Inleiding
In wezen zijn protozoa eencellige eukaryoten. Dit betekent dat het eencellige organismen zijn met een kern en een aantal andere belangrijke organellen in het cytoplasma, omsloten door een membraan.
Zij bestaan als vrijlevende organismen of als parasieten. Dit maakt dit phylum tot een diverse groep eencelligen, variërend in vorm en grootte.
Voorbeelden zijn:
- Giardia
- Trypanosoma
- Trichonympha
- Plasmodium
- Paramecium
Anatomie (Lichaamsstructuur)
Gezien het feit dat het eukaryoten zijn, zijn protozoën grotere cellen met een diameter tussen 10 en 100 micrometer (vergeleken met prokaryoten) met een complexere structuur. Dit betekent dat zij een celmembraan hebben dat de organellen begrenst, een DNA dat ook door een membraan wordt begrensd, nucleoli,ribosoom, Golgi-apparaat en meerdere lineaire chromosomen met onder meer histonen.
Het is vermeldenswaard dat de in deze cellen aanwezige organellen van het ene type tot het andere zullen verschillen.
Er zijn ook een aantal organellen die uitsluitend bij protozoën voorkomen, waaronder:
- De trichocysten vanParamecium
- Zekere skeletstructuren
- Contractiele vacuolen
In vergelijking met andere ciliaten is de kern van protozoa vesiculair. Als zodanig is het chromatisch verstrooid, waardoor een kern ontstaat die er diffuus uitziet. Ook dit verschilt echter van soort tot soort. In het Phylum Apicomplexa bijvoorbeeld heeft de vesiculaire kern een of meer nucleoli met DNA, terwijl in het endoson van trypanosomen DNA ontbreekt.
Protozoa hebben ook voortbewegingsstructuren zoals aspseudopodia, flagella en cilia, die worden gebruikt voor de beweging. Deze structuren zijn ook omgeven door het plasmamembraan.
Zo ook is de pellikel (buitenste oppervlak van sommige zoals de Giardia) stijf genoeg om een kenmerkende vorm te ondersteunen en te behouden, terwijl het tegelijkertijd verdraaien en buigen tijdens het bewegen mogelijk maakt.
Indeling van het phylum Protozoa
Omwille van hun verscheidenheid leveren protozoa verschillende problemen op bij de classificatie. Ze worden gerekend tot het subrijk protista met meer dan 50.000 soorten die worden beschreven als vrijlevend (dit zijn de soorten die niet direct afhankelijk zijn van anderen om te overleven).
Vrijlevende protozoën zijn te vinden in vrijwel elke mogelijke habitat. Op basis van zowel licht- als elektronenmicroscopische morfologie zijn zij ingedeeld in zes grote phyla, waarbij het merendeel van de ziekteveroorzakende protozoa onder de phyla Sacromastigophora en Apicomplexa valt.
Hieronder volgen enkele subphyla en klassen binnen deze subphyla op basis van voortbewegingsstructuren:
Plasmodroma – De voortbewegingsstructuren van dit subphylumm kunnen bestaan uit flagellen, pseudopodia of helemaal geen. Klassen die onder deze subgroep vallen zijn: Mastigophora (gebruiken een of meer flagellen voor de voortbeweging), Sarcodina (gebruiken pseudopodia voor de voortbeweging en voor het vangen van voedsel) en Sporozo die geen voortbewegingsstructuren hebben.
Ciliophora – Deze behoren tot de subgroep Ciliophora en gebruiken cilia of zuigtentakels in sommige stadia of gedurende hun hele levenscyclus. Ciliata (die altijd cilia gebruiken) en Suctoria (die cilia gebruiken als ze jong zijn en tentakels als ze volwassen zijn) zijn enkele van de klassen die onder dit sub-fylum vallen.
Sarcomastigopohora – De voortbewegingsstructuren die in dit sub-fylum worden gebruikt, omvatten pseudopodia of flagellen. Ook hier zijn de kernen van één soort (monomorf). De superklasse Mastigophora, die onder deze subfyla valt, zijn flagellaten en gebruiken dus flagella voor hun voortbeweging.
De Phytomastogophoerea vallen ook onder deze subfyla en gebruiken in sommige gevallen flagella. Onder de klasse Phytomastogophoereais de orde Chrysomonadida, waartoe organismen als Chrys amoeba, synura en ochromonas behoren.
** Dit zijn slechts enkele in de classificatie.
Indeling op basis van de bestaanswijze
Van de bestaande protozoën zijn er ongeveer 21.000 soorten die als vrijlevende in een verscheidenheid van habitats voorkomen, terwijl nog eens 11.000 soorten als parasitaire microben in zowel gewervelde als ongewervelde gastheren voorkomen.
De vrijlevende soorten komen voor in diverse habitats en met name in bodem en water. Deze soorten protozoën hebben weinig invloed op de gezondheid van de mens, aangezien zij voor hun voortbestaan niet rechtstreeks afhankelijk zijn van andere organismen. Sommige van de vrijlevende soorten kunnen echter pathologie veroorzaken wanneer zij in een menselijke gastheer terechtkomen.
Anderen tasten ook de menselijke gezondheid aan door de productie van toxinen.
Van de vrijlevende amoeben die ook bij de mens ziekte kunnen veroorzaken, zijn er enkele:
- Naegleria fowleri – Deze soort wordt meestal aangetroffen in vochtige grond en komt overal ter wereld voor. Het veroorzaakt acute primaire amebische meningoencefalitis.
- Acanthamoeba – Gevonden in de bodem en het water, kan acanthamoeba chronische granulomateuze amebicencefalitis, amebische keratitis, granulomateuze huid evenals longletsels veroorzaken.
- Balamuthia mandrillaris – Veroorzaakt sub-acute tot chronische granulomateuze amebische encefalitis alsook granulomateuze huid- en longletsels.
- Sappinia diploidea
Parasitaire Protozoa
Parasitaire protozoa zijn van het type dat afhankelijk is van de gastheer om te overleven. Als zodanig leven ze in de gastheer en veroorzaken zelfs gezondheidsproblemen.
De volgende zijn enkele van de parasitaire:
Sarcodina (b.v. Entamoeba) – Entamoeba histolytica is een soort amoebe die in het spijsverteringskanaal van de mens leeft. Voor het grootste deel zijn ze onschadelijk en voeden zich met verschillende bacteriën en deeltjes die in de darm aanwezig kunnen zijn.
Hoewel ze meestal onschadelijk zijn, kan deze parasiet de darmwand of het rectum binnendringen waar ze zweren en zelfs bloedingen veroorzaken samen met pijn, braken en diarree naast andere symptomen.
Trypanosomen – Dit is een flagellate die in de bloedstroom leeft. Verschillende soorten van deze parasiet veroorzaken ziekten als:
- slaapziekte,
- leishmaniasis
- Chaga’s disease
Mastigophora (b.v. Giardia) – Dit is een flagellaat die meestal in de dunne darm van de gastheer wordt aangetroffen. De giardia hecht zich meestal aan het darmslijmvlies en veroorzaakt ontstekingen, diarree en buikpijn, naast andere symptomen.
Sporozoa (b.v. Plasmodium) – De Plasmodium-soort is een parasiet die in de bloedstroom van de mens leeft, en zich in de rode bloedcellen voedt met het cytoplasma ervan. Wanneer de parasiet zich in de cellen blijft vermenigvuldigen, barst de cel, waardoor er veel meer parasieten in de bloedsomloop terechtkomen.
Levenscyclus
Parasitaire Protozoa
Voor de parasitaire vormen kunnen de levenscyclusstadia intercellulair, intracellulair of in het lumen van bepaalde organen plaatsvinden. Wegens de verscheidenheid is het niet mogelijk één enkele of één gangbare levenscyclussequentie te beschrijven. Daarom zullen wij hier drie van de meest voorkomende algemene patronen van deze groep protozoën bekijken.
Eerste patroon
Dit patroon komt veel voor in het phylum Apicomplex en omvat een wisseling tussen aseksuele en seksuele voortplantingsstadia.
Het proces begint met de cycli van ongeslachtelijke voortplanting waarbij de cycli van schizogonie (met mitose en cytokinese) in de weefsels van de gastheer resulteren in een toename van de populatie.
Volgend op dit stadium, begint een deel van de populatie gametogonie (een seksueel proces) te ondergaan om gameten te produceren. Deze gameten verenigen zich vervolgens en delen zich ongeslachtelijk om sporozoieten te produceren via een proces dat sporogenie wordt genoemd.
Het zijn deze sporozoieten die vervolgens in staat zijn een nieuwe gastheer te infecteren en het proces gaat verder. Hierbij moet worden opgemerkt dat de overgang naar een nieuwe gastheer geschiedt via cysten, die onder stressvolle omstandigheden taai zijn.De cysten kunnen externe omstandigheden (buiten het lichaam) overleven en bevatten de sporozoieten.
Eenmaal in een nieuwe gastheer, beginnen de sporozoieten de voortplantingscyclus opnieuw. Sommige soorten in dit phylum (Apicomplexa) hebben twee gastheren nodig om hun levenscyclus te voltooien. Dit omvat een gewervelde gastheer waar de parasiet zich via schizogonie en gametogonie voortplant, en een ongewervelde gastheer waar de gameten zich in de weefsels verspreiden en sporiorogonie plaatsvindt.
Zie ook Orde Piroplasmida
Tweede patroon
Het tweede patroon komt bij de meeste flagellaten voor en omvat aseksuele voortplanting. Bij deze vindt tijdens de cyclus een aantal morfologische transformaties plaats. Zij reproduceren zich echter allemaal door binaire deling.
Sommige soorten van deze groep zullen deze cyclus in een gewervelde gastheer voltooien, omdat zij van de ene gastheer op de andere overgaan via cysten, die de moeilijke omstandigheden beter kunnen overleven. Daarom hebben sommige soorten in deze groep, net als de Apicomplexa, twee gastheren nodig om hun levenscyclus te voltooien.
Derde patroon
Dit patroon komt vooral voor bij amoeben en impliceert ongeslachtelijke voortplanting. In tegenstelling tot de andere is er één gastheer nodig om de voortplantingscyclus te voltooien. Hier leven de trofozoieten in de gastheer in het lumen van de darm en blijven zich vermenigvuldigen door binaire splijting.
Hier kunnen de trofozoieten onder bepaalde omstandigheden worden gestimuleerd tot encysten, terwijl zij in de cyste een celdeling ondergaan. Zodra de cyste door een andere gastheer wordt opgenomen, wordt de cyclus voortgezet.
Levenscyclus van vrijlevende protozoën
Voor deze groep omvat de levenscyclus grotendeels de groei en de toename in grootte van het organisme, die dan wordt gevolgd door binaire deling (of andere vormen van ongeslachtelijke voortplanting).
Bij de vrijlevenden vindt de geslachtelijke voortplanting alleen plaats onder ongunstige omstandigheden (ongunstige temperatuur, of verminderde voedselvoorziening enz.). Deze factoren verschillen echter vaak van soort tot soort.
Tijdens de groei- en delingscyclus van de vrijlevende protozoën is er een fase van DNA-synthese, chromosoomreplicatie en de groei van de cellen.
De fasen van de cyclus omvatten:
- Eerste delingsfase
- Einde van de delingsfase en begin van de DNA-synthese
- DNA-synthese
- Einde van de DNA-synthese en begin van de volgende deling
Indeling op basis van voeding (hoe ze aan energie komen)
Er zijn drie hoofdcategorieën op basis van voeding.
Deze omvatten:
- Foto-autotrofen
- Foto-heterotrofen
- Chemoheterotrofen
Autotrofen
Autotrofen zoals sommige flagellatensynthetiseren koolhydraten uit koolstofdioxide en water met behulp van chlorofyl. Hier wordt stralingsenergie van de zon gebruikt.
De meeste foto-autotrofe flagellaten, waaronder leden van de Euglenida, Cryptomonadida en Volvocida, hebben ook de neiging autotrofie te combineren met heterotrofie. Om deze reden worden zij vaak omschreven als acetaat-flagellaten.
Sommige van hun bronnen van koolstof zijn acetaten, eenvoudige vetzuren en alcoholen. Terwijl zij in het licht autotroof zijn, schakelen deze flagellaten in het donker over op heterotrofen.
Heterotrofen
Het merendeel van de vrijlevende protozoën valt onder deze categorie. Als zodanig zijn ze afhankelijk van een breed scala aan voedingsmiddelen. Terwijl sommige zich voeden met bacteriën (microbivoren) voeden andere zich met algen en worden beschreven als planteneters. De carnivoren voeden zich met beide trofieken (herbivoren en microbivoren).
De vrijlevenden worden ook verdeeld in twee groepen (morfologisch). Deze omvatten die met een mond/cytostome en die welke een mond of een duidelijk punt van ingang voor voedsel ontberen. Terwijl bijvoorbeeld sommige flagellaten en veel ciliaten (met uitzondering van sommige apostomatida) een cytostome hebben, hebben de Sarcodina geen mond.
Chemoheterotroof – Tot deze groep behoren diegenen die energie en organische koolstofbronnen nodig hebben.
Microscopie
Zoals eerder gezegd, zijn protozoën zeer verscheiden. Ze onderscheiden zich van elkaar door hun verschillende structurele kenmerken, hun voortbeweging en de vorming van sporen.
Met behulp van een lichtmicroscoop kunnen verschillende soorten protozoën worden bekeken.
Staalafname
Protozoën kunnen uit vrijwel elke habitat worden verkregen. Terwijl de vrijlevende soorten zowel in water als in verschillende vochtige biotopen te vinden zijn, kunnen de parasitaire soorten in de meeste metazoösen (ontwikkelde dieren) worden aangetroffen.
Voor studenten is het gemakkelijker gebruik te maken van de vrijlevende protozoën, die kunnen worden verkregen uit biotopen als modder, vijvers en doorstroomde lichamen. Hierbij moet worden opgemerkt dat deze zeer kwetsbaar zijn. Daarom moet er voorzichtig mee worden omgegaan.
Het is ook belangrijk voorzichtig te zijn, aangezien zelfs vrijlevende protozoën parasitair kunnen worden.Protozoën kunnen ook worden gekweekt om hun aantal voor observatie te vergroten. Als medium worden onder meer spliterwten (voor Eglena), gedestilleerd water met tarwekorrels (voor chilomonas) en hooi (voor peranema) gebruikt.
Microscopische waarneming
Een aantal vereisten voor microscopie zijn:
- Een microscoop
- Microscoopglaasjes
- Microscoopklemmen
- Gedestilleerd water (of kraanwater)
- Druppelaar
Netmontagetechniek
Netmontagetechniek is de techniek waarbij het monster/specimen op een druppel water wordt gebracht en onder de microscoop wordt bekeken.
Als het monster uit een vijver is verkregen, kan het volgende proces worden toegepast:
- Schud de container voorzichtig (om de protozoa in het water te verdelen)
- Met behulp van een druppelaar, een monster van het vijverwater uit de container
- Een druppel van het monster in het midden van een objectglaasje plaatsen en afdekken met een dekglaasje (zorg er altijd voor dat het objectglaasje en het dekglaasje schoon zijn om te voorkomen dat andere micro-organismen worden binnengebracht)
- Het objectglaasje op de microscooptafel plaatsen om het te bekijken
In sommige gevallen kan een kleuring worden gebruikt om het contrast te vergroten en een duidelijker beeld te krijgen. Enkele van de hier gebruikte kleurstoffen zijn:
- Bismarck Brown
- Brilliant Cresyl Blue
- Bromothymol Blue
- Carmine Poeder
- Methylene Blue
Meer over Cellen:
Eukaryoten – Celstructuur en -verschillen
Prokaryoten – Celstructuur en -verschillen
Diatomeeën – Indeling en Kenmerken
Protisten – Het ontdekken van de Kingdon Protista in Microscopie
Fungi – Schimmels onder de Microscoop
Specifiek leren over Vorticella, Rhizopoda
Bekijk ook Parasitologie
Bekijk Cilia en Flagella
Bekijk Ciliaten Microscopie
Bekijk Amoeben onder de Microscoop specifiek Acanthamoeba
Meer informatie over Eencellige Organismen – Bespreking van Bacteriën, Protozoa, Fungi, Algen en Archaea hier
Lees over Parasieten onder de Microscoop hier
Zie ook Microrganismen, speciaal in Vijverwater.
Bekijk ook eens Prepareren van objectglaasjes.
En als u een microscoop nodig heeft, lees dan zeker onze Koopgids Donkerveldmicroscoop en de Koopgids Fasecontrastmicroscoop.
Kijk naar Protozoölogie als studiegebied
Terug naar Celbiologie – Componenten, Cycli, Processen en Microscopietechnieken
Terug van Protozoa naar Beste Microscoop Informatie en Onderzoek
Ward’s Science (2005) Werken met protozoa.
Johanna Laybourn-Parry (1984) A functionalbiology of free-living protozoa.
Gary N. Calkins (1906) The Protozoan Life Cycle.
J. P. Kreier en 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