Zoologia, corso A

PHYLUM PROTOZOA

I primi procarioti si diversificarono grandemente in un intervallo temporale enorme e i loro discendenti procariotici

appartengono ora a 2 gruppi, gli eubatteri e gli archeobatteri. Alcuni batteri, incapaci di far fronte ai livelli crescenti di

ossigeno atmosferico, potrebbero avere inglobato batteri aerobi, senza digerirli, che già possedevano gli enzimi necessari per

ricavare energia in presenza di ossigeno. Proprio questi antichi simbionti rappresenterebbero gli antenati degli attuali

mitocondri. Quasi tutti gli attuali eucarioti sono aerobi e posseggono mitocondri. 24

Alcune cellule eucariotiche ancestrali inglobano anche batteri fotosintetici, poi trasformatisi in cloroplasti, consentendo

così agli eucarioti di sintetizzare sostanze organiche per mezzo dell’energia delle radiazioni solari. Quando un procariote

viene inglobato e diventa un organulo eucariotico, si dice che tale organulo si sviluppa per endosimbiosi primaria.

Alcuni eucarioti, indipendentemente dall’avere o non avere differenziato cloroplasti, acquisirono caratteristiche simili a

quelle animali, dando origine a un certo numero di phyla oggi collettivamente noti come protozoi. I protozoi hanno, per

molti aspetti, caratteristiche proprie e agli animali: mancano di una parete cellulare, hanno almeno uno stadio mobile

durante il ciclo vitale e ingeriscono il cibo.

Un protozoo è un organismo completo in cui tutte le attività vitali sono svolte all’interno di una singola membrana plasmatica.

Tutti i phyla di protozoi rappresentano un unico piano, a livello strutturale del corpo, basato su una sola cellula. Per lungo

tempo i protozoi sono stati considerati un unico phylum, ma studi filogenetici hanno chiaramente dimostrato che essi non

formano un raggruppamento monofiletico. Oggi sono riconosciuti 7 phyla, i più importanti dei quali sono i flagellati e le amebe,

i ciliati e gli sporozoi.

CARATTERISTICHE: nonostante la diversità di forma, i protozoi mostrano un piano o grado corporeo di base formato da una

singola cellula eucariotica e ben dimostrano l'enorme potenziale adattativo di che tale grado. I protozoi si trovano ovunque

esista la vita. Sono dotati di una grande capacità adattativa e hanno colonizzato ogni tipo di ambiente marino e di acqua dolce.

Possono essere sessili o liberamente natanti e formano una larga frazione di plancton. I protozoi ricoprono un ruolo

fondamentale nell'economia della natura. Il loro strabiliante numero è testimoniato dagli enormi depositi formati dai gusci dei

foraminiferi sui fondali oceanici o nel terreno. Sono organismi completi e svolgono, nei limiti nella singola cellula, tutte le

funzioni fondamentali, quali alimentazione, riproduzione, movimento, percezione di stimoli.

NUCLEO: come tutti gli eucarioti, il nucleo è racchiuso da una membrana nucleare dotata di pori che permettono il

passaggio di molecole da e verso il citoplasma. Il materiale genetico è organizzato in cromosomi e spesso sono presenti

uno o più nucleoli. Forma, dimensioni e modalità di divisione del nucleo sono molto variabili nei diversi protozoi.

MITOCONDRI: sono organuli deputati alla sintesi di ATP attraverso la respirazione cellulare, processo che utilizza

l'ossigeno come accettore finale di elettroni. Essi contengono materiale genetico rappresentato da una molecola circolare

di DNA. Alcuni gruppi di protozoi a vita anaerobica non posseggono mitocondri e, al loro posto, hanno sviluppato altri

organuli, come i idrogenosomi, che producono idrogeno molecolare in assenza di ossigeno.

ORGANULI LOCOMOTORI: i protozoi si muovono essenzialmente per mezzo di ciglia, flagelli i pseudopodi. Non li

utilizzano solo per muoversi, ma anche per creare correnti d'acqua finalizzate ad altre funzioni, in particolar modo

nutrizione, riproduzione e osmoregolazione. Non esiste una reale distinzione tra ciglia e flagelli ma un ciglio muove l'acqua

parallelamente alla superficie in cui è inserito, come un remo in barca, mentre un flagello, muove parallelamente al proprio

asse principale come l'erica di un motore. Mentre flagelli sono in genere uno o pochi per cellula, le ciglia sono numerose e

disposti in maniera ordinata sulla superficie cellulare. Questo fatto impone una coordinazione del battito ciliare detta

metacronia. Ciascun flagello o ciglio contiene 9 paia dei microtubuli longitudinali, disposti in cerchio attorno a 2

microtubuli centrali. Questa disposizione 9+2 costituisce l'assonema di ciascun ciglio e flagello. L’assonema è a sua volta

ricoperto da una membrana continua con la membrana cellulare che ricopre il resto dell'organismo. Nel punto in cui

l'assonema si inserisce nella cellula, la coppia centrale dei microtubuli termina con una piccola piastra, all’interno del

cerchio costituito dalle altre 9 coppie periferiche. Sempre nello stesso punto, un altro microtubulo si unisce a ciascuna delle

9 coppie periferiche, in modo da formare una struttura di ovulare che si estende alla base del flagello fino all’interno della

cellula. Questa struttura di 9 triplette di microtubuli è nota come cinetosoma o corpuscolo basale. Il cinetosoma ha la

stessa identica struttura del centriolo, che organizza il fuso mitotico durante la divisione cellulare. Il movimento ciliare e

flagellare comporta uno scorrimento dei microtubuli sostenuto energicamente del rilascio dell'energia di legame del ATP.

NUTRIZIONE E DIGESTIONE: i protozoi possono essere divisi in:

• Autotrofi: sintetizzano i propri costituenti organici a partire da sostanze inorganiche.

• Eterotrofi: dipendono da molecole organiche sintetizzate da altri organismi. tra gli eterotrofi, vi sono:

- Fagotrofi e olozoici: che ingeriscono cibo particolato.

- Osmotrofi e saprozoici: che ingeriscono materiale organico in soluzione.

La nutrizione olozoica implica la fagocitosi. In questo processo, un’invaginazione della membrana cellulare circonda 25

completamente una particella di cibo e questa viene, infine, a trovarsi all’interno di una vescicola delimitata da una membrana,

Il fagosoma, che la separa fisicamente dal citoplasma. La digestione ha inizio quando i lisosomi, ricchi di enzimi digestivi, si

fondono con il fagosoma riversando il proprio contenuto. Man mano che i prodotti digeriti vengono assorbiti dal citoplasma

attraverso la membrana del fagosoma, questo diminuisce apprezzabilmente in dimensioni. Tutto il materiale non digerito

viene poi rilasciato all'esterno per esocitosi nel momento in cui il vacuolo si fonde nuovamente con la superficie della

membrana cellulare. La fagocitosi avviene in un'area specializzata della superficie cellulare, definita bocca cellulare.

ESCREZIONE E OSMOREGOLAZIONE: il bilancio idrico, od osmoregolazione, è mantenuto grazie all'azione dei vacuoli

contrattili. I vacuoli contrattili funzionano come una pompa per rimuovere l'eccesso di acqua dal citoplasma. Secondo

un'ipotesi piuttosto recente, pompe a protoni presenti sulla superficie del vacuolo oltre che sui tubi connessi, trasportano

attivamente ioni idrogeno e cotrasportano gli ioni bicarbonato al suo interno. In seguito all'accumularsi nel vacuolo di questi

ioni, entrambi osmoticamente attivi, la pressione osmotica richiama acqua all’interno del vacuolo stesso. Quando il vacuolo si

fonde con la membrana cellulare per riversare all'esterno il suo contenuto, oltre all' acqua vengono espulsi i ioni idrogeno e ioni

bicarbonato. Questi ioni sono poi rapidamente rimpiazzati dall’azione di un enzima citoplasmatico, l'anidrite carbonica, che

agisce su anidride carbonica e acqua.

RIPRODUZIONE: la riproduzione va intesa nei protozoi come il processo che determina la formazione di nuovi individui

mediante divisione cellulare ed è quindi solo di natura a sessuale. Ciò implica che gli individui derivati da ogni processo

riproduttivo sono tra loro geneticamente identici. Il tipo più comune di riproduzione è noto come scissione binaria.

Il solco di divisione cellulare può essere longitudinale o trasversale. Nel primo caso, tipico dei flagellati, il solco coincide con

l'asse longitudinale della cellula e i 2 prodotti della divisione appaiono l'uno come l'immagine speculare dell'altro. Nel

secondo caso, che si

verifica nei ciliati, il solco taglia trasversalmente la cellula producendo 2 individui che mostrano una corrispondenza punto a

punto delle loro strutture cellulari. Quando la divisione genera cellule diverse per dimensioni e morfologia, il processo è

usualmente chiamato gemmazione e si manifesta tipicamente nei ciliati sessili. Nella scissione multipla, il nucleo della cellula

genitrice si divide molte volte per mitosi e i prodotti di divisione si circondano ognuno di un proprio territorio citoplasmatico per

formare numerose cellule figlie che si liberano pressoché simultaneamente dalla cellula madre. Quando questo processo è

preceduto da l'unione di gemme di porta alla formazione di spore e si parla di sporogenesi. I tipi di divisione sono accompagnati

da mitosi.

CLASSIFICAZIONE: ci sono varie classificazioni possibili di protozoi. Noi abbiamo preso in considerazione quella che distingue i

phyla Sarcomastigophora e i Ciliophora (ciliati, che sono quindi un phylum a se stante). Tra i Sarcomastigophora si distinguono

i subphyla Sarcodina (amebe) e Mastigophora (flagelli).

phylum Sarcomastigophora

Il appartiene al regno protista e comprende molti organismi unicellulari o coloniali,

autotrofi o eterotrofi. È caratterizzato da flagelli, pseudopodi o entrambi. Prende il nome dalla combinazione di "Sarcodina"

(che è un termine più antico usato per ameboidi ) e "Mastigophora" (che è un termine più antico per flagellati ). Le

caratteristiche del sarcomastigofora sono:

- Nucleo è di un tipo tranne nelle fasi di alcuni foraminiferi.

- Organo locomotore o pseudopodia o flagello o entrambi.

- Riproduzione asessuata, ma sessualmente è essenzialmente per via della singamia.

- La formazione di spore è assente.

Questo phylum comprende, come abbiamo detto, due subphylum:

Mastigofora (o Flagellati):

1. hanno un caratteristico organo di movimento, il flagello; questo consiste in un filamento

sottile, più o meno lungo, che si muove ruotando sul punto di inserzione o ondulando, e così fa progredire l’animale.

Comprendono moltissime forme libere, abbondanti nella terra e nell’acqua, e forme parassite.

I flagellati si suddividono in fitoflagellati (provvisti di clorofilla) e zooflagellati (privi di clorofilla).

I fitoflagellati, come per esempio la Euglena, provvisti di clorofilla, sono perciò autotrofi come le piante. Molti flagellati

sono parassiti che vivono nel sangue degli animali. La caratteristica più interessante di questi protozoi è che vengono

ritenuti una forma di passaggio tra il regno animale e il regno vegetale. 26

Talora viventi in colonia, possiedono uno o più prolungamenti mobili, i flagelli, e si riproducono per divisione

longitudinale. Sono talora provvisti di clorofilla. Hanno corpo limitato o