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8.6: Protisten als Zersetzer - Biologie

8.6: Protisten als Zersetzer - Biologie


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Verschiedene Organismen mit einer Organisation auf Protistenebene wurden ursprünglich als Pilze behandelt, weil sie Sporangien produzieren, Strukturen, die Sporen produzieren und enthalten. Viele dieser Organismen wurden aufgrund einer ähnlichen Rolle in der Umwelt auch als Pilze behandelt: der eines Zersetzers.

Diese pilzähnlichen Protisten-Saprobes sind darauf spezialisiert, Nährstoffe aus nicht lebenden organischen Stoffen wie toten Organismen oder deren Abfällen aufzunehmen. Zum Beispiel wachsen viele Arten von Oomyceten auf toten Tieren oder Algen. Saprobische Protisten haben die wesentliche Funktion, dem Boden und dem Wasser anorganische Nährstoffe zurückzugeben. Dieser Prozess ermöglicht neues Pflanzenwachstum, das wiederum Nahrung für andere Organismen entlang der Nahrungskette erzeugt. Tatsächlich würde das Leben ohne Saprobe-Arten wie Protisten, Pilze und Bakterien aufhören zu existieren, da der gesamte organische Kohlenstoff in toten Organismen „gebunden“ würde.

Chytriden können ein- oder mehrzellig sein. Es gibt etwa tausend Arten, von denen die meisten im Wasser oder im Boden leben. Die meisten sind Zersetzer. Einige sind Parasiten und können Krankheiten in Pflanzen verursachen, einschließlich Mais, Luzerne und Kartoffeln. Eine Art, Batrachochytrium dendrobatidis, scheint die Ursache von Chytridiomykose zu sein, einer Froschkrankheit, die viele wildlebende Froschpopulationen auf der ganzen Welt ernsthaft befällt.

Schleimpilze zeichnen sich durch ihren ungewöhnlichen Lebenszyklus aus. Bei einigen Arten kommen einzelne einzellige Organismen zusammen und verschmelzen zu einer Riesenzelle mit Tausenden von Kernen. Dieser Körper, der als Plasmodium bezeichnet wird, kann sich durch den Verzehr von Bakterien, Pilzen und verrottendem Pflanzenmaterial bewegen. (Dies ist eine andere Verwendung des Wortes Plasmoidium als die frühere für die Gattung der parasitären Protozoen.) Schleimpilze werden weltweit gefunden.

Wasserpilze gedeihen in Wasser und nassem Boden. Sie gelten als pflanzenverwandter als Pilze, da sie Zellwände aus Zellulose haben. Sie sind einzellig. Viele sind Parasiten und können Krankheiten bei Pflanzen, Pilzen und Tieren verursachen. Eine Spezies Phytophthora infestans verursacht die Kartoffelfäule, die zur irischen Kartoffelknappheit führte.

Labyrinthulomyceten bilden ein Netzwerk aus Röhren oder Filamenten, über das die einzelligen Organismen gleiten, um Nahrung zu sammeln. Sie sind meist marin und Zersetzer von abgestorbenem Pflanzenmaterial oder Parasiten auf Pflanzen und Algen oder einigen Tieren.


Zersetzer

Ein Zersetzer ist ein Organismus, der organisches Material wie die Überreste toter Organismen zersetzt oder abbaut. Zu den Zersetzern zählen Bakterien und Pilze. Diese Organismen führen den Zersetzungsprozess durch, den alle lebenden Organismen nach dem Tod durchlaufen. Die Zersetzung ist ein wichtiger Prozess, da sie es ermöglicht, organisches Material in einem Ökosystem zu recyceln.

Pilze, wie die im Bild oben, sind eine Pilzart und spielen eine Rolle bei der Zersetzung.


Schimmel. Dieser Schleimpilz, der auf Totholz wächst, ist ein pilzartiger Protist. Obwohl dieser Schimmel keinen Mund hat, "frisst" er im Wesentlichen immer noch dieses verrottende Material.

Pilzähnliche Protisten sind Formen. Sie sind absorbierende Nahrungsquellen für zerfallende organische Stoffe. Sie ähneln Pilzen und vermehren sich mit Sporen wie Pilze. In anderer Hinsicht unterscheiden sie sich jedoch stark von Pilzen und ähneln eher anderen Protisten. Sie haben zum Beispiel Zellwände aus Zellulose, während Pilze Zellwände aus Chitin haben. Wie andere Protisten haben sie komplizierte Lebenszyklen mit sowohl asexueller als auch sexueller Fortpflanzung. Sie sind während einiger Phasen ihres Lebenszyklus beweglich. Zwei Haupttypen von pilzähnlichen Protisten sind Schleimpilze und Wasserpilze.

Schleimpilze

Schleimpilze sind pilzartige Protisten, die häufig auf verrottenden Baumstämmen und Kompost zu finden sind. Sie bewegen sich sehr langsam auf der Suche nach verwesender Materie, um sie zu fressen. Bei Nahrungsknappheit schwärmen einzelne Zellen zu einer klecksartigen Masse zusammen, wie der &ldquohunderbrochene&rdquo Schleimpilz im Abbildung unter. Die Masse gleitet auf ihren eigenen Sekreten dahin und verschlingt zerfallendes organisches Material, während sie sich darüber bewegt.

&bdquoHundeerbrechen&rdquo Schleimpilz. Dieser Schleimpilz sieht aus wie sein Name.

Es gibt zwei Arten von Schleimpilzen, wenn es darum geht, wie sie schwärmen: azellulär und zellulär.

  • Wenn azelluläre Schleimpilze schwärmen, verschmelzen sie zu einer einzigen Zelle mit vielen Kernen.
  • Wenn zelluläre Schleimpilze schwärmen, bleiben sie als eigenständige Zellen bestehen.

Zelluläre Schleimpilze werden als Modellorganismen in der Molekularbiologie und Genetik verwendet. Sie könnten der Schlüssel zur Entwicklung mehrzelliger Organismen sein. Kannst du erklären warum?

Wasserformen

Wasserformen kommen häufig in feuchten Böden und Oberflächengewässern vor. Viele sind Pflanzenpathogene, die Nutzpflanzen zerstören. Sie infizieren Pflanzen wie Trauben, Salat, Mais und Kartoffeln. Einige Wasserpilze sind Parasiten von Fischen und anderen Wasserorganismen.

Wissenschaftsfreitag: Die am besten befahrene Straße

Eine Geschichte von Ameisen, Schleimpilzen und der New Jersey Turnpike Für die meisten Menschen ist es eine zermürbende Lektion in Sachen Sinnlosigkeit, im Stau auf der New Jersey Turnpike stecken zu bleiben. In diesem Video von Science Friday untersucht Simon Garnier jedoch unser kollektives Verhalten und wie sich relativ einfache Organismen so dynamisch organisieren.


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Pflanzenparasiten

Protist-Parasiten von Landpflanzen umfassen Wirkstoffe, die Nahrungspflanzen zerstören. Der Oomycet Plasmopara viticola parasitiert Traubenpflanzen und verursacht eine Krankheit namens Falscher Mehltau ([Link]). Traubenpflanzen infiziert mit P. viticola erscheinen verkümmert und haben verfärbte, welke Blätter. Die Verbreitung des Falschen Mehltaus brachte die französische Weinindustrie im 19. Jahrhundert fast zum Erliegen.


Phytophthora infestans ist ein Oomycet, der für die Krautfäule der Kartoffel verantwortlich ist, die dazu führt, dass Kartoffelstiele und -stängel in schwarzen Schleim zerfallen ([link]). Weit verbreitete Kartoffelfäule verursacht durch P. befallen löste im 19. Jahrhundert die bekannte irische Kartoffelhunger aus, die ungefähr 1 Million Menschen das Leben kostete und zur Auswanderung von mindestens 1 Million weiteren aus Irland führte. In bestimmten Teilen der Vereinigten Staaten und Russlands plagen die Krautfäule weiterhin die Kartoffelernten und vernichtet bis zu 70 Prozent der Ernten, wenn keine Pestizide angewendet werden.



Agenten der Zersetzung

Die pilzähnlichen Protisten-Saprobes sind darauf spezialisiert, Nährstoffe aus nicht lebenden organischen Stoffen wie toten Organismen oder deren Abfällen aufzunehmen. Zum Beispiel wachsen viele Arten von Oomyceten auf toten Tieren oder Algen. Saprobische Protisten haben die wesentliche Funktion, dem Boden und dem Wasser anorganische Nährstoffe zurückzugeben. Dieser Prozess ermöglicht neues Pflanzenwachstum, das wiederum Nahrung für andere Organismen entlang der Nahrungskette erzeugt. Tatsächlich würde das Leben ohne Saprobe-Arten wie Protisten, Pilze und Bakterien aufhören zu existieren, da der gesamte organische Kohlenstoff in toten Organismen „gebunden“ würde.


Vier Phyla tierähnlicher Protisten

Klassifiziert nach ihrer Bewegung

  • Zooflagellaten - Flagellen
  • Sarkodine - Erweiterungen des Zytoplasmas (Pseudopodien)
  • Ciliaten - Zilien
  • Sporozoen - nicht bewegen

Zooflagellaten

mit ein oder zwei Geißeln bewegen
Nahrung über die Membran aufnehmen

Leishmanien

Sarkodine

bewegt sich mit Pseudopodien ( "false feet" ), die wie Erweiterungen des Zytoplasmas sind --amöboide Bewegung
nimmt Nahrung auf, indem sie Nahrung umgibt und verschlingt (Endozytose), wodurch ein Nahrungsvakuole
Fortpflanzung durch Doppelspaltung (Mitose)
kontraktile Vakuole - entfernt überschüssiges Wasser
kann beim Menschen Amöbenruhr verursachen - Durchfall und Magenverstimmung durch das Trinken von kontaminiertem Wasser
Andere Sarkodine: Foraminferane, Heliozoen

Ciliaten

mit Zilien bewegen
hat zwei Kerne: Makronukleus, Mikronukleus
Nahrung wird durch die :Mundpore gesammelt, in ein Speiseröhre, bildet eine Nahrungsvakuole
Analporen dient zur Abfallentsorgung
kontraktile Vakuole entfernt überschüssiges Wasser
zeigt Vermeidungsverhalten
reproduziert sich asexuell (Binärspaltung) oder sexuell (Konjugation)
äußere Membran -Pellicle- ist starr und Paramecia haben immer die gleiche Form, wie ein Schuh

Teichleben Videogalerie

Sporozoen

nicht alleine bewegen
parasitär
Malaria ist ein Sporozoon, befällt Leber und Blut


Königreich Protista

HINWEIS: Das derzeitige Klassifizierungssystem für Eukaryoten wurde geändert. Im Jahr 2005 wurde das Königreich Protista aufgrund neuer phylogenetischer Daten in 5 Supergruppen aufgeteilt. Siehe auch: “Unterrichten Sie noch Taxonomie?”

Protisten gehören zum Königreich Protista, zu dem meist einzellige Organismen gehören, die nicht in die anderen Königreiche passen.

Eigenschaften von Protisten

  • meist einzellig, einige sind mehrzellig (Algen)
  • kann heterotroph oder autotroph sein
  • die meisten leben im Wasser (obwohl einige in feuchtem Boden oder sogar im menschlichen Körper leben)
  • ALLE sind eukaryontisch (haben einen Kern)
  • Ein Protist ist jeder Organismus, der keine Pflanze, kein Tier oder kein Pilz ist

Klassifizierung von Protisten

Tierähnliche Protisten – auch Protozoen genannt (bedeutet “erstes Tier”) – Heterotrophen
Pflanzenähnliche Protisten – auch Algen genannt – autotrophs
Pilzartige Protisten – Heterotrophe, Zersetzer, externe Verdauung

Tierähnliche Protisten: Protozoen

Vier Phyla tierähnlicher Protisten –, klassifiziert nach ihrer Bewegung

  • Zooflagellaten – Flagellen
  • Sarkodine – Erweiterungen des Zytoplasmas (Pseudopodien)
  • Ciliaten – Zilien
  • Sporozoen – bewegen sich nicht

mit ein oder zwei Geißeln bewegen
Nahrung über die Membran aufnehmen
Ex. Leishmanien

bewegt sich mit Pseudopodien (“false feet”), die wie Erweiterungen des Zytoplasmas sind —amöboide Bewegung
nimmt Nahrung auf, indem sie Nahrung umgibt und verschlingt (Endozytose), wodurch ein Nahrungsvakuole
Fortpflanzung durch Doppelspaltung (Mitose)
kontraktile Vakuole –entfernt überschüssiges Wasser
kann beim Menschen Amöbenruhr verursachen – Durchfall und Magenverstimmung durch das Trinken von kontaminiertem Wasser
Andere Sarkodine: Foraminferane, Heliozoen

mit Zilien bewegen
hat zwei Kerne: Makronukleus, Mikronukleus
Nahrung wird durch die :Mundpore gesammelt, in ein Speiseröhre, bildet eine Nahrungsvakuole
Analporen dient zur Abfallentsorgung
kontraktile Vakuole entfernt überschüssiges Wasser
zeigt Vermeidungsverhalten
reproduziert sich asexuell (Binärspaltung) oder sexuell (Konjugation)
äußere Membran -Pellicle- ist starr und Paramecia haben immer die gleiche Form, wie ein Schuh

nicht alleine bewegen
parasitär
Malaria wird durch ein Sporozoon (Plasmodium) verursacht, das die Leber und das Blut infiziert, die von Mücken übertragen werden


Euglenoide: Struktur und Fortpflanzung | Protisten

(i) Euglenoide kommen in Süßwasserhabitaten und feuchten Böden vor.

(ii) Euglenoide schwimmen mit Hilfe ihres langen Flagellums aktiv in einem flüssigen Medium. Sie können auch schleichende Bewegungen ausführen, indem sie ihren Körper ausdehnen und zusammenziehen. Dieses Phänomen wird metabolische oder euglenoide Bewegungen genannt.

(iii) Die Ernährung ist holophytisch (photoautotroph), saprob oder holozoisch. Im Dunkeln können sich sogar photosynthetische Formen het­erotroph verhalten, kleinere Organismen fressen (holozoisch) oder sich von organischen Überresten ernähren (saprob). Eine solche Ernährungsweise wird als mixotropher (z. B. holophytisch + saprobisch oder holozoisch) bezeichnet.

Struktur von Euglenoiden:

(i) Euglenoids sind einzellige Flagellaten-Protisten. Sie sind ohne Zellwand aus Zellulose. Der Körper ist von dünnen und flexiblen Häutchen (= Periplast) bedeckt. Das Häutchen hat schräge, aber parallele Streifen, die Myoneme genannt werden. Das Häutchen besteht aus faserigem, elastischem Protein, einer geringen Menge an Lipiden oder/und Kohlenhydraten und behält eine bestimmte Form. Es ist flexibel genug, um vorübergehende Veränderungen der Körperform zu ermöglichen.

(ii) Die Euglenoide haben zwei Geißeln, normalerweise eine lange und eine kurze. Jedes Flagellum entsteht aus einem basalen Granulat (=Blepharoplast). Die Flagellen tragen Haare (= Flitter). Die Flagellen sind also vom Lametta-Typ.

(iii) Das apikale Ende trägt eine Einstülpung mit drei Teilen – Zytostom, Zytopharynx und Reservoir. Das Zytostom ist im Allgemeinen exzentrisch.

(iv) Gerade im Bereich der Vereinigung zweier Wurzeln trägt das Flagellum eine Schwellung, die als paraflagellarer Körper bezeichnet wird. Ein orange-roter Augenfleck oder Stigma tritt an der Membran des Reservoirs auf der Ebene des paraflagellären Körpers auf. Der Augenfleck enthält das rote Pigment Astaxanthin, das anderswo nur in Krebstieren vorkommt. Sowohl der paraflagelläre Körper als auch der Augenfleck nehmen den Lichtreiz wahr. Sie helfen dabei, den Organismus auf das optimale Licht zu lenken.

(v) Eine osmoregulatorische kontraktile Vakuole tritt im vorderen Teil der Zelle unterhalb des Reservoirs auf. Es wird von mehreren Kanälen gespeist. Die kontraktile Vakuole gibt ihren Inhalt in das Reservoir ab.

(vi) Die photoautotrophen oder holophytischen Formen besitzen Chloroplasten mit oder ohne Pyrenoide. Photosynthetische Pigmente umfassen Chlorophyll a und Chlorophyll b.

(vii) Ein einzelner großer Kern liegt ungefähr in der Mitte. Die Kernhülle bleibt während der Teilung bestehen. Der Nukleolus bleibt ebenfalls bestehen und teilt sich in zwei Teile.

Sie speichern ihre Kohlenhydrate als Paramylon- oder Paramylum-Körper. Letztere werden außerhalb der Chloroplasten gebildet. Paramylumkörperchen sind im Zytoplasma verstreut. Paramylum unterscheidet sich chemisch von Stärke und Glykogen und färbt sich nicht mit Jod.

Reproduktion von Euglenoiden:

Die sexuelle Fortpflanzung ist noch nicht eindeutig bewiesen. Unter günstigen Bedingungen vermehren sich Euglenoide durch Längsspaltung. Das Palmella-Stadium wird unter ungünstigen Bedingungen gefunden.

Euglena, Phacus, Eutreptia, Trachelomonas, Peranema.

Euglena – Der Spindelorganismus:

Euglena mit 152 Arten. Die com­mon-Art ist E. viridis. Es kommt in Süßwasserteichen und -pools vor. Es tritt auch auf feuchtem Schlamm auf. Euglena ist ein frei lebender Einzeller und einzelliger Flagellat. Euglena ist in der Ernährung mixotrop (holophytisch + saprob).

Holozoische oder phagotrophe Formen fehlen. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch längsgerichtete binäre Spaltung. Die sexuelle Fortpflanzung wurde noch nicht neu aufgenommen. Die Perennation erfolgt durch Zystenbildung. Der Körper wird von einer Plasmamembran bedeckt, gefolgt von Periplast oder Pellikel. Das Häutchen besteht aus Proteinen (ca. 80%), Kohlenhydraten und Lipiden.

Neben dem Schwimmen kann Euglena auch schleichende Bewegungen oder Stoffwechsel ausführen. An der Vereinigungsstelle der beiden Zweige trägt das Fla­gellum eine Schwellung, die als paraflagellärer Körper (Photorezeptor) bezeichnet wird. Das hintere Ende ist spitz.

Das vordere Ende der Zelle ist stumpf und trägt ein exzentrisches Zytostom (Mund). Das Zytostom mündet in einen röhrenförmigen Kanal, der auch Zytopharynx (Speiseröhre) genannt wird. Letzteres erweitert sich an der Basis zu einem großen, abgerundeten Reservoir. An einem Ende des Reservoirs enthält das Zytoplasma ein orange-rotes Stigma (Augenfleck).

Letzteres ist lichtempfindlich. Direkt unterhalb des Reservoirs befindet sich eine kontraktile Vakuole mit vielen Nahrungskanälen (= akzessorische Vakuolen). Die kontraktile Vakuole ist an der Osmoregulation beteiligt. Es dehnt sich aus und pumpt seinen flüssigen Inhalt in das Reservoir. Chloroplasten sind zahlreich, scheibenförmig oder bandförmig.

In den Chloroplasten können Pyrenoide (Proteinkörper) vorhanden sein. Chlorophyll a und Chlorophyll b sind vorhanden. Das Endoplasma enthält mehrere Paramvlum-Körper. Sie haben ein Polysaccharid namens Paramylon oder Paramylum (β-1, 3-Glucan). Euglena wird sowohl als Pflanze als auch als Tier untersucht. Es wird Pflanzentier genannt.

Pflanzenmerkmale von Euglena:

(i) Vorhandensein von Chloroplasten mit Chlorophyll.

(ii) Holophytische (photosynthetische) Ernährung.

Tierfiguren von Euglena:

(i) Vorhandensein von Häutchen, die aus Proteinen und nicht aus Zellulose bestehen.

(ii) Vorhandensein von Stigmatisierung und paraflagellärem Körper (lichtempfindliche Strukturen).


Königreich Chlorophyta

Abbildung 18 (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Chlorophyten oder Grünalgen ähneln Pflanzen mehr als alle anderen photosynthetischen Protisten. Tatsächlich gruppieren einige Klassifizierungssysteme Mitglieder des Königreichs Chlorophyta mit Pflanzen unter der Annahme, dass Grünalgen tatsächlich Pflanzen mehr ähneln als anderen Protisten. Das Chlorophyll der Grünalgen (Chlorophyll ein und Chlorophyll B) ist dem von Pflanzen auffallend ähnlich. Grünalgen ähneln auch Pflanzen, weil sie festen Kohlenstoff als Stärke speichern und Zellwände aus Zellulose besitzen. Obwohl das Thema umstritten ist, klassifizieren die meisten Systematiker Grünalgen weiterhin getrennt.


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