Protisty - zróżnicowane organizmy eukariotyczne
Protisty - zróżnicowane organizmy eukariotyczne
Przedstawisz formy morfologiczne protistów.
Przedstawisz czynności życiowe protistów: odżywianie, poruszanie się, rozmnażanie, wydalanie i osmoregulację.
Wykażesz związek budowy protistów ze środowiskiem i trybem ich życia (obecność aparatu ruchu, budowa błony komórkowej, obecność chloroplastów i wodniczek tętniących).
Protisty (Protista) są umowną i bardzo zróżnicowaną grupą eukariontów, które w tradycyjnych klasyfikacjach nie są zaliczane do zwierząt, grzybów ani roślin lądowych. Nie tworzą jednego kladu i nie stanowią jednolitej jednostki systematycznej. Często określane są jako grupa parafiletyczna, czyli grupa obejmująca wspólnego przodka oraz tylko niektórych jego potomków. Grupa ta została sztucznie utworzona.
Protisty są umowną i bardzo zróżnicowaną grupą eukariontów, które w tradycyjnych klasyfikacjach nie są zaliczane do zwierząt, grzybów ani roślin lądowych. Nie tworzą jednego kladu i nie stanowią jednolitej jednostki systematycznej.
Protisty są kosmopolitycznymikosmopolitycznymi organizmami o zróżnicowanej budowie. Ich komórki zawierają organella typowe dla budowy eukariotycznej, jednak u niektórych grup wykształciły się dodatkowe, specyficzne struktury, będące przystosowaniem do pełnionych funkcji lub środowiska życia. Wśród protistów występują formy jednokomórkowe, kolonijne i wielokomórkowe. Wielkość jednokomórkowców waha się od kilku mikrometrów do kilku milimetrów. Formy wielokomórkowe, w przeciwieństwie do np. roślin czy zwierząt, nie tworzą tkanek.
Protisty różnią się między sobą zarówno sposobem odżywiania, jak i poruszania. W zależności od gatunku protisty mogą aktywnie się przemieszczać – za pomocą wypustek plazmatycznych (tzw. nibynóżek), wici lub rzęsek – bądź prowadzić osiadły tryb życia. Wśród protistów wyróżnia się tak gatunki samożywne (autotrofy), jak i cudzożywne (heterotrofy).
Ze względów dydaktycznych protisty można grupować według podobieństwa sposobu odżywiania i budowy do form zwierzęcych, roślinopodobnych lub grzybopodobnych. Podział ten nie odzwierciedla jednak w pełni ich pokrewieństwa ewolucyjnego.
Większość organizmów tradycyjnie określanych jako protisty zwierzęce jest jednokomórkowa, choć niektóre linie tworzą zespoły komórek lub wielojądrowe plazmodia.
Każda komórka protista jest otoczona błoną komórkową. U części protistów z błoną związane są dodatkowe warstwy wzmacniające, tworzące pellikulę. Inne mają ścianę komórkową lub zewnętrzną skorupkę o składzie zależnym od grupy.
Z reguły poruszają się aktywnie za pomocą wyspecjalizowanych organelli ruchowych (wici lub ). Wyjątek stanowią niektóre protisty pasożytnicze, które zatraciły zdolność ruchu.
Gatunki zaliczane do protistów zwierzęcych są wyłącznie heterotrofami. Wśród nich wyróżnia się saprobionty, drapieżniki oraz pasożyty. Heterotrofy pobierają pokarm na drodze wchłaniania lub endocytozyendocytozy (pinocytozy lub fagocytozy).
Przedstawicielami protistów zwierzęcych są orzęski, ameby i sporowce..
Protisty roślinopodobne są organizmami jednokomórkowymi, kolonijnymi lub wielokomórkowymi. Ich komórki zazwyczaj mają ścianę komórkową zbudowaną z celulozy.
Większość gatunków zaliczanych do tej grupy jest autotrofami. Przeprowadzają one fotosyntezę dzięki obecności chloroplastów, które ze względu na ewolucyjne pochodzenie otoczone są czterema błonami.
Do protistów roślinopodobnych zalicza się m.in. eugleny i okrzemki.
Protisty, które zamieszkują wilgotne środowiska. Zbudowane są z nitkowatych, wielokomórkowych lub komórczakowychkomórczakowych strzępek, czasem ruchliwych śluźniśluźni. Komórki te – podobnie jak komórki protistów roślinopodobnych – mogą być otoczone ścianą komórkową zbudowaną z celulozy.
Wszystkie gatunki zaliczane do tej grupy są heterotrofami – saprobiontami lub pasożytami.
Zalicza się do nich lęgniowce i śluzowce.
Zróżnicowanie morfologiczne protistów
- Nazwa kategorii: Protisty
- Nazwa kategorii: jednokomórkowe
- Nazwa kategorii: pełzaki
- Nazwa kategorii: wiciowce
- Nazwa kategorii: formy kokoidalne
- Nazwa kategorii: komórczaki Koniec elementów należących do kategorii jednokomórkowe
- Nazwa kategorii: kolonijne
- Nazwa kategorii: kolonie o stałej liczbie komórek
- Nazwa kategorii: kolonie o zmiennej liczbie komórek Koniec elementów należących do kategorii kolonijne
- Nazwa kategorii: wielokomórkowe
- Nazwa kategorii: plechy nitkowate
- Nazwa kategorii: plechy plektenchymatyczne
- Nazwa kategorii: plechy tkankowe Koniec elementów należących do kategorii wielokomórkowe
- Elementy należące do kategorii Protisty
- Elementy należące do kategorii jednokomórkowe
- Elementy należące do kategorii kolonijne
- Elementy należące do kategorii wielokomórkowe
Protisty jednokomórkowe
Formy jednokomórkowe mogą mieć postać pełzaków, wiciowców, form kokoidalnych lub komórczaków.
Protisty jednokomórkowe różnią się liczbą jąder, budową powierzchni komórki oraz obecnością skorupek i innych struktur ochronnych. Protisty te wykazują niezwykłe bogactwo form morfologicznych – od zmiennych przestrzennie pełzaków i poruszających się za pomocą wici wiciowców, po nieruchome formy kokoidalne oraz wielojądrowe komórczaki.
Protisty kolonijne
Kolonia jest zespołem połączonych komórek tego samego gatunku. Komórki mogą pozostawać połączone po podziale albo wtórnie łączyć się za pomocą wydzielin. W niektórych koloniach występuje podział funkcji między komórkami, ale nie jest to cecha wszystkich kolonii.

Protisty wielokomórkowe
Ciało wielokomórkowych protistów ma zawsze postać plechyplechy. Wyróżnia się plechy nitkowate, plektenchymatyczne oraz plechy tkankowe.
Plechy plektenchymatyczne i tkankowe wykazują często zróżnicowanie zewnętrzne na część liściokształtną, łodygokształtną i korzeniokształtną, ale żadna z tych części nie jest homologiczna z organami roślinnymi.
Zapoznaj się z galeriami zdjęć i na ich podstawie wykonaj polecenia.
Wybrane formy protistów jednokomórkowych i kolonijnych
Wybrane formy protistów wielokomórkowych
Czynności życiowe protistów
Poruszanie się i organelle ruchu
Wśród protistów są zarówno organizmy osiadłe (np. brunatnice, krasnorosty), jak i ruchliwe. Te drugie (głównie jednokomórkowce) aktywnie zdobywają pokarm i reagują ruchem na działanie czynników środowiska. Kierunkową reakcję ruchową względem bodźca nazywa się taksją, np. fototaksją lub chemotaksją. Protisty mogą wykazywać również inne typy reakcji ruchowych.
Sposób poruszania się protistów zależy m.in. od struktury pellikuli okrywającej komórki. Jeśli jest ona cienka i elastyczna (np. ameby), komórki przyjmują postać pełzaka, który porusza się przy pomocy nibynóżek (pseudopodiów), będących wypustkami cytoplazmy o zmiennym kształcie. Gatunki o pellikuli (np. orzęski) lub otoczone ścianą komórkową (tobołki) nie tworzą nibynóżek, a poruszają się dzięki obecności undulipodiów, do których zalicza się wici i krótsze od nich rzęski.
Rdzeń typowej ruchliwej rzęski lub wici, czyli aksonema, składa się zwykle z dziewięciu obwodowych dubletów mikrotubul i dwóch mikrotubul centralnych. U podstawy znajduje się ciałko podstawowe zbudowane zwykle z dziewięciu tripletów mikrotubul, bez pary centralnej. Ruch jest wytwarzany dzięki aktywności białek motorycznych — dynein.

Jednokomórkowe protisty pozbawione organelli ruchu (np. chlorella – Chlorella) oraz osiadłe wielokomórkowce (np. morszczyn – Fucus) mogą być przenoszone przez wodę.
Odżywianie
Protisty dzielimy na:
- Nazwa kategorii: Prostisty
- Nazwa kategorii: samożywne (autotrofy)
- Nazwa kategorii: cudzożywne (heterotrofy)
- Nazwa kategorii: miksotroficzne (miksotrofy) Koniec elementów należących do kategorii Prostisty
- Elementy należące do kategorii Prostisty
Protisty samożywne
Protisty samożywne omawiane w tym rozdziale są przede wszystkim fotoautotrofami, tzn. wytwarzają potrzebne do życia związki organiczne w wyniku fotosyntezy. Protisty fotosyntetyzujące różnią się zestawem barwników i rodzajem materiałów zapasowych powstających z asymilatów fotosyntetycznych.
W chloroplastach niektórych protistów roślinopodobnych występuje pirenoid – białkowa struktura skupiająca enzymy odpowiedzialne za wiązanie COIndeks dolny 22 oraz stanowiąca ośrodek syntezy i gromadzenia materiałów zapasowych.
Przykłady barwników fotosyntetycznych i materiałów zapasowych w wybranych grupach protistów:
Grupa systematyczna | Materiał zapasowy | Chlorofile |
|---|---|---|
krasnorosty | skrobia krasnorostowa | a, fikobiliny |
zielenice | skrobia | a, b |
okrzemki | chryzolaminaryna, tłuszcze | a, c |
brunatnice | laminaryna, mannitol | a, c |
eugleniny | paramylon | a, b |
Skład barwników fotosyntetycznych wpływa na zdolność wykorzystywania światła docierającego na różne głębokości. Rozmieszczenie glonów zależy jednak również od natężenia światła, temperatury, dostępności składników mineralnych i ruchów wody.
Protisty cudzożywne
Sposób pobierania pokarmu przez protisty cudzożywne zależy przede wszystkim od wielkości przyjmowanych cząsteczek pokarmowych i może się odbywać na drodze wchłaniania lub pinocytozy i fagocytozy.
Miksotrofy
Miksotrofy łączą różne sposoby odżywiania, np. fotosyntezę z pobieraniem substancji organicznych lub cząstek pokarmowych. Udział poszczególnych sposobów zależy od gatunku i warunków środowiska. Przykładem może być euglena zielona (Euglena viridis), należąca do rodziny Euglenaceae. Przy niedoborze światła niektóre eugleniny mogą wykorzystywać rozpuszczone związki organiczne pobierane ze środowiska.

Oddychanie i wymiana gazowa
U niewielkich protistów jednokomórkowych wymiana gazowa zachodzi na drodze dyfuzji przez powierzchnię komórki. U dużych, wielokomórkowych glonów transport substancji wewnątrz plechy może być wspomagany przez ruch cytoplazmy i wyspecjalizowane komórki, ale nie występują typowe organy wymiany gazowej.
Wiele protistów pozyskuje energię w oddychaniu tlenowym. Gatunki żyjące w środowiskach ubogich w tlen mogą wykorzystywać inne szlaki metaboliczne, a u niektórych występują zredukowane lub zmodyfikowane organella pochodzenia mitochondrialnego.
Osmoregulacja i wydalanie
Protisty słodkowodne są hipertoniczne w stosunku do otaczającej je wody, a przez to narażone są na ciągły jej napływ do komórki. Usunięcie nadmiaru wody zapewniają im wodniczki tętniące – specjalne organelle osmoregulacyjne, które po napełnieniu wodą kurczą się, usuwając jej nadmiar poza komórkę.
U protistów morskich i pasożytniczych potrzeba aktywnego usuwania napływającej wody bywa mniejsza, ale zależy to od gatunku i warunków środowiska.
Rozpuszczalne produkty przemiany materii, zwłaszcza amoniak i dwutlenek węgla, są usuwane głównie przez błonę komórkową. Wodniczki tętniące odpowiadają przede wszystkim za usuwanie nadmiaru wody.
Dwutlenek węgla i amoniak są usuwane przede wszystkim przez błonę komórkową. Główną funkcją wodniczki tętniącej jest usuwanie nadmiaru wody i udział w regulacji składu jonowego komórki.
Wrażliwość na bodźce
Protisty odbierają bodźce dzięki receptorom i kanałom jonowym rozmieszczonym w błonie oraz dzięki wyspecjalizowanym strukturom komórkowym. Odpowiedź może obejmować zmianę ruchu rzęsek, wici albo kierunku przemieszczania się komórki.
U euglenin orientację względem światła umożliwia aparat fotoreceptorowy współdziałający ze stigmą, która odbiera światło padające z określonych kierunków.
Rozmnażanie

Protisty rozmnażają się bezpłciowo między innymi przez podział komórki, podział wielokrotny, fragmentację plechy oraz wytwarzanie zarodników. Rozmnażanie płciowe obejmuje powstawanie i łączenie się gamet. W zależności od tego, jakiej wielkości są łączące się ze sobą komórki i czy mają zdolność poruszania się, wyróżnia się trzy rodzaje zapłodnienia (gamii): izo-, anizo- i oogamię.
Występuje u nich przemiana faz jądrowych i obserwuje się różne cykle życiowe: haploidalny, diploidalny oraz z przemianą pokoleń.
Przemiana pokoleń
W cyklach życiowych protistów faza haploidalna może występować naprzemiennie z fazą diploidalną. Przemiana faz jądrowych, czyli następowanie haplofazy i diplofazy, występuje we wszystkich cyklach obejmujących mejozę i zapłodnienie. Natomiast o przemianie pokoleń mówi się wtedy, gdy zarówno haploidalny gametofit, jak i diploidalny sporofit są wielokomórkowymi pokoleniami organizmu.

W zależności od tego, czy pokolenia gametofitu i sporofitu są podobne oraz jak długo trwają poszczególne fazy, wyróżnia się rodzaje przemiany pokoleń:
- Nazwa kategorii: Przemiana pokoleń
- Nazwa kategorii: izomorficzna - np. sałata morska
- Nazwa kategorii: heteromorficzna
- Nazwa kategorii: z dominacją gametofitu - np. katleria, mchy
- Nazwa kategorii: z dominacją sporofitu - np. listownica, paprocie, rośliny nasienne Koniec elementów należących do kategorii heteromorficzna
- Elementy należące do kategorii Przemiana pokoleń
- Elementy należące do kategorii heteromorficzna
W przemianie faz jądrowych, gdy dominuje haplofaza, mejoza zachodzi bezpośrednio po gamii (zapłodnieniu) i jest nazywana mejozą postgamiczną. Natomiast u organizmów, u których dominuje diplofaza, ma miejsce mejoza pregamiczna, która zachodzi bezpośrednio przed gamią.
Izomorficzna przemiana pokoleń
Sporofit i gametofit są identycznymi formami morfologicznymi. Czas trwania haploidalnego pokolenia płciowego – gametofitu (1n) i diploidalnego pokolenia bezpłciowego - sporofitu (2n) jest taki sam. Podobnie, jak przedział czasowy między połączeniem gamet a mejozą. Przykładem tej przemiany może być cykl życiowy sałaty morskiej.
Heteromorficzna przemiana pokoleń z dominacją gametofitu
W przemianie tej to haploidalne pokolenie płciowe – gametofit (1n) jest formą złożoną, zwykle większą i funkcjonującą dłużej niż diploidalne pokolenie bezpłciowe – sporofit (2n). Czas pomiędzy zapłodnieniem (gamią) a mejozą, poprzedzającą powstanie zarodników (spor), jest stosunkowo krótki. Przykładem organizmów, u których zachodzi tego typu przemiana pokoleń, są należące do brunatnic – katlerie.
Heteromorficzna przemiana pokoleń z dominacją sporofitu
W przemianie tej diploidalne pokolenie bezpłciowe – sporofit (2n) jest formą dominującą. Ma większe rozmiary i żyje dłużej. Gametofit (1n) przybiera kilkukomórkową, nietrwałą formę. Czas pomiędzy gamią a mejozą ulega znacznemu wydłużeniu. Przykładem organizmu, u którego zachodzi tego typu przemiana pokoleń jest należąca do brunatnic, litownica.
Zapoznaj się z filmem „Przemiany pokoleń i faz jądrowych”

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RFM9z9iX7ZDsU
Film nawiązujący do treści materiału pod tytułem "Przemiany pokoleń i faz jądrowych".
Koniugacja - proces płciowy
Koniugacja jest procesem płciowym, podczas którego dwa osobniki wymieniają haploidalne jądra powstałe z mikronukleusów. Po połączeniu jąder dochodzi do rekombinacji materiału genetycznego. Koniugacja nie zwiększa bezpośrednio liczby osobników. Koniugacja zachodzi m.in. u orzęsków.
Orzęski stanowią dużą, zróżnicowaną grupę pierwotniaków, które charakteryzują się obecnością licznych rzęsek na powierzchni komórki oraz występowaniem dwóch typów jąder, tworzących aparat jądrowy: makronukleusa i mikronukleusa.
Makronukleus zawiera wiele kopii materiału genetycznego orzęska i odpowiada głównie za ekspresję genów podczas wzrostu i funkcjonowania komórki. Zawarte w nim geny pozwalają na kontrolowanie funkcji życiowych (usuwanie metabolitów, odżywianie). Natomiast diploidalny mikronukleus odgrywa rolę w procesie koniugacji, polegającym na wymianie materiału genetycznego pomiędzy dwoma osobnikami (u których nie wyróżnia się płci).

W procesie koniugacji wyróżnić można kilka etapów. Pierwszy z nich polega na spotkaniu się dwóch osobników, zdolnych do wymiany materiału genetycznego. Osobniki te łączą się ze sobą i częściowo zlewają.

Dwa zgodne osobniki łączą się czasowo powierzchniami komórek. Mikronukleus każdego z nich przechodzi mejozę. Spośród powstałych czterech jąder haploidalnych zachowuje się jedno, które dzieli się mitotycznie na jądro stacjonarne i migracyjne. Partnerzy wymieniają jądra migracyjne, po czym w każdej komórce jądro otrzymane od partnera łączy się z jądrem stacjonarnym. Powstaje diploidalne jądro zygotyczne, z którego odtwarzane są elementy aparatu jądrowego.

W każdym koniugującym orzęsku w wyniku zlania się jądra migrującego z jądrem stacjonarnym tworzy się jądro diploidalne (2n). Przechodzi ono następnie podziały mitotyczne prowadzące do odtworzenia mikronukleusa i makronukleusa.
Zapoznaj się z filmami przedstawiającymi koniugację orzęsków, a później wykonaj polecenia.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RPgQBmTmab4g6
Film nawiązujący do treści materiału.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RqgQI0ApHqPZ4
Film nawiązujący do treści materiału.
Podsumowanie
Protisty to grupa parafiletyczna obejmująca organizmy jednokomórkowe (pełzaki, wiciowce, formy kokoidalne), komórczaki (wielojądrowe, np. śluzowce) oraz wielokomórkowe (o budowie plechowej: nitkowate, plektenchymatyczne lub tkankowe).
Gatunki otoczone tylko błoną komórkową (np. ameby) poruszają się ruchem pełzakowatym za pomocą nibynóżek. Gatunki posiadające pellikulę lub ścianę komórkową (np. okrzemki, orzęski) wykorzystują do ruchu wici lub rzęski (undulipodia) o strukturze mikrotubul.
Protisty wykazują pełne spektrum strategii odżywiania: fotoautotrofizm (posiadają chloroplasty z barwnikami jak chlorofil, fikoerytryna czy fikocyjanina), heterotrofizm (pobieranie pokarmu drogą wchłaniania, pinocytozy lub fagocytozy w wodniczkach pokarmowych) oraz miksotrofizm (np. euglena zielona, łącząca oba sposoby zależnie od dostępu do światła).
U protistów słodkowodnych, żyjących w środowisku hipotonicznym, występują wodniczki tętniące. Aktywnie usuwają one nadmiar wody nieustannie napływającej do komórki. Protisty morskie i pasożytnicze, będące izotoniczne względem otoczenia, zazwyczaj ich nie posiadają. Produkty przemiany materii usuwane są przez dyfuzję lub wraz z wodą z wodniczek tętniących.
Protisty odbierają bodźce dzięki receptorom i kanałom jonowym rozmieszczonym w błonie oraz dzięki wyspecjalizowanym strukturom komórkowym. Reakcja może obejmować zmianę ruchu rzęsek, wici albo kierunku przemieszczania się komórki. U euglenin orientację względem światła umożliwia aparat fotoreceptorowy współdziałający ze stigmą.
Rozmnażają się bezpłciowo (podział komórki, zarodniki) oraz płciowo (z wytworzeniem gamet).
U orzęsków występuje koniugacja – proces płciowy polegający na wymianie materiału genetycznego między osobnikami, co zapewnia rekombinację genów bez zwiększenia liczby osobników. Podczas koniugacji mikronukleus przechodzi mejozę, a następnie powstają haploidalne jądra stacjonarne i migracyjne. Osobniki wymieniają jądra migracyjne, które łączą się z jądrami stacjonarnymi.
Występuje przemiana faz jądrowych (haplofaza i diplofaza) oraz przemiana pokoleń: izomorficzna (sporofit i gametofit wyglądają tak samo) lub heteromorficzna (z dominacją gametofitu lub sporofitu).
Ćwiczenia utrwalające
Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.
















