Lekce 2: Prvoci.

Prvoci jsou zvláštní skupinou živých organismů. Dříve byli pro svou pohyblivost řazeni mezi zvířata, ale po pečlivém prostudování byli zařazeni do samostatné říše. Tradičně se prvoci studují v kurzech zoologie. V této lekci se seznámíte s obecnou charakteristikou prvoků a dozvíte se o několika zástupcích.

Plán lekce:

Obecná charakteristika

Jiný název pro prvoky je protists. Již z názvu je zřejmé, že buňka má jednoduchou strukturu. Jedná se o jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy. Nemají složité struktury.

Prvoci jsou eukaryota, to znamená, že buňka prvoka má vytvořené jádro s vícevrstvou jadernou membránou, která uchovává genetickou informaci. V tom se liší od bakterií: bakterie jsou prokaryota, to znamená, že jejich genetická informace není oddělena od cytoplazmy a volně v ní plave.

Struktura eukaryotické buňky

Protistové jsou schopni pohybu. Za tímto účelem struktura buňky prvoka obsahuje:

1. Pseudopodia: dlouhé výrůstky cytoplazmy; nejjednodušší typ pohybu; charakteristické pro améby;
2. Bičíky: struktury, které rotují, čímž způsobují pohyb; charakteristické pro bičíkovce;
3. Cilia: struktury podobné bičíkům, ale kratší a pohybující se buňkami v pohybu tam a zpět; jsou charakteristické pro nálevníky.

Nejčastěji se tyto organismy skládají z jediné buňky, přes jejíž celý povrch dochází k výměně plynů. K odstranění nepotřebných látek však protistové vyvinuli speciální organely – kontraktilní vakuoly.

Prvoci jsou schopni rozmnožovat se nepohlavně i pohlavně. Nepohlavní rozmnožování je charakterizováno rozdělením buňky na dvě. Při pohlavním styku se setkají a splynou dva prvoci. Dochází k oplodnění. Pohlavní rozmnožování poskytuje organismům výhodu v měnících se podmínkách prostředí, zatímco nepohlavní rozmnožování jim poskytuje výhodu v podmínkách neměnných.

Typy rozmnožování prvoků

Protistové jsou obvykle mobilní, ale mohou také vést sedavý způsob života. Za nepříznivých podmínek je buňka pokryta silnou membránou a metabolismus je snížen na minimum. Tento stav se nazývá cysta.

Prvoci žijí stejně jako bakterie všude a přispívají k oběhu látek. Potrava prvoků je pestrá. Heterotrofní prvoci se živí organickou hmotou a čistými vodními prostory (nálevníky). Prvoci se živí látkami ze svých hostitelů (Toxoplasma). Některé jsou schopny fotosyntézy, čímž obohacují atmosféru kyslíkem (euglena viridis).

Křída je výsledkem činnosti prvoků. Když se na křídu podíváte pozorně, můžete vidět drobné částečky skořápek. Jedním z těchto prvoků je testate améba, foraminifera. Jeho skořápka je vyrobena z vápníku. Svého času tito prvoci vymřeli a vytvořili obrovská skladiště křídových zbytků.

Kořeny

Rhizopedia jsou protistové, kteří se pohybují pomocí pseudopodů. Vyčnívají cytoplazmatické výrůstky a pohybují se vodními prostory pomocí pseudopodů. Tento pohyb se také nazývá améboid.

Mezi rhizopody jsou nejznámější:

1. Testate améba;
2. Dysenterická améba;
3. Améba proteus.

Testate améba. Dalším názvem je foraminifera. Na rozdíl od jiných oddenků má foraminifera vnější vápenitou schránku. Skořápka se skládá z vápníku, který tyto organismy absorbují z prostředí. Foraminifery proto žijí pouze ve slané vodě, která je nasycená vápenatými solemi.

Skořápka obsahuje drobné otvory, kterými testátní améba interaguje s vnějším prostředím. Těmito otvory vystupují pseudopodi, kteří umožňují pohyb těla.

Foraminifera se může rozmnožovat pohlavně i nepohlavně.

Dysenterická améba. Je to parazit způsobující úplavici. Formy dysenterické améby jsou nestálé. Dysenterická améba žije ve střevech jako normální zástupce a nezpůsobuje onemocnění. Když je ve střevech příliš mnoho améb, požírají střevní stěnou a dostávají se do krevního oběhu. Tam organismy absorbují krvinky, což vede k úplavici.

Aby se přesunula do jiného hostitele, améba úplavice cestuje do konečníku. Tam se pokryje silnou skořápkou, změní se v cystu a je vylučován stolicí. Feces se dostávají do vnějšího prostředí: do půdy a poté do potravin. Cyklus dysenterické améby končí infekcí nového jedince. Osoba, která konzumuje takové produkty, se stává nositelem améby úplavice. Tato cesta přenosu parazita se nazývá feko-orální.

Améba proteus. Tento organismus není parazit, ale žije ve vodních plochách a čistí je. Cytoplazma se dělí na dvě vrstvy: vnější (ektoplazma) a vnitřní (endoplazma). Pro vstřebávání má Proteus trávicí vakuolu a pro vylučování kontraktilní vakuolu. Rozmnožuje se nepohlavně.

Radiolarii

Dalším názvem je paprsčitý hmyz. Radiolariáni jsou prvoci, kteří mají silikátovou minerální kostru. Pomocí takového nového útvaru se tyto organismy zvětšují, což usnadňuje lepší pohyb ve vodě. Kostra raypodů obsahuje stejně jako rhizopodi póry, kterými vyčnívají pseudopodia. Mohou žít samostatně nebo v koloniích.

Solnechův

Slunečnice jsou prvoci bez minerální kostry. Tento název je dán pro bizarní tvar pseudopodií: připomínají paprsky. Pseudopodia heliozoa se také nazývají axopodie. Tyto organismy jsou predátory: mohou se živit bakteriemi a dokonce i jinými prvoky.

Sporozoans

Sporozoa jsou prvoci, kteří vedou výhradně parazitický způsob života. Vlivem parazitického životního stylu se sporozoální buňka výrazně změnila. Nemají žádné organely pro pohyb: sporozoani se pohybují pasivně s proudem kapaliny. Výživa se vyskytuje po celém povrchu buňky, takže není potřeba trávicí vakuola.

Tito prvoci mohou žít v různých orgánech zvířat: nejčastěji v trávicím, vylučovacím a reprodukčním systému. Nejčastějšími přenašeči sporozoanů jsou lidé, hlodavci, ptáci a plazi.

1. malarické plasmodium;
2. toxoplasma;

Malarické plazmodium. Je to parazit, který způsobuje malárii, onemocnění charakterizované horečkou a zimnicí. Plasmodium přenášejí komáři. To jsou definitivní hostitelé parazita, což znamená, že parazit se sexuálně rozmnožuje v komárech. Lidé jsou mezihostiteli malarického plasmodia, což znamená, že parazit se u lidí množí nepohlavně.

Když komár přistane na lidské kůži, vstříkne do těla zbytky slin spolu se svým piercing-sacím ústním aparátem. Plasmodium malárie vstupuje do těla slinami. Parazit se dostane do krevního řečiště a krevním řečištěm je přenesen do jaterních buněk. Plasmodium poté pronikne do erytrocytů – červených krvinek – a začne se nepohlavně rozmnožovat. Dochází k rozvoji malarického plasmodia. To vede ke smrti červených krvinek. Paraziti vycházejí ze zničených buněk a pronikají do nových. Takové léze vedou k horečce u mezihostitele – člověka.

Pokud komár kousne kůži nakaženého člověka, parazit se dostane do těla člověka. Paraziti se dostanou do trávicího systému, kde dochází k pohlavnímu rozmnožování prvoka. Proto je komár považován za definitivního hostitele plasmodia. Pokud takový komár přistane na kůži zdravého člověka, cyklus se bude opakovat.

Životní cyklus Plasmodium falciparum

Toxoplasma. Je to parazit způsobující toxoplazmózu. Toto onemocnění se u lidí obvykle vyskytuje mírně, ale u lidí s oslabeným imunitním systémem může mít vážné následky, například duševní onemocnění.

Životní cyklus také probíhá se změnou hostitelů a typů rozmnožování. Hlavními hostiteli jsou kočky, u kterých probíhá sexuální fáze rozmnožování. Mezihostitelem je člověk nebo dobytek.

Životní cyklus toxoplazmy

Bičíkovci

Bičíkovci jsou pojmenováni tak, protože mají ve své struktuře zvláštní orgány pohybu – bičíky. Jinak je to heterogenní skupina. Tito prvoci mohou žít samostatně nebo v koloniích, samostatně nebo v symbióze s jinými živými organismy.

Bičíkovci se dělí do dvou konvenčních skupin:

1. Rostliny: schopné fotosyntézy – autotrofní typ výživy (euglena);
2. Živočichové: neumí fotosyntetizovat – heterotrofní typ výživy (trypanozom);
3. Smíšený typ: dokáže si syntetizovat organické látky samy nebo absorbovat hotové – mixotrofní typ výživy (chlamydomonas).

Podívejme se na některé zástupce bičíků:

1. Euglena viridis;
2. Volvox;
3. Chlamydomonas;
4. trypanosoma;
5. Giardia;
6. Leishmania;
7. Trichomonas.

Euglena viridis. Euglena má mixotrofní typ výživy, to znamená, že si organické látky dokáže sama syntetizovat pomocí chloroplastů nebo konzumovat hotové. Fotosyntetizuje na světle. Není to parazit. Nežije v lidském těle, ale ve vodních prostorách. Někdy se přemnoží natolik, že způsobí vodní květy, což je jev, při kterém voda zezelená.

Euglena vyměňuje plyny po celém povrchu svého těla. Dělí se nepohlavně – rozdělením buňky na dvě.

Buňka je protáhlá. Existuje jádro, to znamená, že buňka je eukaryotická. Pro sekreci slouží kontraktilní vakuola, pro pohyb bičík. Fotosyntéza probíhá pomocí zelených pigmentů – chloroplastů. Euglena má také oko citlivé na červené světlo (stigma) pro fotosyntézu – organelu, která přijímá sluneční světlo.

Volvox. To jsou koloniální bičíkovci. Včelstvo má vzhled koule, jejíž vnitřní část obsahuje slizovou látku. Buňky jsou navzájem spojeny pomocí cytoplazmatických procesů. Z vnější strany míče vyčnívají četné bičíky.

Volvox se může rozmnožovat asexuálně i sexuálně. Nepohlavním rozmnožováním se tvoří nové kolonie, které se následně oddělují. Pohlavní rozmnožování u Volvoxu poskytuje rozmanitost buněk v kolonii.

Chlamydomonas. Obecně je Chlamydomonas podobný Euglena viridis. Má mixotrofní typ výživy, chloroplasty, kontraktilní vakuolu a oko citlivé na červené světlo. Pouze Chlamydomonas má dva bakteriální bičíky a jeden velký chloroplast, který zabírá téměř celou buňku. Chlamydomonas se rozmnožuje nepohlavně a pohlavně.

Trypanosoma. Je to parazit způsobující spavou nemoc, onemocnění charakterizované duševními poruchami vyplývajícími z nespavosti. Patogen má zvláštní bičík: pokračuje v celé buňce.

Moucha tse-tse nese původce spavé nemoci. Parazit může přejít z člověka na mouchu a zpět. Když moucha kousne nakaženou osobu, trypanozom přejde do těla mouchy. Parazit se množí ve střevech a putuje do slinných žláz. Dochází k vývoji trypanozomů. Pokud moucha kousne jinou osobu, trypanozomy se dostanou do krevního oběhu osoby spolu se slinami. Parazit se množí v oběhovém systému, přesouvá se do nervového systému a způsobuje spavou nemoc.

Životní cyklus trypanosomy

Giardia. Je to parazit způsobující giardiázu, onemocnění, které narušuje normální fungování střev. Parazitují ve střevech savců a ptáků. Paraziti Giardia vstupují do těla ve formě cyst spolu s kontaminovanou vodou a potravinami. Aktivně se množí ve střevech, způsobují poškození stěn, produkují toxiny a jsou vylučovány stolicí.

Životní cyklus Giardie

Leishmánie. Je to parazit způsobující leishmaniózu, onemocnění, které ničí vnitřní orgány. Leishmánii, stejně jako malarické plasmodium, přenášejí komáři.

Životní cyklus Leishmanie začíná kousnutím komárem. Když komár kousne infikované zvíře, jako je savec nebo plaz, paraziti se dostanou do jeho trávicího systému. Tam se množí a přesouvají se do slinných žláz. Když komár svým piercing-sacím ústním aparátem pronikne do kůže zdravého zvířete, přenese prvoky na nového hostitele spolu se slinami. V důsledku toho se tělo zvířete pokryje vředy a jsou ovlivněny vnitřní orgány.

Životní cyklus Leishmania

Trichomonas. Je to parazit způsobující trichomoniázu, onemocnění projevující se průjmem. Žijí ve střevech. Tyto prvoky lze získat konzumací kontaminovaných potravin a vody.

Ciliates

Nálevníky lze od ostatních prvoků odlišit přítomností četných řasinek. Řasinky nálevníků zajišťují rychlý pohyb nálevníků. Jejich rysy také zahrnují alespoň dvě vytvořená jádra v cytoplazmě:

1. Mikronukleus: malé (generativní) jádro; obsahuje kompletní genetickou informaci o buňce; určené k reprodukci;
2. Macronucleus: velké (vegetativní) jádro; obsahuje kopii neúplné genetické informace; podílí se na procesech výživy, vylučování a výměny plynů.

Buňka dále obsahuje kontraktilní vakuoly a speciální organely – extrusomy (prášky). Tyto organely vylučují nepotřebné látky na buněčný povrch.

Nálevník žije v různých prostorech. Mohou se volně vznášet ve vodních prostorách, nebo mohou být připevněny k určité hladině. Někteří nálevníci jsou predátoři a někteří jsou parazité. Tito prvoci dokážou víc než jen škodit: se zvířaty si často vytvářejí symbiotický vztah a pomáhají jim trávit potravu.

Nejznámějším zástupcem je paramecium. Tvar jeho buňky připomíná podrážku boty. Volně plavající organismus: pohyb zajišťují četné řasinky. Živí se bakteriemi a jinými prvoky. Nutriční organely: buněčná ústa (vstupuje potrava), trávicí vakuola (potrava se zpracovává), prášek (odstraňují se natrávené zbytky). K uvolnění přebytečné vody dochází pomocí kontraktilních vakuol. Dýchání – celým povrchem buňky.

Paramecium se rozmnožuje nepohlavně a pohlavně. Při nepohlavním rozmnožování se buňka jednoduše rozdělí na dvě části. Pohlavní rozmnožování nálevníků se nazývá konjugace. Jedná se o typ reprodukce, při kterém si dvě buňky vyměňují genetickou informaci za účelem získání nových vlastností.

Reprodukce nálevníků pantoflí