Evoluzione e Classificazione - Protozoi

I protozoi

Di base, una volta i protozoi venivano messi in un unico phylum e poi suddivisi in base alla loro morfologia, come i flagellati, i ciliati e gli amebini. Oggi, però, la loro classificazione è diventata molto più complessa.

Cosa sono i protozoi?

Sono organismi unicellulari scoperti per la prima volta nel 1674, e il loro nome è stato formulato nel 1800 da George August. Sono cellule eucariote che possono essere sia eterotrofi che autotrofi. Sono estremamente diversi tra di loro e molto distanti dal punto di vista evolutivo. Benché siano costituiti da un’unica cellula, sono estremamente complessi, poiché la cellula deve fare tutto quello che fa un organismo complesso. Popolano tutti gli ambienti, che siano però umidi, e possono condurre vita libera, coloniale oppure alcuni di essi sono parassiti estremamente dannosi, come la malaria.

Caratteristiche generali

Cellule eucariote quindi estremamente complesse, molto più complesse di una cellula somatica. Dimensioni estremamente variabili: da un micron fino a 3 millimetri (anche se sono stati trovati fossili di alcuni protozoi di 15 cm). Alcuni di questi protozoi sono dotati di gusci, i quali anticamente riuscivano a raggiungere tali dimensioni. Alcuni presentano simmetria sferica, come i foraminiferi, altri presentano simmetria bilaterale.

La locomozione può avvenire mediante flagelli, oppure attraverso l'emissione di pseudopodi, basati su un sistema actomiosinico. L'alimentazione può avvenire per fagocitosi, per pinocitosi oppure per diffusione. Fagocitosi significa inserimento mediante invaginamento della membrana plasmatica di sostanze solide. Pinocitosi quando si fanno passare piccole gocce, diffusione quando il passaggio avviene secondo gradiente della membrana. Gli scambi gassosi avvengono attraverso la superficie cellulare, così come l'eliminazione dei cataboliti azotati.

Il sistema di membrane

Alcuni possono presentare rivestimenti esterni oppure membrane molto rinforzate. Altri invece, come le amebe, hanno una membrana estremamente plastica e deformabile, mentre altri ancora hanno strutture ben articolate e rigide. La membrana cellulare dei protozoi inoltre è lipoproteica, stratificata e semipermeabile, è coinvolta nell'assunzione delle sostanze nutritive e consente anche gli scambi con l'ambiente, come gas o cataboliti azotati. È coinvolta anche nella regolazione di numerose attività fisiologiche e può indurre la cellula a cambiare direzione o fermarsi. Si tratta quindi di una struttura molto importante, che entra in gioco anche nella regolazione della forma. Le amebe hanno infatti una forma estremamente irregolare, come le amebe, perché hanno una membrana plastica, altre invece sono più rigide, per la presenza di strutture proteiche che consentono una forma costante.

Un'altra caratteristica importante è la presenza del glicocalice, una struttura esterna costituita da proteine polisaccaridi che costituiscono una barriera chimico-fisica, che impedisce alle cellule del sistema immunitario di un ospite di attaccare l’organismo. Barriera importante anche perché aiuta l'organismo a difendersi dall'essiccamento nel qual caso si disidrati. Le membrane quindi sono importanti perché proteggono la cellula, ma spesso questi organismi sono dotati anche di strutture di rinforzo chiamate pellicole che si trovano o sopra o sotto la membrana e che entrano in gioco a dare una forma ben definita al corpo cellulare. Esse sono costituite esternamente da membrana plasmatica (poiché si trovano al di sotto di essa), e internamente (al di sotto) da varie ripiegature costituite da membrana derivante dal RE, che ha la funzione di ispessire tale struttura. In più, al di sotto ci possono essere dei microtubuli che partecipano anch’essi a dare consistenza alla cellula. Non tutti però hanno questa membrana rigida, come abbiamo detto nel caso delle amebe.

Alcuni di questi protozoi sono poi in grado di incistarsi, cioè fare delle “forme di resistenza”, una parete costituita da chitina, prodotta quando l'organismo si trova in difficoltà. Questo meccanismo rimane metabolicamente inattivo e può rimanere così per tantissimo tempo finché le condizioni non tornano ottimali.

Il citoplasma

È molto simile a quello di cellule eucariote di organismi pluricellulari: riconosciamo il RE, il Golgi, i mitocondri ecc. In alcuni organismi, il citoplasma si trova suddiviso in una porzione più esterna chiamata ectoplasma, e una più interna chiamata endoplasma. La differenza è dovuta all'interazione di actina e miosina. (Ne abbiamo già parlato per quanto riguarda la locomozione, il movimento ameboide). Alcuni organismi presentano poi delle strutture chiamate estrusomi, che sono vescicole che si trovano a livello della membrana cellulare, contenenti sostanze tossiche o del muco, che vengono espulse come una forma di difesa. Alcuni protozoi buttano fuori gli estrusomi per bloccare la preda e mangiarsela. Il muco inoltre serve anche a proteggere l'organismo in momenti, per esempio, di essiccamento.

L'alimentazione

Questi organismi si cibano o per diffusione, o per pinocitosi, o fagocitosi. Quest'ultima indica che l'organismo fa un'invaginazione della membrana cellulare e introduce che la particella alimentare si trova racchiusa in una cellula delimitata da membrana chiamata vacuolo digestivo. Ad esso si fondono degli organelli detti lisosomi che contengono enzimi digestivi e che servono appunto a digerire la sostanza. Poi mediante un processo detto ciclolisi, i vacuoli vengono distribuiti in maniera uniforme e a poco a poco si staccano in vari pezzi di membrana contenente la sostanza digerita. Il vacuolo continua a ridursi fino a quando contiene solo sostanza inutile per la cellula, che viene buttata fuori attraverso esocitosi.

L'ameba può fare fagocitosi in tutti i punti della membrana, mentre in altri le sostanze possono entrare solo in punti che fanno da bocca, ed uscire punti che fanno da ano, a causa della struttura pellicolare della membrana. Il paramecio, ad esempio, presenta una forma a suola dovuta al fatto che il suo corpo cellulare è ben definito grazie alla membrana pellicolare. Esso presenta una cavità boccale chiamata citostoma, da cui la cellula può fagocitare. All'interno si formano i soliti vacuoli e il rimanente viene buttato fuori attraverso l'ano, chiamato anche citopigio. La maggior parte dei protozoi sono eterotrofi, ma alcuni sono autotrofi, cioè presentano cloroplasti che gli permettono di fare fotosintesi. L'escrezione avviene mediante diffusione, mentre l'osmoregolazione viene fatta attraverso vacuoli contrattili, che si trovano soprattutto nei ciliati. Sono degli organelli non costituiti da cellule, all'interno del citoplasma, a forma di ampolla, delimitata da membrana da cui partono una sorta di canali delimitati anch’essi da membrana, questa volta del RE. Si distribuiscono per tutto il corpo cellulare e raccolgono acqua, che portano all'ampolla che si gonfia. Essa è circondata da microtubuli che quando l'ampolla è piena, la strizzano e permettono al liquido di fuoriuscire tramite un canale collegato direttamente con l'esterno. Questo movimento è continuo e determina perciò un’elevatissima spesa energetica.