוא כל מה שגורם למחלות. אורגניזמים טפיליים חיים בתוך אורגניזם מארח או עליו, ופוגעים באורגניזם. מספר קטן של פרוטיסטים הם טפילים פתוגניים רציניים שחייבים להדביק אורגניזמים אחרים כדי לשרוד ולהתרבות. לדוגמה, טפילים פרוטיסטים כוללים את הגורמים הגורמים למלריה, מחלת שינה אפריקאית, דלקת המוח האמבית ודלקת גסטרואנטריטיס במים בבני אדם. פתוגנים פרוטיסטים אחרים טורפים צמחים, וגורמים להרס אדיר של גידולי מזון.

פלסמודיום מִין

בשנת 2015 דיווח ארגון הבריאות העולמי על יותר מ -200 מיליון מקרים של מלריה, בעיקר באפריקה, דרום אמריקה ודרום אסיה. עם זאת, לא ידוע היטב שהמלריה הייתה גם מחלה נפוצה ומחלישה של אזור צפון המרכז של ארצות הברית, במיוחד מישיגן, עם אלפי האגמים והביצות הרבות שבה. לפני מלחמת האזרחים וניקוז ביצות רבות, כמעט כל מי שהיגר למישיגן לקה במלריה (צְמַרמוֹרֶת כפי שנקרא בסוף המאה ה-19), והפנים החיוורות, החלומות והנפוחות של אותה תקופה היו הכלל. את הפנים הבריאות היחידות לבשו אותם מהגרים שבדיוק הגיעו. למעשה, היו יותר מקרי מוות כתוצאה ממלריה במישיגן מאשר אלה ממלחמת האזרחים.

כעת אנו יודעים כי מלריה נגרמת על ידי מספר מינים מהסוג הפוטיסטי האפיקומפלקסני פלסמודיום. חברי פלסמודיום חייבים ברצף לדרוש הן יתוש והן חוליות כדי להשלים את מחזור חייהם. בבעלי חוליות, הטפיל מתפתח בתאי הכבד (השלב ​​האקסוא-אריתרוציטי) וממשיך להדביק תאי דם אדומים (השלב ​​האריתרוציטי), מתפרץ מתאי הדם והורס אותם בכל מחזור שכפול א-מיני (איור 23.34). מבין הארבעה פלסמודיום מינים הידועים כמדביקים בני אדם, פ. falciparum מהווה 50 אחוז מכלל מקרי המלריה והוא הגורם העיקרי (והקטלני) לתמותה הקשורה למחלות באזורים הטרופיים בעולם. בשנת 2015, הוערך כי מלריה גרמה ליותר מ-400,000 מקרי מוות, בעיקר בילדים אפריקאים. במהלך מלריה, פ. falciparum יכול להדביק ולהרוס יותר ממחצית מתאי הדם המסתובבים של האדם, מה שמוביל לאנמיה חמורה. בתגובה למוצרי פסולת המשתחררים כשהטפילים מתפרצים מתאי הדם הנגועים, המערכת החיסונית המארחת מגיבה תגובה דלקתית מאסיבית עם פרקים של חום המוביל לדליריום (פארוקיזמים) כאשר הטפילים משמיצים תאי דם אדומים, ושופכים פסולת טפילים לזרם הדם. פ. falciparum מועבר לבני אדם על ידי היתוש האפריקאי, Anopheles gambiae. טכניקות להרוג, לעקר או להימנע מחשיפה למין יתושים אגרסיבי זה הן קריטיות לשליטה במלריה. למרבה האירוניה, סוג של שליטה גנטית התעורר בחלקים של העולם בהם המלריה היא אנדמית. החזקת עותק אחד של האלל HbS בטא גלובין גורמת לעמידות למלריה. לרוע המזל, לאלל זה יש גם השפעה שנייה מצערת כאשר הוא הומוזיגוטי הוא גורם למחלת תאי חרמש.

קישור ללמידה

סרט זה מתאר את הפתוגנזה של Plasmodium falciparum, הגורם הגורם למלריה.

טריפנוזומים

Trypanosoma brucei (איור 23.35), מועבר על ידי זבובי tsetse (גלוסינה spp) באפריקה, וזבובים קשורים בדרום אמריקה, הוא אנדופראט מסומן באחריות למחלת הנגאנה הקטלנית בבקר ובסוסים ולחולי שינה אפריקאים בבני אדם. טריפנוזום זה מבלבל את מערכת החיסון האנושית על ידי שינוי השכבה העבה של הגליקופרוטאינים על פני השטח בכל מחזור זיהומי. (הגליקופרוטאינים מזוהים על ידי מערכת החיסון כאנטיגנים זרים, והגנה ספציפית על נוגדנים מוקמה נגד הטפיל.) עם זאת, ט. brucei יש אלפי אנטיגנים אפשריים, ועם כל דור עוקב, הפרוטיסט עובר לציפוי גליקופרוטאין בעל מבנה מולקולרי שונה. בדרך זו, ט. brucei מסוגל לשכפל ללא הרף מבלי שמערכת החיסון הצליחה לנקות את הטפיל. ללא טיפול, ט. brucei תוקף כדוריות דם אדומות, וגורם לחולה לשקוע בתרדמת ולבסוף למות. בתקופות מגיפה, התמותה מהמחלה יכולה להיות גבוהה. אמצעי מעקב ובקרה גדולים יותר מובילים לצמצום המקרים המדווחים שחלק מהמספרים הנמוכים ביותר שדווחו מזה 50 שנה (פחות מ -10,000 מקרים בכל אפריקה שמדרום לסהרה) קרו מאז 2009.

קישור ללמידה

סרט זה דן בפתוגנזה של Trypanosoma brucei, הסוכן הסיבתי של מחלת השינה האפריקאית.

באמריקה הלטינית, סוג אחר של טריפנוזום, ט. קרוזי, אחראי למחלת צ'אגס. ט. קרוזי זיהומים נגרמים בעיקר על ידי "באג מנשק" מוצץ דם בסוג טריאטומה. "באגים אמיתיים" אלה נושכים את המארח במהלך הלילה ולאחר מכן עושים את צרכיהם על הפצע ומעבירים את הטריפנוזום לקורבן. הקורבן מגרד את הפצע, ומחסן את האתר עוד יותר עם טריפנוזומים במקום הנשיכה. לאחר כעשרה שבועות אנשים נכנסים לשלב הכרוני אך רובם אינם מפתחים תסמינים נוספים. עם זאת, בכ-30 אחוז מהמקרים הטריפנוזום גורם לנזק נוסף, בעיקר לרקמות הלב ומערכת העיכול בשלב הכרוני של הזיהום, מה שמוביל לתת תזונה ואי ספיקת לב עקב קצב לב חריג. לפי הערכות, 10 מיליון אנשים נגועים במחלת צ'אגס, והיא גרמה ל-10,000 מקרי מוות ב-2008.

טפילים צמחיים

טפילים פרוטסטיים של צמחים יבשתיים כוללים סוכנים שהורסים את גידולי המזון. האומיקייט פלסמופרה ויטיקולה מטפיל צמחי ענבים, וגורם למחלה הנקראת כשותית (איור 23.36). צמחי ענבים נגועים ב פ. viticola מופיעים מעוותים ועלים קמולים. התפשטות הטחב הכבוש כמעט קרסה את תעשיית היין הצרפתית במאה התשע עשרה.

Phytophthora infestans הוא אומיציט שאחראי למכת תפוחי אדמה מאוחרת, הגורמת לגבעולי וגבעולים של תפוחי אדמה להתפרק לרפש שחור (איור 23.37). מחלת תפוחי אדמה נפוצה הנגרמת על ידי פ. אינפסטאנים הצית את רעב תפוחי האדמה האירי הידוע במאה התשע עשרה שגבה את חייהם של כמיליון בני אדם והוביל להגירה של לפחות מיליון נוספים מאירלנד. הדלקת המאוחרת ממשיכה לפקוד את גידולי תפוחי האדמה בחלקים מסוימים של ארצות הברית ורוסיה, ומחסלת עד 70 אחוזים מהגידולים כאשר לא מוחלים חומרי הדברה.

מפרקי פרוטיסטים

הפוטיסט דמוי פטרייה saprobes מומחים לספיגת חומרים מזינים מחומרים אורגניים שאינם חיים, כגון אורגניזמים מתים או פסולת שלהם. לדוגמה, סוגים רבים של oomycetes גדלים על בעלי חיים או אצות מתים. לפרוטיסטים סאפרובים יש את הפונקציה החיונית של החזרת חומרים מזינים אנאורגניים לאדמה ולמים. תהליך זה מאפשר צמיחה של צמחים חדשים, אשר בתורם מייצרים מזון לאורגניזמים אחרים לאורך שרשרת המזון. ואכן, ללא מיני ספרובים, כגון פרוטיסטים, פטריות וחיידקים, החיים יפסיקו להתקיים מכיוון שכל הפחמן האורגני "נקשור" באורגניזמים מתים.

בתור עמית אמזון אנו מרוויחים מרכישות מתאימות.

רוצה לצטט, לשתף או לשנות את הספר הזה? ספר זה הינו רישיון ייחוס Creative Commons 4.0 ועליך לייחס את OpenStax.

    אם אתה מפיץ מחדש את כל הספר או חלקו בתבנית הדפסה, עליך לכלול בכל דף פיזי את הייחוס הבא:

  • השתמש במידע שלהלן כדי ליצור ציטוט. אנו ממליצים להשתמש בכלי ציטוט כמו זה.
    • מחברים: מרי אן קלארק, מתיו דאגלס, יונג צ'וי
    • מוציא לאור/אתר: OpenStax
    • שם הספר: ביולוגיה 2ה
    • תאריך פרסום: 28 במרץ 2018
    • מיקום: יוסטון, טקסס
    • כתובת URL של הספר: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • כתובת האתר של המדור: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/23-4-ecology-of-protists

    © 7 בינואר, 2021 OpenStax. תוכן ספרי לימוד המיוצר על ידי OpenStax מורשה ברישיון Creative Commons Attribution 4.0. השם של OpenStax, הלוגו של OpenStax, כריכות הספרים של OpenStax, שם OpenXX CNX ולוגו של OpenStax CNX אינם כפופים לרישיון Creative Commons ואסור לשכפל אותם ללא הסכמה מראש ובכתב של אוניברסיטת רייס.


    טפילים צמחיים

    טפילים פרוטסטיים טורפים צמחים יבשתיים וכוללים סוכנים הגורמים להרס מסיבי לגידולי מזון. האומיקייט פלסמופרה ויטיקולה טפיל צמחי ענבים, מה שגורם למחלה הנקראת טחב פלומתי. צמחי ענבים נגועים ב פי ויטיקולה מופיעים מעוותים ועלים קמולים. התפשטות הטחב הכבוש כמעט קרסה את תעשיית היין הצרפתית במאה התשע עשרה. הם נשלטים בקלות לאחר שהתגלו, ולכן מעקב קפדני אחר המארחים הרגישים הוא המפתח מכיוון שאם הוא לא מטופל, האורגניזם יכול להתפשט במהירות ולהציף לחלוטין את מינים המארחים.


    ממלכת סטרמנופילה: Phylum Phaeophyta (אצות חומות)

    איור 13 (לחץ על התמונה להגדלה)

    פיאופיטים, או אצות חומות, כוללים את הגדול ביותר מבין הפרוטסטים, כאשר חלקם צומחים באורך של יותר מ -100 רגל. המינים הרב-תאיים הענקיים המרכיבים את "יערות קלפ" במים ימיים ממוזגים שייכים לקבוצה זו. אצת המאכל & quotkombu, & quot שנקטפת על ידי היפנים, היא גם פיאופיט. הוא עשיר במיוחד במינרלים, כמו גם אצות ימיות אחרות. בדומה לכריסופיטים, גם הפאופיטים מכילים פיגמנטים אביזרים ספציפיים המעניקים להם את הצבעים האופייניים להם.

    איור 14 (לחץ על התמונה להגדלה)

    יחד עם שתי הממלכות עליהן נדון בהמשך, רודופיטה וכלורופיטה, פילום פיאופיטה כולל מספר אצות ים. למרות שזה אינו מונח טקסונומי, המילה & quotseaweed & quot היא דרך שימושית להבחין בין אצות בין -גאות גדולות למינים אחרים (למשל, אצות פלנקטוניות). לסוגים רבים של אצות ים, כולל אלה שבתוך Phylum Phaeophyta, יש מבנים מורכבים שמזכירים צמחים. ה תלוס מתייחס לגוף כולו של כל אצה הדומה למראה צמחי. התלוס מורכב משלושה חלקים עיקריים: א תמיכה, המקביל לגזע הצמחים א חזק, המאבטח את האצה למצע ודמוי עלים להבים, המספקים שטח פנים נרחב לפוטוסינתזה, בדומה לעלים לצמחים.

    איור 15 (לחץ על התמונה להגדלה)

    מילה נוספת המשמשת באופן לא פורמלי לתיאור סוג אצה ספציפי היא & quotאַצוֹת יָם, & quot המתייחס לאצות ענק שגדלות במים העמוקים יותר מחוץ לאזור הביניים. כל האצות, היוצרות "יערות" עצומים התומכים במערכות אקולוגיות ימיות משגשגות, הם פיאופיטים. כפי שניתן לראות (משמאל), אורגניזמים אלה יכולים להגיע לגדלים מרשימים מאוד.


    בכיתה ה -11 ממלכת הביולוגיה פרוטיסטה פרוטטיסטים לצרכנים / לפירוק

    תבניות סליים כוללות אורגניזמים מעניינים ומוזרים המשתפים את דמויותיהם של בעלי חיים ופטריות כאחד. בשל ייחוד זה הם נקראים בדרך כלל חיות פטריות. הביולוג המודרני כולל תבניות רפש מתחת לממלכה-פרוטיסטה וכינה אותן פטריות פרוטיסטן.

    דמויות כלליות

    (1) אין להם כלורופיל.

    (2) הם מוקפים בקרום הפלזמה בלבד (חלקים סומטיים הם ללא קירות תא).

    (3) בשלב אחד של מחזור החיים יש להם מבנה אמובאי.

    (4) תבניות הרפש חיות בדרך כלל בין צמחייה מתפוררת. הם נפוצים למדי במדשאות ובשדות לחים.

    (5) הם מציגים מגוון רחב של צבעים.

    (6) יש להם תזונה פגוטרופית או ספרוטרופית. צורות טפיל אינן ידועות

    (7) הספורנגיה מייצרות נבגים. לכל נבגים יש דופן תא תאית.

    (8) תבניות הרפש דומות הן לפרוטוזואה והן לפטריות האמיתיות. הם כמו פרוטוזואה בשלב האמבואיד שלהם ודומים לפטריות אמיתיות בהיווצרות נבגים. תבניות סליים הינן משני סוגים:

    תבניות סליים (פלסמודיאליות)

    דמויות כלליות

    (1) תבניות רפש תאיות גדלות בדרך כלל כמאסות ריריות במקומות לחים העשירים בחומר אורגני מת ומתכלה.

    (2) השלב הסומטי הוא דיפלואידי ומורכב מפרוטופלזמה מרובת גרעינים של חומר אורגני חי חופשי הנקראת פלסמודיום.

    (3) פלסמודיום זורם או גולש לאט על חומר אורגני מתפורר ומוציא אצבע קהה כמו פסאודופודיה המראה תנועה אמבודית.

    (4) הם גם סופגים חומרים אורגניים מומסים מהמצע המראים תזונה ספרוטרופית.

    (5) בתנאים לא נוחים הפלסמודיום מתכווץ ומוקף בקיר קרני עבה. קוראים לזה סקלרוטיום.

    (6) כל פלסמודיום מתרבה בצורה א-מינית על ידי היווצרות של כמה ספורנגיות קטנות, יושבות או גבעוליות, בצבע עז.

    (7) הפרוטופלזמה מרובה הגרעינים של ספורנגיום מבוקעת כדי לייצר מספר רב של נבגים קטנים שאינם גרעיניים.

    (8) בהתבגרות מלאה, דופן הספורנגיום מתפרצת כדי לשחרר את הנבגים. הנבגים מתפזרים באוויר.

    (9) בנביטה, נבג משחרר בדרך כלל תא נחיל אחד בצורת ציר דו-פלוגלטי או מיקסמובה שאינה מנופצת. המיקסמובים ניזונים מחיידקים ושמרים ומתרבים במספרם. תאי הנחיל שוחים סביב באופן פעיל ולבסוף מתמזגים בזוגות בקצות האחוריות הלא -פלגליות ליצירת זיגוטות.

    (10) הגרעין הדיפלואי של זיגוטה עובר חלוקות מיטוטיות חוזרות. כתוצאה מכך, זיגוטה משתנה בהדרגה למבנה אמבואי רב -גרעיני, פלסמודיום. פלסמודיום חוזר על מחזור החיים.

    דוגמאות: Physarum, Physarella, Fuligo, Dictydium, Lucogala, Tubifera.

    תבניות סליים סלולריות

    דמויות כלליות

    (1) תבניות הרפש התאיות מתרחשות בצורה של תא הפלואידי בלתי-גרעיני, עירום (ללא דופן תא) המכוסה על ידי קרום פלזמה. תאים אלה נקראים myxamoebae.

    (2) המיקסמבות נעות בחופשיות בעזרת תנועה אמבודית ותזונה פגוטרופית או הולוזואית.

    (3) הם גדלים ומתחלקים ליצירת אוכלוסייה גדולה של פרטים.

    (4) במצב שלילי מיקסמובה מפרישה קיר תאית קשיח ליצירת המיקרוציסט. היווצרות מיקרוציסט היא אמצעי רב שנתי.

    ניתן לפזר את המיקרוציסטים. עם חזרתם של תנאים נוחים, דופן המיקרוציסטה נקרעת כדי לשחרר מיקסמובה. האחרון חוזר לתפקידו של האכלה, צמיחה והתרבות ויוצרים תאי אמבוי.

    (5) כאשר אספקת המזון מותשת, התאים האמבויים מצטברים ללא התמזגות. הגירוי לתהליך האגרגציה נובע משחרור של [3 ', 5' ] אדנוזין מונופוספט (מחזורית AMP) מהתאים האמבויים. מסה מצטברת זו של תאים נקראת פסאודופלסמודיום. זו מעין אגודה קהילתית. מסיבה זו, תבניות רפש סלולריות נקראות תבניות רפש קהילתיות.

    (6) ה- pseudoplasmodium זוחל עד שהוא מתייצב בנקודה מסוימת וממבנה פרי מעוקל, מסועף או לא מסועף הנקרא sporocarp. הגבעול הרב -תאי של הספורוקארפ נוצר מהחלק הקדמי של הפסאודופודיום בעוד שהקצה האחורי יוצר את הספורנגיום העירום.

    (7) גבעול הספורוקארפ עשוי להישאר זקוף או להתכופף. לבסוף הנבגים משוחררים ומופצים.

    (8) זמן מה ה-myxamoebae יוצרים אשכולות. המיקסמבה המרכזית של האשכול בולעת מיקסאומה שמסביב כדי להפוך למבנה גדול יותר היוצר קיר עבה ליצירת הזיגוטה. זיגוטה זו נקראת מקרוציסט. קריוגמיה מתרחשת בתוך המקרוקיסטה ואחריה חלוקות מיוטיות ומספר מיטוטיות. בסופו של דבר הקיר המקרוציסט מתפרץ לשחרור מספר מיקסאמופים הפלואידים.

    (9) האופי החשוב ביותר של תבניות רפש סלולריות הוא היעדר מוחלט של תאים מסומנים במחזור החיים שלהם.

    (10) תבניות הרפש התאיות דומות לצמחים בעלות דופן תאי תאית בנבגים ודומות לבעלי חיים בעלות מיקסמאות דמויות אמבה.