Bevezetés
A protozoák lényegében egysejtű eukarióták.Ez azt jelenti, hogy egysejtű szervezetek, amelyek sejtmaggal és számos más fontos szervezettel rendelkeznek a citoplazmán belül és membránnal körülvéve.
Szabadon élő szervezetként vagy parazitaként léteznek. Ezáltal ez a törzs az egysejtűek változatos, alakban és méretben eltérő csoportja.
Példák közé tartoznak:
- Giardia
- Trypanosoma
- Trichonympha
- Plasmodium
- Paramecium
Anatómia (Testfelépítés)
Mivel eukarióták, protozoa nagyobb, 10 és 100 mikrométer közötti átmérőjű sejtek (a prokariótákhoz képest), összetettebb szerkezettel. Ez azt jelenti, hogy van sejtmembránjuk, amely körülhatárolja az organellákat, DNS-ük, amelyet szintén membrán köt le, nukleóliájuk, riboszómájuk, Golgi-apparátusuk és több lineáris kromoszómájuk, többek között hisztonokkal.
Meg kell jegyezni, hogy az ezekben a sejtekben jelen lévő organellák típusonként eltérőek.
Egy sor olyan organellum is van, amely kizárólag az egysejtűekre jellemző, ezek közé tartoznak:
- A Paramecium trichocisztái
- Egyes vázszerkezetek
- Összehúzódó vakuolumok
A többi ciliátához képest a protozoonok sejtmagja hólyagos. Mint ilyen, a kromatika szóródik, ami diffúz megjelenésű magot eredményez. Ez azonban szintén változó. Például az Apicomplexa törzsben a hólyagos sejtmagnak egy vagy több DNS-t tartalmazó magocskája van, míg a trypanoszómák endozonjából hiányzik a DNS.
A protozoonok rendelkeznek a helyükön olyan mozgásszervi struktúrákkal is, mint az aspseudopódiumok, flagellák és csillók, amelyek a mozgást szolgálják. Ezeket a struktúrákat is körülveszi a plazmamembrán.
A pelikula (egyesek, például a Giardia külső felszíne) elég merev ahhoz, hogy megtartsa és fenntartsa jellegzetes alakját, ugyanakkor mozgás közben lehetővé teszi a csavarodást és a hajlítást.
A Protozoa törzs osztályozása
A sokféleségük miatt a protozoa több problémát is jelent az osztályozás során. A protisták alkirályságába sorolják őket, több mint 50 000 fajukat írják le szabadon élőnek (ezek azok a típusok, amelyek túlélése nem függ közvetlenül másoktól).
A szabadon élő protozoák gyakorlatilag minden lehetséges élőhelyen megtalálhatók. Mind fény-, mind elektronmikroszkópos morfológia alapján hat fő törzsbe sorolták őket, a betegségeket okozó protozoonok többsége a Sacromastigophora és az Apicomplexa törzsekbe tartozik.
Az alábbiakban néhány alfaja és az ezeken belüli osztályok a mozgásszervi struktúrák alapján:
Plasmodroma – Ezen alfaja mozgásszervi struktúrái lehetnek flagellák, pseudopodiumok vagy egyáltalán nem. Az ide tartozó osztályok közé tartoznak; Mastigophora (egy vagy több flagellát használnak a mozgáshoz), Sarcodina (pseudopodiákat használnak a mozgáshoz és a táplálék befogásához) és Sporozoaamelyek nem rendelkeznek mozgásszervi struktúrákkal.
Ciliophora – Ezek az alcsoportba tartoznakCiliophora egyes szakaszaiban vagy egész életük során csillókat vagy szívócsápokat használnak. A Ciliata (amelyek végig csillókat használnak) és a Suctoria (amelyek fiatalon csillókat, felnőttként pedig csápokat használnak) néhány olyan osztály, amely ebbe az altörzsbe tartozik.
Sarcomastigopohora – Az ebben az altörzsben használt mozgásszervi struktúrák közé tartoznak a pseudopodiumok vagy flagellák. Itt a magok szintén egyfajta (monomorf). A Mastigophora szuperosztály, amely ebbe az alcsoportba tartozik, flagellák, és így flagellákat használnak a mozgáshoz.
A Phytomastogophoerea szintén ebbe az alcsoportba tartozik, és bizonyos esetekben flagellákat használ. A Phytomastogophoerea osztályba tartozik a Chrysomonadida rend, amely többek között olyan szervezeteket foglal magában, mint a Chrys amőba,synura és ochromonas.
** Ez csak néhány az osztályozásból. Kiterjedt, és sokkal több szervezetet tartalmaz.
Osztályozás a létezés módja alapján
A létező protozoonok közül körülbelül 21 000faj létezik, amelyek szabadon élőként fordulnak elő különböző élőhelyeken, míg további 11 000 faj élősködőmikrobaként fordul elő gerinces és gerinctelen gazdaszervezetekben egyaránt.
A szabadon élő fajok különböző élőhelyeken, különösen a talajban és a vízben találhatók. Az ilyen típusú protozoonok kevés hatással vannak az emberi egészségre, mivel túlélésük nem függ közvetlenül más szervezetektől. A szabadon élők némelyike azonban patológiát okozhat, ha emberi gazdaszervezetbe kerül.
Mások toxinok termelésével szintén hatással vannak az emberi egészségre.
Az alábbiak a szabadon élő amőbák közül néhány, amelyek emberi betegséget is okozhatnak:
- Naegleria fowleri – Ez a faj leginkább a nedves talajban található, és az egész világon megtalálható. Akut primer amebás agyhártyagyulladást okoz.
- Acanthamoeba – A talajban és a vízben található acanthamoeba krónikus granulomatózus amebicencephalitis, amebás keratitis, granulomatózus bőr-, valamint tüdőelváltozást okozhat.
- Balamuthia mandrillaris -Subakut vagy krónikus granulomatózus amebás agyvelőgyulladást, valamint granulomatózus bőr- és tüdőelváltozásokat okoz.
- Sappinia diploidea
Parazita protozoa
A parazita protozoa az a típus, amelynek túlélése a gazdatesttől függ. Mint ilyenek, a gazdaszervezetben élnek, és akár egészségügyi problémákat is okozhatnak.
A paraziták közül a következők:
Sarcodina ( pl. Entamoeba) – Az Entamoeba histolyticaaz emberi tápcsatornában élő amőba egyik típusa. Többnyire ártalmatlanok, és különböző baktériumokkal és részecskékkel táplálkoznak, amelyek jelen lehetnek a bélben.
Bár többnyire ártalmatlanok, ez a parazita behatolhat a bélfalba vagy a végbélbe, ahol fekélyeket és akár vérzést is okozhat fájdalom, hányás és hasmenés mellett, egyéb tünetek mellett.
Trypanoszómák – Ez egy flagellátum, amely a véráramban él. E parazita különböző fajai olyan betegségeket okoznak, mint:
- alvókór,
- leishmaniasis
- Chaga-kór
Mastigophora (pl. Giardia) – Ez egy flagellata, amely többnyire a gazdatest vékonybelében található. A giardiumok jellemzően a bélnyálkahártyára tapadnak, gyulladást, hasmenést, valamint hasi fájdalmat okozva egyéb tünetek mellett.
Sporozoa (pl. Plasmodium) – A plazmodium faj egy olyan parazita, amely az emberi véráramban él, A vörösvérsejtekbe kerülve a parazita azok citoplazmájával táplálkozik. Ahogy folytatjákszaporodásukat a sejtekben, ez a sejtek felszakadását okozza, ami viszont azt eredményezi, hogy sokkal több parazita kerül a keringési rendszerbe.
Életciklus
Parazita protozoonok
A parazita formák esetében az életciklus szakaszaivagy sejtközi, intracelluláris vagy az adott szervek lumenében zajlanak. A sokféleség miatt nem lehetséges egyetlen vagy egyetlen általános életciklus-sorozat leírása. Az alábbiakban ezért a protozoonok e csoportja által mutatott három leggyakoribb általános mintát tekintjük át.
Első minta
Ez a minta az Apicomplexa törzsben gyakori, és az aszexuális és az ivaros szaporodási szakaszok közötti váltakozást jelenti.
A folyamat az aszexuális szaporodás ciklusaival kezdődik, ahol a gazdaszervezet szöveteiben zajló (mitózissal és citokinézissel járó) szkizogónia ciklusai a populáció növekedését eredményezik.
Ezt a szakaszt követően a populáció egyes tagjai gametogóniát (szexuális folyamatot) kezdenek el végezni, hogy ivarsejteket hozzanak létre. Ezek a gameták ezután egyesülnek és ivartalanul osztódnak, hogy sporozoitákat hozzanak létre a sporogenitásnak nevezett folyamat révén.
Ezek a sporozoiták képesek egy új gazdaszervezetet megfertőzni, és a folyamat folytatódik. Itt érdemes megjegyezni, hogy az új gazdaszervezetbe való átmenet a cisztákon keresztül történik, amelyek stresszes körülmények között szívósak.A ciszták képesek túlélni a külső körülményeket (a testen kívül), és tartalmazzák a sporozoitákat.
Az új gazdaszervezetben a sporozoiták újrakezdik a szaporodási ciklust. Az e törzsbe tartozó fajok némelyikének (Apicomplexa) két gazdatestre van szüksége életciklusa befejezéséhez. Ez magában foglal egy gerinces gazdatestet, ahol a parazita skizogónia és gametogónia útján, valamint egy gerinctelen állatot, ahol az ivarsejtekunitája és a sporiogónia a szövetekben történik.
Vö. még Piroplasmida rend
Második minta
A második minta a legtöbb pestislakó között gyakori, és aszexuális szaporodással jár. Ezeknél a ciklus során számos morfológiai átalakulás történik. Mindegyikük azonban bináris osztódás útján szaporodik.
Az e csoportba tartozó fajok egy része gerinces gazdaszervezetben fejezi be ezt a ciklust, mivel egyik gazdaszervezetről a másikra cisztákon keresztül terjednek, amelyek jobban túlélik a nehéz körülményeket. Ezért, mint az Apicomplexa törzs esetében, néhány fajnak ebben a csoportban is két gazdatestre van szüksége életciklusa befejezéséhez.
Harmadik minta
Ez különösen gyakori az amőbák között, és aszexuális szaporodással jár. A többitől eltérően egyetlen gazdatestre van szükség a szaporodási ciklus befejezéséhez. Itt a gazdaszervezetben lévő trofozoiták a bél lumenében élnek, és bináris osztódás útján folytatják a szaporodást.
Itt bizonyos körülmények között a trofozoiták encisztára serkenthetők, mivel a cisztában magosztódáson mennek keresztül. Amint a cisztát egy másik gazdaszervezet lenyeli, a ciklus folytatódik.
A szabadon élő protozoonok életciklusa
Ez a csoport életciklusa nagyrészt a szervezet növekedését és méretnövekedését foglalja magában, amelyet aztán bináris osztódás (vagy az ivartalan szaporodás más formái) követ.
A szabadon élők esetében az ivaros szaporodás csak kedvezőtlen körülmények között (kedvezőtlen hőmérséklet vagy csökkent táplálékellátás stb.) következik be. Ezek a tényezők azonban gyakran fajonként eltérőek.
Az élettelen egysejtűek növekedési és osztódási ciklusa során a DNS-szintézis, a kromoszóma-replikáció, valamint a sejtek növekedésének szakasza zajlik.
A ciklus fázisai a következők:
- Első osztódási fázis
- A osztódási fázis vége és a DNS-szintézis kezdete
- DNS-szintézis
- A DNS-szintézis vége és a következő osztódás kezdete
Táplálkozás alapján történő osztályozás (Hogyan nyernek energiát)
A táplálkozás alapján három fő kategória van.
Ezek közé tartoznak:
- Fotó-autotrófok
- Fotó-heterotrófok
- Chemoheterotrófok
Autotrófok
Autotrófok, mint például a flagellák egy része, szén-dioxidból és vízből klorofill segítségével szintetizálnak szénhidrátokat. Itt a nap sugárzó energiáját használják fel.
A legtöbb fotoautotróf flagellata, beleértve az Euglenida, a Cryptomonadida, valamint a Volvocida tagjait is, hajlamos az autotrófiát heterotrófiával kombinálni. Emiatt gyakran nevezik őket acetát flagellátáknak.
Szénforrásuk közé tartoznak az acetátok, az egyszerű zsírsavak és az alkoholok. Míg világosban autotrófok, addig sötétben heterotrófokká válnak.
Heterotrófok
A szabadon élő egysejtűek többsége ebbe a kategóriába tartozik. Mint ilyenek, a táplálkozás széles skálájától függenek. Míg egyesek baktériumokkal táplálkoznak (mikrobivorok), mások algákkal, és növényevőknek nevezik őket. A húsevők mind a két trófával (növényevőkés mikrobivorok) táplálkoznak.
A szabadon élőket szintén két (morfológiai) csoportra osztják. Ezek közé tartoznak a szájjal/citosztómával rendelkezők ésazok, amelyeknek nincs szájuk vagy határozott bejutási pontjuk a táplálékhoz. Például,míg egyes flagelláknak és sok ciliátának (néhány apostomatida kivételével) van citosztómája, a Sarcodináknak nincs szájuk.
Chemoheterotrófok – Ebbe a csoportba tartoznakazok, amelyeknek energia- és szerves szénforrásra van szükségük.
Mikroszkópia
Amint korábban említettük, az egysejtűek nagyon sokfélék. Mint ilyenek, megkülönböztetjük őket egymástól eltérő szerkezeti jellemzőik, mozgásmódjuk, valamint a spóraképződésük alapján.
Fénymikroszkóp segítségével a protozoonok különböző típusait lehet megtekinteni.
Mintagyűjtés
A protozoonok szinte bármilyen élőhelyről beszerezhetők. Míg a szabadon élő fajok megtalálhatók a vízben, valamintkülönböző nedves élőhelyeken, addig a parazita fajok a legtöbb metazoában(fejlett állatok) megtalálhatók.
A diákok számára egyszerűbbnek bizonyulnak a szabadon élőprotozoák, amelyeket olyan élőhelyekről lehet szerezni, mint az iszap, a tavak és az átmeneti testek. Itt érdemes megjegyezni, hogy ezek nagyon törékenyek. Ezért óvatosan kell bánni velük.
Az is fontos, hogy óvatosak legyünk, mivel még a szabadon élő protozoonok is válhatnak parazitává.A protozoonokat tenyészteni is lehet, hogy számukat megfigyelés céljából növelni lehessen. A használt táptalajok közé tartozik többek között a hasított borsó (az Eglena esetében), a desztillált víz búzaszemekkel (a chilomonas esetében), valamint a széna (a peranema esetében).
Mikroszkópos megfigyelés
A mikroszkópos megfigyelés néhány követelménye:
- Mikroszkóp
- Mikroszkópos tárgylemezek
- Mikroszkópos kapcsok
- Desztillált víz (vagy csapvíz)
- Cseppentő
Nedves szerelési technika
A nedves szerelési technika az a technika, amelyegyszerűen egy vízcseppre helyezi a mintát/preparátumot és a mikroszkóp alatt szemléli.
Ha a minta tóból származik, akkor a következő eljárás alkalmazható:
- Óvatosan rázza fel a tartályt (hogy a protozoa eloszoljon a vízben)
- Cseppentő segítségével, Vegyen mintát a tóvízből a tartályból
- Tegyen egy cseppet a mintából egy mikroszkópos tárgylemez közepére, és fedje le fedőlemezzel (mindig győződjön meg arról, hogy a mikroszkópos tárgylemez és a fedőlemez tiszta, hogy elkerülje más mikroorganizmusok behurcolását)
- Tegye a tárgylemezt a mikroszkóp asztalára a megtekintéshez
Egyes esetekben festést lehet alkalmazni a kontraszt növelése és a tisztább kép elérése érdekében. Az itt használt festékek közül néhány:
- Bismarckbarna
- Briliáns kreszil-kék
- Bromtimol-kék
- Kárminpor
- Metilénkék
Tovább a sejtekről:
Eukarióták – Sejtek felépítése és különbségei
Prokarióták – Sejtek felépítése és különbségei
Diákok – Osztályozás és jellemzőik
Protisták. A Kingdon Protisták felfedezése a mikroszkópban
Gombák – Penészgombák a mikroszkóp alatt
Specifikusan a Vorticella megismerése, Rhizopoda
Mélyebben foglalkozzunk a parazitológiával is
Tekintsük át a csillók és a flagellák
Lássuk a csillósok mikroszkópos vizsgálatát
Lássuk az amőbákat a mikroszkóp alatt, különös tekintettel az acanthamoebákra
Több információ az egysejtű szervezetekről – A baktériumok tárgyalása, Protozoák, gombák, algák és archaea itt
A parazitákról a mikroszkóp alatt itt
Szintén nézze meg a Mikroorganizmusok, különösen a tóvízben.
Nézze meg a Mikroszkópos tárgylemezek előkészítése című részt.
És ha mikroszkópra van szüksége, akkor feltétlenül olvassa el a Sötétmezes mikroszkóp vásárlási útmutatót és a Fáziskontrasztos mikroszkóp vásárlási útmutatót.
Nézze meg a Protozoológiát, mint tudományterületet
Térjünk vissza a Sejtbiológia – alkotóelemek, ciklusok témakörhöz, Folyamatok és mikroszkópos technikák
Return from Protozoa to Best Microscope Information and Research
Ward’s Science (2005) Working with protozoa.
Johanna Laybourn-Parry (1984) A functionalbiology of free-living protozoa.
Gary N. Calkins (1906) The Protozoan Life Cycle.
J. P. Kreier és J. R. Baker (1987) Anatomy andphysiology of the protozoa.
R. W. Hegner (1926) Homologies and AnalogiesBetween Free-Living and Parasitic Protozoa.
Martinez AJ, Visvesvara GS (1997) Free-living,amphizoic and opportunisitic amebas. Brain Path. 7:583-598.
Mackean & Ian Mackean (2017)ParasiticProtozoa, an Introduction.
Links