Rz494n3nU1b0Z
Zdjęcie mikroskopowe przedstawia kulistą formę, której powierzchnia pełna jest nieregularnych otworów. Przez kulistą formę przechodzi na wylot kilka prostych.

Protisty - zróżnicowane organizmy eukariotyczne

Promienice (Radiolaria) – morskie pierwotniaki planktonowe, wytwarzające krzemionkowy, promienisty szkielecik. Barwione zdjęcie z mikroskopu elektronowego.
Źródło: ZEISS Microscopy, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.

Protisty - zróżnicowane organizmy eukariotyczne

Twoje cele
  • 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 kosmopolitycznymiorganizmy kosmopolitycznekosmopolitycznymi 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.

organizmy kosmopolityczne

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.

Protisty zwierzęce10

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 endocytozyendocytozaendocytozy (pinocytozy lub fagocytozy).

Przedstawicielami protistów zwierzęcych są orzęski, ameby i sporowce..

Protisty roślinopodobne40

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 grzybopodobne40

Protisty, które zamieszkują wilgotne środowiska. Zbudowane są z nitkowatych, wielokomórkowych lub komórczakowychkomórczakkomórczakowych strzępek, czasem ruchliwych śluźniśluźniaśluźni. 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.

endocytoza
nibynóżki
komórczak
śluźnia

Zróżnicowanie morfologiczne protistów

R93UEp1m7TeLj1
Schemat. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Protisty
    • Elementy należące do kategorii Protisty
    • Nazwa kategorii: jednokomórkowe
      • Elementy należące do kategorii jednokomórkowe
      • Nazwa kategorii: pełzaki
      • Nazwa kategorii: wiciowce
      • Nazwa kategorii: formy kokoidalne
      • Nazwa kategorii: komórczaki
      • Koniec elementów należących do kategorii jednokomórkowe
    • Nazwa kategorii: kolonijne
      • Elementy należące do 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
      • Elementy należące do kategorii wielokomórkowe
      • Nazwa kategorii: plechy nitkowate
      • Nazwa kategorii: plechy plektenchymatyczne
      • Nazwa kategorii: plechy tkankowe
      • Koniec elementów należących do kategorii wielokomórkowe
      Koniec elementów należących do kategorii Protisty
Zróżnicowanie budowy protistów.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

Pełzaki

Pełzaki są otoczone błoną komórkową i nie mają sztywnej ściany ani pellikuli ograniczającej zmiany kształtu. Dynamiczna przebudowa cytoszkieletu umożliwia tworzenie nibynóżek i poruszania się ruchem pełzakowatym(np. Entamoeba histolytica, gatunek zaliczany do ameb).

R6aqrDAevEJ49
Ameboidalne ciało Chaos carolinense.
Źródło: dr Tsukii Yuuji, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.
Wiciowce

Wiciowce mogą mieć kształt wrzecionowaty, maczugowaty, kulisty lub nieregularny.

Ciało większości gatunków pokrywa gruba pellikula. Jej obecność uniemożliwia ciągłą zmianę kształtu wiciowca. U niektórych wiciowców wyróżnia się biegun przedni i tylny. Biegun przedni opatrzony jest wicią lub wiciami (eugleniny, tobołki i orzęski) umożliwiającymi ruch. Z bieguna tylnego może wystawać błonka falującą (np. u rzęsistków i świdrowców). Jest to struktura utworzona przez wić biegnącą wzdłuż komórki. Falowanie błonki umożliwia przemieszczanie się. U wiciowców może również występować plamka oczna (stigma). Stanowi ona organellum służące do percepcji wrażeń świetlnych.

RLRYyeYjqce2o
Świdrowce gambijskie (Trypanosoma gambiense) widoczne w rozmazie krwi pacjenta chorego na śpiączkę afrykańską.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
RPEpdYNVfMK2Y
Rzęsistek pochwowy (Trichomonas vaginalis).
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
Formy kokoidalne

Komórki nieruchliwe, otoczone ścianą komórkową i pozbawione organelli ruchu. Mogą być biernie unoszone w wodzie lub powietrzu bądź spoczywać na podłożu (np. okrzemki). Ściana komórkowa form kokoidalnych zbudowana jest głównie z pektyn. U okrzemek dodatkowo wzbogacona jest ona krzemionką.

RGb6NOUkNKdMN
Okrzemki.
Źródło: Carolina Biological Supply Company, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.
Komórczaki

U niektórych protistów ciało ma postać komórczaka, czyli wielojądrowej masy cytoplazmy niepodzielonej na typowe komórki. Komórczakowa może być na przykład plecha niektórych śluzowców i lęgniowców.

RgmfHpwyFecYn
Lęgniowce – komórczakowe strzępki Peronospora sparsa.
Źródło: Jody Fetzer, New York Botanical Garden, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
Rj9OyK09RwscD
Śluzowce – wielojądrowy pełzak (Fuligo septica).
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.

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.

RCe0bFK7xRjqd
Okrzemki widziane przez mikroskop. Niektóre z nich żyją pojedynczo, inne łączą się w grupy, formując kolonie w kształcie gwiazd, wachlarzyków lub taśm.
Źródło: Prof. Gordon T. Taylor, Wikimedia Commons, domena publiczna.

Protisty wielokomórkowe

Ciało wielokomórkowych protistów ma zawsze postać plechyplechaplechy. Wyróżnia się plechy nitkowate, plektenchymatyczne oraz plechy tkankowe.

Plechy nitkowate

Składają się z długich ciągów komórek ułożonych liniowo jedna za drugą lub tworzących rozgałęzienia nadające plesze formę krzaczkowatą (np. Ectocarpus siliculosus).

R1YBnegyUe3Sl
Brunatnica (Ectocarpus siliculosus) – plecha nitkowata o rozgałęziającej się strukturze.
Źródło: Akirapeters, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.
Plechy plektenchymatyczne

Tworzą je ściśle przylegające do siebie i splecione nici formujące zwartą nibytkankę – plektenchymęplektenchymaplektenchymę. Z plektenchymy zbudowane są plechy krasnorostów i brunatnic, lecz w najbardziej typowej postaci występuje ona u grzybów wyższych.

R1aRBEJC9bSsc
Brunatnica (Sargassum natans) – plecha plektenchymatyczna.
Źródło: James St. John, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
Plechy tkankowe

Zbudowane są z różnych typów wyspecjalizowanych komórek pełniących funkcje wzmacniające, fotosyntetyczne i przewodzące asymilaty. Występują u dużych brunatnic (morszczyn, listownica).

U największych brunatnic plecha wykazuje znaczne zróżnicowanie komórek i może mieć budowę tkankopodobną. Powstała jednak niezależnie od tkanek roślin lądowych i nie tworzy prawdziwych korzeni, łodyg ani liści.

R3IefhkhjdF8p
Morszczyn (Fucus vesiculosus) – plecha tkankowa.
Źródło: gailhampshire, Flickr, licencja: CC BY 2.0.
plektenchyma
plecha

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.

RKKP2oema2L11
Ilustracja przedstawia Morszczyn pęcherzykowaty. Na łodydze glonu oznaczono elementy jego budowy. Na samym szczycie gałązki znajdują się szypułki, to 1. Organy rozrodcze. Dalej oznaczono 2. Kauloid (część łodygokształtna), 3. Fylloid (część liściokształtna), 4. Pęcherze powietrzne (pławne), znajdujące się w różnych miejscach łodygi oraz 5. Ryzoidy (korzeniopodobne chwytniki).
Morszczyn pęcherzykowaty (Fucus vesiculosus) jest przedstawicielem brunatnic o plesze tkankowej.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑blue

Zapoznaj się z galeriami zdjęć i na ich podstawie wykonaj polecenia.

Wybrane formy protistów jednokomórkowych i kolonijnych

1

Wybrane formy protistów wielokomórkowych

1
Polecenie 1
Rxa9vW3W9IhdP
Obejrzyj galerię grafik interaktywnych przedstawiającą wybrane formy protistów jednokomórkowych, a następnie wskaż cechę ich budowy, w oparciu o którą wyróżnia się wśród nich cztery podstawowe grupy. Omów sposób występowania tej cechy u każdej z grup. (Uzupełnij).
R2dZQEjXXDcSS
Na podstawie opisów grafik przedstawiającą wybrane formy protistów jednokomórkowych, wskaż cechę, w oparciu o którą wyróżnia się wśród nich cztery podstawowe typy budowy ciała. Omów te cechy u każdej z grup. (Uzupełnij).
Polecenie 2
RvbKAtWOhyov0
Obejrzyj galerię grafik interaktywnych przedstawiającą wybrane formy protistów wielokomórkowych, a następnie wykaż różnice w budowie ich plech. (Uzupełnij).
R5R9rW0Fnynol
Po zapoznaniu się z opisem wybranych form protistów wielokomórkowych, wyjaśnij, dlaczego nie można uznać ich „organów" za homologiczne z organami występującymi u roślin lądowych. (Uzupełnij).
bg‑blue

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.

RoKlsqdYtJeRv
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Dla zainteresowanych

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.

RxAEas5VPeTZn
Schemat budowy wici i rzęski.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jednokomórkowe protisty pozbawione organelli ruchu (np. chlorella – Chlorella) oraz osiadłe wielokomórkowce (np. morszczyn – Fucus) mogą być przenoszone przez wodę.

Odżywianie

Protisty dzielimy na:

Rf1Z11R5MicAj1
Schemat. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Prostisty
    • Elementy należące do kategorii Prostisty
    • Nazwa kategorii: samożywne (autotrofy)
    • Nazwa kategorii: cudzożywne (heterotrofy)
    • Nazwa kategorii: miksotroficzne (miksotrofy)
    • Koniec elementów należących 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 2 oraz stanowiąca ośrodek syntezy i gromadzenia materiałów zapasowych. 

Przykłady barwników fotosyntetycznych i materiałów zapasowych w wybranych grupach protistów:

1

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.

R5BMtxiAe6dDm1
Schemat przedstawia rozmieszczenie samożywnych protistów w morzu. Na schemacie widoczny jest przekrój przez zbiornik wodny, w którym na różnych wysokościach rosną rozmaite rośliny. Wzniesienie znajdujące się pod wodą podzielone jest na trzy piętra. Na pierwszym z nich widoczne są zielone protisty. Piętro to sięga do głębokości 10 metrów, dochodzi do niego każdy z rodzajów światła, będących składowymi światła białego: światło fioletowe, niebieskie, zielone, żółte, pomarańczowe oraz czerwone. Znajduje się tu cyfra 1, po kliknięciu na nią rozwija się opis: Zielenice występują do głębokości około 10 m. Zawierają chlorofil a i b oraz karoteinoidy takie jak luteina czy zeaksantyna. Na drugim piętrze położnym głębiej widoczne są inne rośliny. Piętro to sięga do głębokości 20 m; dociera do niego światło niebieskie, zielone, żółte, pomarańczowe oraz niewielkim stopniu światło czerwone. Znajduje się tu cyfra 2, po kliknięciu na nią rozwija się opis: Brunatnice występują głębiej, do ok. 20 m. W ich feoplastach, oprócz chlorofili a i c zawarty jest brązowy barwnik – fukoksantyna. Ostatnie, najniżej położone piętro sięga do głębokości 50 m. Dociera do niego światło niebieskie i zielone oraz w niewielkim stopniu światło żółte. Rosną tam nieliczne rośliny wodne. Znajduje się tu cyfra 3, po kliknięciu na nią rozwija się opis: Krasnorosty występują najgłębiej, bo aż do 50 m. W ich rodoplastach oprócz chlorofili a i d znajdują się barwniki: fikocyjanina i fikoerytryna.
Rozmieszczenie samożywnych protistów w morzu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
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.

Fagocytoza

Umożliwia pobieranie większych cząstek pokarmowych, np. całych bakterii i innych komórek, które otaczane są przez wypustki cytoplazmatyczne, a następnie zamykane w utworzonym w ten sposób pęcherzyku, zwanym wodniczką pokarmową. Po połączeniu się wodniczki z lizosomem zawierającym enzymy trawienne następuje strawienie pobranego pokarmu. Niewykorzystane resztki zostają usunięte poza komórkę przez zlanie się błony wodniczki z błoną komórkową.

Pinocytoza

Wiąże się z pobieraniem cząsteczek organicznych rozpuszczalnych w wodzie, takich jak białka, które wnikają do komórki poprzez kanaliki zakończone niewielkimi pęcherzykami. Pęcherzyki te, nazywane pęcherzykami pinocytarnymi, odrywają się następnie od kanalików i łączą z lizosomem, po czym następuje strawienie całych pęcherzyków wraz z ich zawartością. W przeciwieństwie do fagocytozy pinocytozie nie towarzyszy wydalanie (wszystko jest trawione), następuje natomiast stopniowy ubytek błony komórkowej (pęcherzyki pinocytarne, inaczej niż wodniczki pokarmowe, nie są z powrotem wbudowywane w błonę).

Wchłanianie

Polega na przyjmowaniu prostych, niewymagających trawienia związków organicznych, np. cukrów prostych i aminokwasów, bezpośrednio z otoczenia.

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.

RRDJHQOUO5DM6
Przedstawiciel rodzaju Phacus z kladu Euglenozoa.
Źródło: Proyecto Agua, Flickr, licencja: CC BY-SA 2.0.

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.

Rk76xkS3HbF1m1
Grafika przedstawia amebę o nieregularnym kształcie ciała. Na zdjęciu spod mikroskopu można zauważyć podłużne jądro komórkowe, oraz kulistą, półprzezroczystą wodniczkę tętniącą.
Ameba z widocznym jądrem i wodniczką tętniącą.
Źródło: Cymothoa exigua, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

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

RyYwup7spFjKX1
Pantofelek w trakcie podziału (po lewej). Zdjęcie wykonano w powiększeniu 200 ×.
Źródło: Marc Perkins, Flickr, licencja: CC BY-ND 2.0.

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.

R4X9P642QV9NX1
Po połączeniu gamet (plemnika i komórki jajowej), powstaje diploidalna zygota, czyli początkowe stadium sporofitu (2n). Po dojrzeniu na sporoficie, powstają sporangia, a w ich w wyniku mejozy haploidalne spory. Z każdej haploidalnej spory powstanie gametofit (1n).
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W zależności od  tego, czy pokolenia gametofitu i sporofitu są podobne oraz jak długo trwają poszczególne fazy, wyróżnia się rodzaje przemiany pokoleń:

RMoWIso8dkZiG1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Przemiana pokoleń
    • Elementy należące do kategorii Przemiana pokoleń
    • Nazwa kategorii: izomorficzna - np. sałata morska
    • Nazwa kategorii: heteromorficzna
      • Elementy należące do 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
      Koniec elementów należących do kategorii Przemiana pokoleń
Klasyfikacje rodzajów przemiany pokoleń.
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

RXN8COR7SYotU1
Schemat przedstawia przemianę izomorficzną na przykładzie sałaty morskiej. W pokoleniu gametofitu numerem 1 zaznaczono sporę (1n), która przekształca się w gametofit (1n), czyli rozwinięta roślinę. Następnie wytwarza ona gamety (1n), następuje gamia i przy udziale gamety drugiego osobnika powstaje zygota (2n) w pokoleniu diploidalnym. Powstaje nowy organizm – sporofit (2n). Kolejno następuje mejoza i wytwarza spory (1n) w pokoleniu haploidalnym. Z nich tworzy się kolejny gametofit (1n) . Znowu następuje gamia i wytwarzane są gamety (1n), które przy udziale gamety drugiego osobnika tworzą zygotę (2n). Z nich powstaje kolejny sporofit (2n) i proces cyklicznie się powtarza.
Przemiana izomorficzna na przykładzie sałaty morskiej (Ulva lactuca) – przedstawiciela zielenic (Chlorophyta).
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
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.

RN2eSmM808QWM1
Schemat przedstawia przemianę heteromorficzną z przewagą gametofitu na przykładzie katlerii. W pokoleniu haploidalnym występuje spora (1n) w postaci brązowego punktu z rzęskami, która zamienia się w dorosłego osobnika – brązowy glon z długimi, wąskimi liśćmi. Wytwarza on gametę (1n), w połączeniu z gametą innego osobnika następuje gamia i tworzy się zygota (2n). Wówczas powstaje pokolenie diploidalne. Z powstałego na dalszym etapie sporofitu (2n) w wyniku mejozy powstają spory (1n), która znów zapoczątkowują pokolenie haploidalne. Ze spory powstaje nowy osobnik, który wytwarza gamety (1n) i cykl się powtarza.
Przemiana heteromorficzna z przewagą gametofitu na przykładzie katlerii − przedstawiciela brunatnic (Phaeophyta).
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
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.

R17oeQUMEkc4K1
Schemat przedstawia przemianę heteromorficzną z przewagą sporofitu na przykładzie listownicy. W pokoleniu haploidalnym ze spory (1n) powstaje rozwinięty gametofit (1n). W obecności komórki jajowej (1n) następuje gamia i plemniki (1n) łączą się z komórka jajową. W tym procesie powstaje zygota (2n). Daje to początek pokoleniu diploidalnemu, powstaje sporofit (2n), który jest dorosłym osobnikiem. W wyniku mejozy powstają spory (1n) i proces się powtarza.
Przemiana heteromorficzna z przewagą sporofitu na przykładzie listownicy – przedstawiciela brunatnic (Phaeophyta).
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑blue

Zapoznaj się z filmem „Przemiany pokoleń i faz jądrowych”

RFM9z9iX7ZDsU
Film nawiązujący do treści materiału pod tytułem "Przemiany pokoleń i faz jądrowych".
Polecenie 3
R1UK5PGDU9W8H
Scharakteryzuj na czym polega przemiana izomorficzna. (Uzupełnij).
Polecenie 4
R96VNZhTOCnCu
Wyjaśnij różnicę między przemianą heteroficzną z dominacją gametofitu, a sporofitu. (Uzupełnij).
bg‑blue

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).

RmBBfKQSCuSq0
Makronukleus (pokazany zieloną strzałką) i mikronukleus (czerwona strzałka) orzęska.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

RophraUR47LSO
Schemat przedstawiający połączenie się dwóch osobników orzęsków.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

RDS7J8OI06kWY
Przebieg koniugacji u orzęska.
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

bg‑blue

Zapoznaj się z filmami przedstawiającymi koniugację orzęsków, a później wykonaj polecenia.

RPgQBmTmab4g61
Film nawiązujący do treści materiału.
RqgQI0ApHqPZ4
Film nawiązujący do treści materiału.
Polecenie 5
R3tOJ17Ry3aop
Na podstawie animacji uzasadnij, dlaczego procesu koniugacji orzęsków nie możemy nazwać rozmnażaniem się. (Uzupełnij).
Polecenie 6
RZZD1T4yQGbyP
Skoro proces koniugacji nie jest rozmnażaniem się orzęsków, to wyjaśnij, jaki jest sens biologiczny tego procesu i jakie może mieć znaczenie dla tych protistów. (Uzupełnij).
bg‑blue

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

R173S3X1N2FZD
Ćwiczenie 1
Zaznacz wszystkie elementy budowy, które występują u protistów. Możliwe odpowiedzi: 1. wodniczka pokarmowa, 2. chloroplasty, 3. nukleoid, 4. plazmid, 5. wodniczka tętniąca, 6. mitochondria, 7. jądro komórkowe, 8. stigma (plamka oczna), 9. glikokaliks, 10. aparat Golgiego, 11. glioksysomy
R10kzDjOmMIsv
Ćwiczenie 2
Przyporządkuj podane określenia tak, aby powstała poprawna klasyfikacja protistów ze względu na ich budowę. Formy jednokomórkowe Możliwe odpowiedzi: 1. komórczaki, 2. pełzaki, 3. plechy plektenchymatyczne, 4. formy kokoidalne, 5. plechy nitkowate, 6. plechy tkankowe, 7. wiciowce Formy wielokomórkowe Możliwe odpowiedzi: 1. komórczaki, 2. pełzaki, 3. plechy plektenchymatyczne, 4. formy kokoidalne, 5. plechy nitkowate, 6. plechy tkankowe, 7. wiciowce
RKeLg4S1fcXRf
Ćwiczenie 3
Dopasuj podane struktury do odpowiadających im funkcji. stigma Możliwe odpowiedzi: 1. u protistów błona komórkowa, która dzięki polaryzacji może przewodzić impulsy prowadzące do określonych reakcji na bodźce, 2. obłoniony element cytoplazmy tworzący wypustki służące do przemieszczania się całej komórki, 3. obłoniona struktura, taka jak rzęska lub wić, 4. element narządu światłoczułego, dzięki któremu możliwa jest reakcja na natężenie światła pellikula Możliwe odpowiedzi: 1. u protistów błona komórkowa, która dzięki polaryzacji może przewodzić impulsy prowadzące do określonych reakcji na bodźce, 2. obłoniony element cytoplazmy tworzący wypustki służące do przemieszczania się całej komórki, 3. obłoniona struktura, taka jak rzęska lub wić, 4. element narządu światłoczułego, dzięki któremu możliwa jest reakcja na natężenie światła undulipodium Możliwe odpowiedzi: 1. u protistów błona komórkowa, która dzięki polaryzacji może przewodzić impulsy prowadzące do określonych reakcji na bodźce, 2. obłoniony element cytoplazmy tworzący wypustki służące do przemieszczania się całej komórki, 3. obłoniona struktura, taka jak rzęska lub wić, 4. element narządu światłoczułego, dzięki któremu możliwa jest reakcja na natężenie światła pseudopodium Możliwe odpowiedzi: 1. u protistów błona komórkowa, która dzięki polaryzacji może przewodzić impulsy prowadzące do określonych reakcji na bodźce, 2. obłoniony element cytoplazmy tworzący wypustki służące do przemieszczania się całej komórki, 3. obłoniona struktura, taka jak rzęska lub wić, 4. element narządu światłoczułego, dzięki któremu możliwa jest reakcja na natężenie światła
RZF0gBayBK9G8
Ćwiczenie 4
Uzupełnij tekst poprawnymi sformułowaniami, wybierając je spośród podanych opcji. Prostisty mogą rozmnażać się wyłącznie płciowowyłącznie bezpłciowozarówno płciowo, jak i bezpłciowo. Do zmienności genetycznej prowadzi natomiast tylko rozmnażanie bezpłciowetylko rozmnażanie płciowe. Protisty wielokomórkowe rozmnażają się bezpłciowo przez zarodnikipodział komórek, a u protistów płciowych wytwarzane są gametygametangia. Wśród protistów występują formy diploidalnehaploidalnezarówno diploidalne, jak i haploidalne. Zachodzi też proces płciowy zwany koniugacją, który jestnie jest rozmnażaniem. Podczas niego dochodzi do rekombinacji materiału genetycznego.
RsI1IwnNA55gJ
Ćwiczenie 5
Zaznacz poprawne dokończenie zdania. Funkcje życiowe orzęsków kontrolowane są przez: Możliwe odpowiedzi: 1. aparat jądrowy, 2. makronukleus, 3. haploidalny mikronukleus, 4. diploidalny mikronukleus
Polecenie 7

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.