Evoluzione e Classificazione - Protozoi

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 cigliati. 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.

La locomozione

Il movimento può avvenire mediante due meccanismi, il sistema actomiosinico, tipico delle amebe, che

utilizzano la formazione di pseudopodi su tutta la formazione cellulare, oppure mediante ciglia, (come

accade per la maggior parte dei protozoi), numerose e distribuite su tutta la superficie cellulare, o uno/due

flagelli, basati sul sistema assonemale.

Questi organismi sono in grado di cambiare direzione o di percepire ostacoli. Quest’ultima cosa grazie alla

membrana cellulare che in condizioni di riposo, come le altre membrane ha un potenziale che equivale a

- 70 millivolt. Nel momento in cui la cellula va a contatto con un ostacolo, si ha un'inversione di potenziale

che fa entrare ioni calcio all'interno del citoplasma portando la membrana a -30 millivolt. Si arresta così il

battito cigliare e in questo modo possono cambiare direzione

La riproduzione

Si riproducono sia in modo asessuato, utilizzato per colonizzare rapidamente un ambiente, se le condizioni

sono favorevoli, e in modo sessuato, utilizzato se l'ambiente non è ottimale, grazie alla capacità di

differenziarsi in gameti e fondere il loro materiale genetico, per aumentare la variabilità genetica e

consentire ai nuovi organismi di adattarsi ai cambiamenti. La riproduzione sessuale serve quindi solo per

scambiare il materiale genetico.

La riproduzione asessuata può avvenire per:

 Scissione binaria > può avvenire in senso trasversale (come nei ciliati) o longitudinale (come nei

flagellati). Nel corso di questo tipo di riproduzione da una cellula madre derivano due cellule figlie

identiche tra di loro.

 Scissione multipla> utilizzata spesso dai protozoi parassiti. Si forma una sorta di ciste nella cellula

madre con cui essa comincia a duplicare i nuclei. Poi pian piano ogni nucleo viene circondato da

membra e si formano tante cellule figlie, che quando la ciste si apre, vengono liberate

nell’ambiente esterno. Il concetto è sempre la divisione mitotica.

 Gemmazione> tipicamente usata da protozoi sessili mediante una sorta di peduncolo. Per riuscire

a colonizzare anche ambienti distanti, si da vita a cellule che inizialmente sono mobili e permettono

di colonizzare altri ambienti. La gemmazione esogena da una cellula madre porta per mitosi alla

formazione di una cellula figlia che poco dopo si stacca dal substrato e forma un nuovo peduncolo

con cui, più in là, formerà una nuova colonia. Nella gemmazione endogena invece la gemma si

forma all'interno del corpo materno.

La riproduzione sessuata serve alla ricombinazione genica, che avviene con la formazione di gameti. I

protozoi devono anch'essi andare incontro ad un processo di meiosi per ridurre il proprio patrimonio

genetico e formare 2 gameti, che possono essere identici tra di loro per dimensioni (si parla di isogamia),

oppure possono essere differenti per dimensioni, (cioè anisogamia), e in questo caso si differenzierà un

macrogamete e un microgamete. I gameti durante il ciclo vitale possono formarsi in momenti diversi. A

seconda di quando si formano durante il ciclo vitale, si dice che i protozoi possono avere una meiosi

gametica, con un ciclo diplonte, una meiosi zigotica, con un ciclo aplonte, oppure intermedia, con ciclo

aplo – diplonte.

Nel ciclo diplonte gli organismi hanno una meiosi gametica, hanno corredo 2n e normalmente si dividono

per riproduzione sessuata. Quando vogliono riprodursi in maniera sessuata, l'organismo 2n da origine a due

gameti, che poi si fondono, dando origine ad un nuovo individuo 2n zigote.

Nella meiosi zigotica gli individui sono aploidi. In certi momenti si differenziano in isogameti, che

fondendosi danno origine ad un individuo 2n, che poi va incontro a meiosi e ritorna ad essere un individuo

1n. La meiosi avviene quindi a livello zigotico.

Ci sono poi organismi che fanno una meiosi intermedia: normalmente sono aploidi e si riproducono per

mitosi dando individui n. Ad un certo punto però si differenziano in gameti che si fondono dando origine a

zigoti 2n che vivono per un certo periodo come diploidi. Poi ad un certo punto fanno meiosi e ridanno

individui n, fino a quando non ricominciano il ciclo.

Classificazione dei protozoi

Una volta i protozoi venivano classificati in 4 grosse classi: flagellati, ciliati, sarcodici, sporozoi (parassiti) , i

quali appartenevano tutti ad un unico phylum, che si differenziava solo in base alla morfologia. Gli zoologi

però nel tempo si sono accorti che i protozoi sembrano essere derivati da più precursori ,che in modo

indipendente hanno dato vita a diverse linee indipendenti. Quindi per esempio il gruppo dei flagellati è

stato suddiviso in 14 phyla.

Gruppo flagellati

14 phyla, di cui i principali sono:

 Euglenozoa

 Kinetoplastidi

 Coanoflagellati

 Dinoflagellati

Phylum euglenozoa

Corpo ovale di forma fissa dotati essenzialmente di due

flagelli,uno più corto e uno più lungo. La forma cosi definita è

dovuta al fatto che presentano una pellicola esterna rinforzata da

strutture proteiche che si trovano sotto la membrana cellulare e

che decorrono a spirale lungo l'asse della cellula. In un polo di

questa è presente una tasca dalla quale escono i flagelli (solo

quello lungo). Nel polo apicale è presente una cavità che serve ad

inglobare le prede per fagocitazione. Sono dotati di un unico

nucleo.

Il più comune è l'euglena viridis, che presenta una colorazione

verde perchè contiene cloroplasti. Questi organismi si dicono

quindi mixotrofi perché sono in grado di passare da un

metabolismo autotrofo ad eterotrofo e viceversa in base alle condizioni ambientali. La presenza della luce

viene percepita grazie ad una particolare struttura chiamata stigma,che presenta pigmenti sensibili alla

luce, e che va ad invertire la polarità della membrana cellulare muovendo la cellula in direzione della luce.

Se non c’è luce, diventa eterotrofo e si ciba per fagocitosi, che non può avvenire su tutto il corpo

cellulare,ma solo in corrispondenza della cavità apicale dove la membrana è fluida.

Phylum kinetoplastidi

Cosi chiamati perché presentano una struttura chiamata kinetoplasto, un organello

che si trova nell'unico grosso mitocondrio presente nella cellula, connesso anche con la

radice del flagello. Questa struttura contiene una molecola particolare di DNA,

chiamata K-DNA, che forma una catena di molecole circolari.

Troviamo organismi come il trypanosoma, trasmesso dalla mosca tse-tse, e la

leishmaniosi , trasmessa dalla zanzara). Sono entrambi parassiti che devono eludere il

sistema di difesa dell'ospite. Al di fuori della membrana cellulare c'è un grosso

glicocalice che è un insieme di proteine mucopolisaccaridiche che servono ad eludere

il sistema di difesa dell'ospite. Il trypanosoma ha un ciclo vitale che si svolge all'interno

della mosca e uno nell'uomo. Quando la mosca punte l'uomo, il parassita entra nel

corpo sanguigno, dove si duplica, poi viene risucchiato dalla mosca quando ripunge

l'individuo per poi trasmetterlo ad un altro organismo. La leishmaniosi può infestare

l'uomo ma anche i mammiferi domestici. Viene trasmessa da zanzare pappataci, che

infettano l'organismo pungendolo. in seguito si ha la solita suddivisione delle cellule

anche se il meccanismo è più complesso. Poi la zanzara li risucchia ancora per

trasmetterli in un altro organismo.

Phylum coanoflagellati

Organismi unicellulari particolari perché sono flagellati che vivono fissi al

substrato grazie alla presenza di un peduncolo. Hanno un corpo a forma ovale

con una specie di collaretto di microvilli ad un polo, che circonda l’unico flagello.

Sono essenzialmente dei filtratori, muovono l'ambiente circostante per

intrappolare le particelle alimentari presenti nell'aria all'interno del collaretto di

microvilli i quali spingono le particelle alla base del collaretto dove è presente il

citostoma che poi fa fagocitosi. Hanno una forma identica a cellule presenti nelle

spugne. Si pensa che i coanoflagellati siano stati i primi a dare vita ad una forma

di pluricellularità, che comprende appunto le spugne, e i metazoi, organismi

pluricellulari con mesoderma.

Alcuni vivono in forme coloniali, e tra le più interessanti ci sono i volvox,

interessante perché si pensa che da loro si siano originate le prime cellule

pluricellulari, perché presentano fasi della colonia che ricordano molto la fase di

gastrulazione dell'embrione. Sono flagellati che vivono in colonie le cui cellule

sono dotate di due flagelli e sono connesse tra di loro mediante ponti

citoplasmatici a formare una sfera. In alcuni sono presenti delle macchie oculari,

simili agli stigma. All'interno della stessa colonia, alcune cellule sono specializzate

solo nella riproduzione asessuata, e sono quelle che daranno vita a una nuova

colonia. Alcune di queste coloniette che nascono presentano nello strato esterno

cellule che sono in grado di differenziarsi in gameti femminili e maschili che

possono fecondarsi o all'interno della colonia stessa o rilasciati per dare origine

ad una nuova colonia. Si tratta quindi di una riproduzione sessuata.

Phylum dinoflagellati

Presentano delle forme variabili, possono essere ovali o stellati. Dotati di due flagelli uno più lungo che

attraversa longitudinalmente il corpo della cellula (flagello longitudinale), e uno più corpo che la

attraversa in modo equatoriale (flagello equatoriale). Questo dona all'organismo un movimento a spirale.

Sono in grado di fare fotosintesi,