Zaliczane do królestwa Protista, obejmują ok. 25 000 gatunków. Istniały już prawdopodobnie w erze archaicznej. Zasiedlają cały świat a ich środowiskiem życia jest woda. Są organizmami jednokomórkowymi (komórka eukariotyczna), funkcjonalnie bardzo złożonymi. Posiadają organelle przystosowane do pełnienia wszystkich czynności życiowych. Komórka pierwotniaka jest otoczona cytoplazmatyczną błoną komórkową, która u niektórych gatunków jest usztywniona. Podstawą klasyfikacji pierwotniaków są zróżnicowane organella ruchu.
Czynności życiowe pierwotniaków.
Odżywianie
Odżywianie - to zdobywanie związków organicznych potrzebnych do budowy i funkcjonowania komórki.
Nieliczne pierwotniaki są autotroficzne - produkują pokarm w procesie fotosyntezy, w ich komórkach obecne są barwniki fotosyntetyczne. Dominują pierwotniaki heterotroficzne: drapieżniki, pasożyty, roztocza. Pobieranie pokarmu odbywa się na drodze:
Fagocytozy - umożliwiającej pobieranie dużych cząstek lub całych organizmów nierozpuszczalnych w wodzie. Pierwotniak rozpoznaje pokarm i zbliża się do niego tworząc wpuklenie, do którego dostaje się pokarm i zostaje otoczony fałdem błony komórkowej i cytoplazmą. Powstaje wodniczka pokarmowa, do której dostają się lizosomy, które rozpoczynają trawienie. Nie ma ubytku błony komórkowej.
Pinocytozy - pozwalającej pobrać mniejsze cząstki pokarmowe rozpuszczone w wodzie. Jeśli cząstki pokarmowe są w pobliżu błony pierwotniaka, powstaje kanalik pinocytarny, na końcu którego tworzy się wodniczka pokarmowa, do której dostają się lizosomy. Trawieniu ulega cała wodniczka. Następuje ubytek błony plazmatycznej.
Wchłaniania - polegającego na przechodzeniu substancji pokarmowych, będących w wodzie, przez błonę; transport może być bierny (zgodnie z gradientem stężeń) lub aktywny z nakładem energetycznym.
U niektórych pierwotniaków występuje charakterystyczne miejsce związane z pobieraniem pokarmu. Jest to cytostom - miejsce pobierania pokarmu oraz cytopyge - miejsce wydalania niestrawionych resztek pokarmowych.
Oddychanie
Pierwotniaki mają olbrzymią powierzchnię względną. Wymiana gazowa odbywa się całą powierzchnią komórki. Energia wytwarzana jest w tlenowym oddychaniu wewnątrzkomórkowym. Tylko u pasożytów jest oddychanie beztlenowe.
Wydalanie i osmoregulacja
Pierwotniaki wydalają produkty przemiany materii (moczniki, kwas moczowy) przez błonę komórkową i wodniczkę. Wodniczki (w liczbie 1-30) pozwalają regulować ciśnienie osmotyczne poprzez usuwanie nadmiaru wody. Brak wodniczek stwierdzono u pierwotniaków morskich i pasożytów.
Reakcja na bodźce
Błona komórkowa pierwotniaków jest spolaryzowana (na zewnątrz jest dodatnia, wewnątrz ujemna). Bodziec powoduje depolaryzację błony, co wywołuje określoną reakcję pierwotniaka, nazywaną taksją.
Ruch
Pierwotniakom umożliwiają poruszanie się:
Pseudopodia - nibynóżki - występujące w komórkach o nieusztywnionej błonie komórkowej
Undulipodia - wici - występujące pojedynczo, powodujące ruchy okrężne; - rzęski - występujące w liczbie większej, ich praca jest skoordynowana dzięki połączeniom włókienkami (neurofibrylami) falujące błonki.
Rozmnażanie
Pierwotniaki rozmnażają się bezpłciowo, przez podział mitotyczny komórki, dzielącej się poprzecznie lub podłużnie. Występuje u pierwotniaków rozmnażanie płciowe, którego przebieg zależy od formy troficznej rozmnażającego się pierwotniaka.
Jeżeli forma troficzna jest haploidalna, wówczas każdy osobnik jest gametą. W procesie płciowym łączą się dwa haploidalne osobniki, tworząc jednego osobnika zygotycznego, u którego wystąpi mejoza postgamiczna (pozapłodnieniowa), wytwarzająca osobniki haploidalne.
Jeżeli forma troficzna jest diploidalna, wówczas musi przejść mejozę pregamiczną (przedzapłodnieniową), tworząc haploidalne gamety, które łączą się, dając zygotycznego osobnika.
Przegląd pierwotniaków
Wiciowce (Mastigota)
Największy typ obejmujący przeszło połowę wszystkich żyjących gatunków pierwotniaków. Ciało ma kształt kulisty lub wydłużony, jedno jądro położone centralnie i na przednim końcu jedna lub dwie wici. Błona otaczająca komórkę jest stosunkowo sztywna.
Przedstawicielem jest np.
1. Euglena zielona - klejnotka występuje we wszystkich wodach, wielkość ok. 100 mikrometrów może być auto- i heterotroficzna porusza się przy pomocy wici komórka zaopatrzona w fotoreceptor i chloroplasty wykazuje fototaksje wytwarza paramylon (wielocukier), leukozynę (tłuszcz)
2. Świdrowce
Świdrowiec gambijski jest pasożytem, żyje we krwi ludzi, zwierząt kręgowych. Ciało ma wydłużone, spłaszczone (wielkość 30 mikronów), brak wodniczek. Pasożyt wywołuje śpiączkę, przenoszony jest przez muchę tse-tse, z krwią wędruje do mózgu (żywicielem pośrednim jest mucha, ostatecznym człowiek).
3. Rzęsistek pochwowy.
Występuje w drogach moczowo-płciowych u człowieka, wywołując świąd, pieczenie, bóle, upławy.
4. Lamblia jelitowa.
Występuje w dwunastnicy człowieka, powodując bóle brzucha, zaburzenia w trawieniu. Człowiek zaraża się cystami drogą pokarmową.
Sporowce
Sporowce są pierwotniakami o silnie uproszczonej budowie. Są pasożytami. Osobniki troficzne są haploidalne. Przedstawicielem jest zarodziec malarii. W Polsce występuje rzadko. Do rozwoju zarodziec potrzebuje dwóch żywicieli: komara oraz kręgowca stałocieplnego - wywołuje malarię u człowieka.
Rozwój zarodźca. W żołądku komara powstaje forma zygotyczna zarodźca, którą tworzą sporozoity. Sporozoity wnikają do gruczołów ślinowych samicy komara, która po nakłuciu zakaża człowieka malarią. W organizmie człowieka sporozoity wnikają do śledziony lub wątroby, gdzie rozmnażają się bezpłciowo, tworząc kryptozoity wnikające do erytrocytów. Rozrastając się, rozrywają erytrocyt. Rozpad zaatakowanych krwinek następuje równocześnie. Objawami tego stanu są dreszcze i wysoka temperatura. W dalszym rozwoju powstają osobniki płciowe, którymi zakaża się komar wsysając je z krwią człowieka. Okres wylęgania zarodźca w organizmie człowieka trwa 10-30 dni.
Zarodziowe (sarkodowe).
Mają silnie uproszczoną budowę. W wyniku pasożytniczego trybu życia utraciły wszelkie organelle. Osobniki troficzne są haploidalne (mejoza postrogamiczna).
Podtyp - Korzenionóżki
Gromada - Pełzakowce
Gatunek - Ameba, Pełzak
Pełzak - ameba (wielkość ok. 600 mikronów), żyje przy dnie, raczej w wodach słodkich. Pokarm pobiera przez nibynóżki, wchłania w procesie fagocytozy. Niestrawione produkty przemiany materii usuwane są z dowolnej części ciała. Rozmnaża się mitotycznie. Najpierw dzieli się jądro, a następnie reszta cytoplazmy (przed podziałem pełzak przybiera postać kulistą), "kula" dzieli się wzdłuż. W niesprzyjających warunkach przybiera postać cysty.
Orzęski
Są najwyżej zorganizowaną grupą pierwotniaków. Występują w wodach słodkich i słonych. Komórkę otacza usztywniona błona komórkowa, tzw. pelikula. Poruszają się przy pomocy dużej liczby rzęsek, których praca jest zsynchronizowana, dzięki włókienkowym połączeniom. Orzęski mają dwa jądra zróżnicowane pod względem wielkości i funkcji (małe - mikronukleus - odpowiedzialne za informację genetyczną, duże - makronukleus - odpowiedzialne za kierowanie procesami fizjologicznymi). Orzęski rozmnażają się płciowo w procesie koniugacji. Przedstawicielami są: pantofelek, stentor, wirczyk.
Pantofelki są pierwotniakami żyjącymi w wodach słodkich. Komórka pantofelka dorasta do 300 mikrometrów. Forma troficzna jest diplontem. Proces koniugacji pantofelka jest procesem, w którym dochodzi do wymieszania materiału jądrowego dwóch osobników. Orzęski sklejają się po dwa, tworząc między sobą mostek cytoplazmatyczny. Mikronukleusy przechodzą mejozę. Giną 3 jądra, pozostaje jądro haploidalne, które dzieli się mitotycznie. Powstają dwa - jedno jest nieruchome, drugie wędruje do komórki "sąsiada". Proces ten przebiega równocześnie w obu komórkach. Orzęski rozstają się, posiadając nową informację genetyczną.