Pierwotniaki

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Pierwotniaki
Ilustracja
Leishmania donovani
Systematyka[1]
Domena

eukarionty

Królestwo

protozoa

Nazwa systematyczna
Protozoa Goldfuss, 1820
Handbuch der Zoologie

Pierwotniaki (Protozoa) – takson o różnej randze – w zależności od systemu klasyfikacyjnego – obejmujący drobne organizmy, przeważnie heterotroficzne. Początkowo (do XX w.) zaliczane do królestwa zwierząt, w randze typu lub podkrólestwa[2]. W nowszych systemach klasyfikacji włączane są do królestwa Protista jako sztuczny takson (dział) określany też jako protisty zwierzęce. Takson Protozoa jest ponownie wyróżniany w systemach dzielących Protista na organizmy generalnie fotosyntetyzujące – Chromista i niefotosyntetyzujące – Protozoa. Kryterium to jednak nie jest ścisłe, gdyż w niektórych liniach ewolucyjnych zdolność do fotosyntezy umożliwiona przez wtórną endosymbiozę została nabyta jedynie przez niektórych przedstawicieli, a w innych zanikła. Protozoa są uznawane za takson parafiletyczny, a pozostałe eukarionty są jego taksonami potomnymi[1].

Według jednej z propozycji taksonomicznych, pierwotniaki są wydzielane jako odrębne królestwo Protozoa, obejmując również wielokomórkowe śluzowce, nie obejmując z kolei licznych grup jednokomórkowców zaliczanych do roślin, grzybów lub chromistów[3].

Systematyka[edytuj | edytuj kod]

Systematyka współcześnie[edytuj | edytuj kod]

W systemie pięciu królestw (w wersji Whittakera i późniejszych) (bakterie, protisty, grzyby, rośliny, zwierzęta) pierwotniaki nie są wyróżniane, a ich zakres odpowiada w przybliżeniu nieformalnej grupie protistów określanej jako protisty zwierzęce. W zależności od podejścia, niektórzy przedstawiciele pierwotniaków (na przykład eugleniny, niektóre bruzdnice) są ujmowani zarówno jako protisty zwierzęce, jak i roślinne. Również wiele protistów grzybopodobnych, zwłaszcza śluzowce, a także grupy takie jak mikrosporydia, bywają zaliczane do różnych grup pierwotniaków. Odnowienie taksonu Protozoa zaproponował Thomas Cavalier-Smith w latach 80. XX w. Początkowo miało to być jedno z dziewięciu królestw[4], następnie jedno z sześciu (po wchłonięciu proponowanego wcześniej królestwa Euglenozoa)[5]. W tym ujęciu organizmy zaliczane zwykle do królestwa Protista należą do dwóch królestw: Protozoa i Chromista, co budzi kontrowersje innych badaczy uważających, że taksony te są sztuczne, a alveolata, zaliczane w pierwszych wersjach systemu do Protozoa, są bliżej spokrewnione z należącymi do Chromista stramenopilami[6][7].


Również w systemach rezygnujących z klasycznego rangowania taksonomicznego grupa odpowiadająca pierwotniakom nie jest wyróżniana, a ich przedstawiciele są łączeni w supergrupy, tj. klady obejmujące również organizmy inne niż protisty. Organizmy tradycyjnie zaliczane do pierwotniaków tworzą supergrupy: Excavata (wiciowce), Chromalveolata (wiciowce, orzęski), Opisthokonta (wiciowce kołnierzykowe, mikrosporydia), Rhizaria (ameby), Amoebozoa (ameby)[6].



W systemie Ruggiero i innych z 2015 Protozoa dzielone są następująco[1]:

Systemy historyczne[edytuj | edytuj kod]

Do pierwotniaków (Protozoa) w różnych systemach zaliczano różne grupy organizmów. Termin Protozoa wprowadził Georg Goldfuss w roku 1820 jako nazwę dla gromady zwierząt obejmujących następujące grupy: Infusoria (wymoczki, czyli orzęski), Lithozoa (koralowce), Phytozoa (zwierzokrzewy) i Medusinae (meduzy, czyli krążkopławy). Następnie kolejni przyrodnicy przedefiniowując ten takson włączali lub wyłączali z niego kolejne grupy organizmów, np. gąbki, korzenionóżki, desmidie, okrzemki, gregaryny. Formalne znaczenie Protozoa nadał w 1845 Karl Theodor Ernst von Siebold[8]. W jego ujęciu do pierwotniaków zaliczano już tylko organizmy jednokomórkowe. W połowie XIX w. pojawiły się koncepcje systematyczne, w których wyodrębniano trzecie królestwo (Protista, Protoctista) i rezygnowano z łączenia pierwotniaków ze zwierzętami. Pod koniec XIX w. zaś ponownie popularność zyskało ujęcie pierwotniaków jako grupy zwierząt i utrwalony wówczas skład tego taksonu (oraz rozdzielenie „zwierzęcych” pierwotniaków od „roślinnych” mikroglonów) był akceptowany przez naukę przez następne kilkadziesiąt lat[9].

W systemie Goldfussa[10] Protozoa były gromadą zwierząt obejmującą gatunki oprócz współcześnie zaliczanych do pierwotniaków głównie współcześnie zaliczane do zwierząt i roślin:


Tradycyjnie pierwotniaki, rozumiane jako jednokomórkowe bezkręgowce, dzielone były głównie na podstawie kryteriów morfologicznych na następujące grupy:

Na przełomie XX i XXI w. w jednym z uproszczonych systemów nawiązujących do podziału tradycyjnego zostały poklasyfikowane w następujący sposób[11]:

W systemie Cavaliera-Smitha odnowione królestwo Protozoa było dzielone na kilka sposobów, według jednego z nich – z roku 2004 – podział ten przedstawia się następująco[3]:

Morfologia i anatomia[edytuj | edytuj kod]

Pierwotniaki to organizmy o zróżnicowanej budowie morfologicznej. Wielkość ich ciał waha się od 10 μm do kilku milimetrów. Zazwyczaj w budowie można wyróżnić przód, tył, stronę grzbietową oraz brzuszną.

Pierwotniaki wykształciły pellikulę – błonę komórkową podścieloną utworami błoniastymi (efekt: wzmocnienie całej konstrukcji). Jej dodatkowymi właściwościami jest "elastyczność" pozwalającą na poruszanie się ruchem ameboidalnym.

Komórki pierwotniaków wypełnia cytoplazma, najczęściej podzielona na zewnętrzną ektoplazmę oraz ulokowaną centralnie w komórce endoplazmę.

U pierwotniaków wyróżnia się wyspecjalizowane organelle ruchowe:

  1. Wić (flagellum), rzęska (cilia) – identyczne twory pod względem konstrukcji, jednak różniące się ilością, wielkością oraz tym, iż rzęski połączone są włókienkami pod warstwą błony komórkowej (pellikuli) – co pozwala na skoordynowanie ruchów.
  2. Nibynóżki (pseudopodia) – wykształcone u niektórych zarodziowców, ich działanie polega na przelewaniu cytoplazmy do różnych rejonów komórki, a co za tym tworzenie "wypukleń" – co pozwala na przemieszczanie się ruchem ameboidalnym oraz na "oblewanie" ciała potencjalnej ofiary.

Pierwotniaki to organizmy heterotroficzne. Część wiciowców może odżywiać się autotroficznie (miksotrofizm).

Ponieważ pierwotniaki to małe organizmy, o względnie niskim tempie przemian i dużej powierzchni, wydalanie jest przeprowadzane w drodze dyfuzji.

Rozmnażanie się pierwotniaków[edytuj | edytuj kod]

Pierwotniaki, jako jednokomórkowce rozmnażają się tylko bezpłciowo – zazwyczaj rozmnażanie polega wtedy na podziale mitotycznym komórki – powstają dwie komórki potomne o jednakowym podłożu genetycznym, co prowadzi do szybkiego zwiększenia ilości osobników danego gatunku. Zasadniczą wadą jest brak zmienności genetycznej.

Wśród pierwotniaków występują zarówno formy haploidalne, jak i diploidalne.

Rozmnażanie orzęsków (Ciliata)[edytuj | edytuj kod]

Cechą szczególną orzęsków jest obecność dwóch typów jąder : dużego makronukleusa (Ma) i małego mikronukleusa (Mi). Ma spełnia funkcję jądra komórkowego – steruje syntezą białek, a pośrednio całym metabolizmem komórki. Podczas tworzenia się Ma, niektóre fragmenty chromosomów namnażają się wewnątrz niego intensywnie. Powstaje dziwne jądro, które nie zawiera pełnej informacji genetycznej, ale zawarta w nim ilość DNA, wynosi tyle, co w 60 – 1500 jądrach haploidalnych. Mi jest diploidalny i stanowi pełne archiwum informacji genetycznej, czynne tylko w procesie płciowym. Orzęski rozmnażają się poprzez podział poprzeczny. Mi dzieli się mitotycznie, a Ma amitotycznie. Ponieważ Mi jest archiwum, które zapewnia ciągłość gatunku musi się on dzielić bardzo dokładnie, z mitotyczną precyzją. W roboczym Ma, przy tak dużej ilość DNA parę kawałków chromosomów w jedną lub w drugą stronę nie robi większej różnicy. Proces płciowy orzęsków przypomina zapłodnienie krzyżowe zwierząt – obojnaków. Orzęski sklejają się po dwa. W każdym z nich Mi przechodzi mejozę i inne złożone przemiany, w których wyniku powstają dwa jądra haploidalne. Jedno z nich jest nieruchome (podobnie jak komórka jajowa), zaś drugie zachowuje się jak plemnik – wędruje do ciała partnera i tam łączy się z jego jądrem nieruchomym. Proces ten przebiega jednocześnie w obu orzęskach, więc po zapłodnieniu każdy z nich ma jedno jądro diploidalne, ale już ze zmienionym garniturem genów, gdyż połowa pochodzi od partnera. Taka wymiana i rekombinacja materiału genetycznego to zasadniczy sens każdego procesu płciowego. Następnie orzęski rozdzielają się. Diploidalne jądro każdego z nich przechodzi dalsze przemiany i podziały, aż wreszcie powstaje mikronukleus, który będzie przechowywał nową, zrekombinowaną informacje genetyczną i makronukleus, który będzie ją wcielał w życie. W miarę, jak nowy makronukleus dojrzewa i stopniowo przejmuje obsługę komórki, stary makronukleus zanika.

Zmysły, wrażliwość[edytuj | edytuj kod]

Pierwotniaki zdolne są do odbioru bodźców zewnętrznych oraz reagowania na nie. Odbywa się to na zasadzie elektrycznej, dzięki polaryzacji błony komórkowej. Niektóre pierwotniaki wykształciły specyficzne organelle do percepcji wrażeń świetlnych – jak np. czerwona plamka oczna.

Choroby człowieka wywoływane przez pierwotniaki[edytuj | edytuj kod]

Do chorób zakaźnych człowieka, czyli takich, które wywołane są przez chorobotwórcze drobnoustroje i wytwarzane przez nie biologiczne czynniki, zalicza się między innymi:

Znaczenie pierwotniaków[edytuj | edytuj kod]

Znaczenie pierwotniaków:

A) w przyrodzie:

  • Niektóre z wiciowców żyją w symbiozie z termitami (występują w ich układzie pokarmowym i trawią drewno, które zjadają termity). Takie pierwotniaki są symbiontami.
  • Pierwotniaki orzęsków, zamieszkujące układ pokarmowy zwierząt roślinożernych takich jak np. owce lub krowy, umożliwiają przyswojenie błonnika z pokarmów roślinnych. Takie pierwotniaki również nazywamy symbiontami.
  • Użyźniają glebę uczestnicząc w tworzeniu próchnicy.
  • Stanowią pokarm dla innych zwierząt (wchodzą np. w skład zooplanktonu).
  • Tworzą pokłady skał wapiennych na dnie zbiorników wodnych.
  • Są też tzw. skamieniałościami przewodnimi, na podstawie których ocenia się wiek osadów.
  • Niszczą organizmy chorobotwórcze w przewodzie pokarmowym kręgowców.
  • Pasożytują na roślinach i zwierzętach, powodując ich zgon.
  • Niektóre pierwotniaki są pasożytami wywołującymi groźne choroby: śpiączkę afrykańską (wywołuje ją trypanosoma gambiense), malarię, czerwonkę pełzakowatą, owrzodzenie jelita grubego.

B) w życiu człowieka:

  • Ich obecność jest wskaźnikiem do określania czystości wód.
  • Są organizmami wykorzystywanymi przy biologicznym oczyszczaniu ścieków.
  • Pasożytują na zwierzętach i roślinach, zabijając ich całe grupy oraz przenosząc groźne choroby zakaźne na ludzi, takie jak toksoplazmoza (przenoszona przez kontakt z odchodami kocimi).

Okres istnienia[edytuj | edytuj kod]

Pierwotniaki to prawdopodobnie najstarsze jądrowce. Są dowody na to, że żyły na Ziemi już 600 mln lat temu.


← mln lat temu
Pierwotniaki istnieją co najmniej od 600 mln lat.
←4,6 mld 541 485 443 419 359 299 252 201 145 66 23 2


Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c Michael A. Ruggiero i inni, A Higher Level Classification of All Living Organisms, „PLOS One”, 10 (4), 2015, e0119248, DOI10.1371/journal.pone.0119248, PMID25923521, PMCIDPMC4418965 [dostęp 2020-02-28] (ang.).
  2. Larousse. Ziemia, rośliny, zwierzęta. Warszawa: BGW, 1990, s. 310. ISBN 83-85167-005.
  3. a b Thomas Cavalier-Smith. Only six kingdoms of life. „Proc. R. Soc. Lond. B”. 271. s. 1251–1262. DOI: 10.1098/rspb.2004.2705 (ang.). 
  4. Thomas Cavalier-Smith. Eukaryote kingdoms: Seven or nine?. „Biosystems”. 3-4 (14), s. 461-481, 1981. DOI: 10.1016/0303-2647(81)90050-2 (ang.). 
  5. Thomas Cavalier-Smith: A 6-kingdom classification and a unified phylogeny. W: Endocytobiology II. W. Schwemmler & H. E. A. Schenk (red.). Berlin: de Gruyter, 1983, s. 1027–1034.
  6. a b Sina M. Adl, Alastair G. B. Simpson i in. The New Higher Level Classification of Eukaryotes with Emphasis on the Taxonomy of Protists. „Journal of Eukaryotic Microbiology”. 52 (5), s. 399–451, 2005. International Society of Protistologists. DOI: 10.1111/j.1550-7408.2005.00053.x (ang.). 
  7. Parfrey et al.. Evaluating Support for the Current Classification of Eukaryotic Diversity. „PLoS Genetics”. 2 (12), 2006. DOI: 10.1371/journal.pgen.0020220 (ang.). 
  8. Adam Urbanek: Jedno istnieje tylko zwierzę...: myśli przewodnie biologii porównawczej. Warszawa: Muzeum i Instytut Zoologii Polskiej Akademii Nauk, 2007. ISBN 978-83-88147-08-1.
  9. Joseph M. Scamardella. Not plants or animals: a brief history of the origin of Kingdoms Protozoa, Protista and Protoctista. „International Microbiology”. 2, s. 207–216, 1999. Springer-Verlag Ibérica. 
  10. Georg August Goldfuss, Handbuch der Zoologie, t. 1, Norymberga: J. L. Schrag, 1820, XI-XIV (niem.).
  11. Pierwotniaki (pol.). W: Słownik terminów biologicznych [on-line]. pwn.pl. [dostęp 2010-03-21].