Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248 M o d e r n í b i o l o g i e reg. č.: CZ.1.07/1.1.32/02.0048 TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Učební text O02 PRVOCI Učební text pro čtyřletá gymnázia a vyšší ročníky osmiletých gymnázií Zhotovila: Mgr. Lenka Kořínková G a SOŠPg Čáslav
PRVOCI (PROTOZOA) -jsou součástí říše PROTISTA, jsou to protisté podobní živočichům mají většinou 1 eukaryotní buňku - jsou jednobuněčné, tato 1 buňka musí vykonávat všechny životní funkce, jsou kosmopolitní, voda tvoří kolem 90% stavby těla, jsou vázáni na vodu či vlhkou půdu, fagocytují -mohou být: fotoautotrofní (krásnoočko), saprofytické, nejčastěji heterotrofní parazité - poprvé byli prvoci objeveni roku 1665 - nizozemský samouk Antony van Leeuwenhoek onemocněl průjmem, poprvé uviděl prvoka Giardia lamblia ve vlastní stolici Stavba těla (buňky): 1./ organely opory a ochrany - schránky z CaCO 3, SiO 2, chitin (mořští kořenonožci) - pelikula - ochranná tuhá blána (nálevníci) - cysty - opouzdřené buňky, vytváří je za nepříznivých podmínek (sucho, mráz), žijí zde latentní život, po obnovení podmínek cysta puká a prvok ji opouští 2./ organely pohybu - bičíky bičíkovci, brvy trepka, pohyb pomocí panožek měňavky 3./ organely trávicí -potravní,,vakuoly", u heterotrofních buněčná ústa a řiť, parazité přijímají celým povrchem těla 4./ organely vylučovací - pulzující vakuola odstraňuje vodu, jde o osmotický děj, pronikají pouze molekuly vody např. uvnitř krásnoočka je hypertonické prostředí voda jde dovnitř, aby neprasklo, přebytečná voda je v pulzující vakuole a po dosažení určité velikosti praskne na povrchu těla a s ní odchází z těla také škodliviny 5./ smyslové organely - brvy = hmat, stigma = k pohlcování světla (krásnoočko) 6./ rozmnožovací organely - buněčné jádro nepohlavní rozmnožování -dělení - podélné (bičíkovci) a příčné (nálevníci) -pučení (nálevníci) -schizogonie - rozpadnutí mateřské buňky na několik dceřiných, probíhá před pohlavním roz.(výtrusovci) -sporogonie - probíhá po pohlavním rozmnožováním pohlavní rozmnožování -zvyšuje životaschopnosti - kopulace = splynutí dvou jedinců (pohlavních buněk) Kořenonožci -konjugace = dva prvoci se spojí buněčnými ústy a vymění si část malého jádra (spájivky - šroubatka, jařmatka; nálevníci, trepky 7./ cytoplazma vnější ektoplazma (pevná, homogenní) vnitřní endoplazma (řidší, zrnitá, s organelami)
Kmen : Bičíkovci (Mastigophora či Flagellata) -jsou nejpůvodnější, pohybují se bičíky bičík = flagellum - na povrchu těla pelikula, podle trofie (výživy) jsou : a./ Rostlinní bičíkovci (Phytoflagellata) = převážně autotrofní a tedy fotosyntetizující patří sem krásnoočko Krásnoočko (Euglena) patří do rodu jednobuněčných bičíkatých organismů na pomezí mezi prvoky a řasami, dnes však řazený do kmene Krásnoočka (Euglenozoa), říše Excavata. Popis těla krásnooček: 1-2 bičíky, na povrchu pevný obal periplast či pelikula, světločivná skvrna stigma, pulzující vakuola, jádro, chloroplasty, zrníčka paramylonu v cytoplazmě paramylon = zásobní polysacharid krásnoočka - barviva v těle krásnoočka = chlorofyl a, chlorofyl b, β-karoten a xantofyly (zmiňovaná, barviva nikdy nepřekryjí zelenou barvu chloroplastů (s výjimkou krásnoočka červeného) rozmnožování = podélné dělení (předchází mitóza jádra) způsob výživy = u druhů s chloroplasty spíše mixotrofie než autotrofie, jinak heterotrofní, někteří parazitují v trávicí soustavě obratlovců, potravou jsou bakterie a prvoci obecný výskyt krásnooček - v silně znečištěné sladké vodě v kalužích, rybnících, při přemnožení - zelené povlaky na dně nádrží či zelené blanky na vodní hladině při jejich přemnožení Zástupci krásnooček: krásnoočko štíhlé (nejčastější), zelené (vzácné) a zajímavé krásnoočko krvavé (s červeným barvivem astaxanthinem) b./ Živočišní bičíkovci (Zooflagellata) - jsou heterotrofní organismy, bez chlorofylu žijí parazitickým způsobem trypanosoma spavičná (Trypanosoma gambiense) -parazituje v tělních tekutinách krev (krevní plazma), mozkomíšní mok (savců), žije v tropické Africe, buňka má 1 bičík a undulující (vlnící) se membránu, vylučuje metabolity způsobující zduření uzlin, horečky a hubnutí, není li lékařská péče nastává smrt (za 6 měsíců či 6 let) naprostým vyčerpáním, nakonec pouze spánek proto spavá nemoc, přenáší ji moucha bodalka tse-tse, léky na spavou nemoc Bayer 205 a Pentamidin bičenka poševní tvar hruštičky, 4 bičíky, způsobuje nemoc trichomoniázu tj. záněty močového měchýře, hnisavý výtok z pochvy, muži jsou pouze přenašeči, šíří se pohlavním stykem lamblie střevní způsobuje záněty tenkého střeva (napadá jeho buňky), má 8 bičíků a 2 jádra, spíše u dětí v Jižní Evropě a na Balkáně (ale i u nás) panoženka měňavková má bičík a panožky bodo (Bodo) v hodně znečištěných mělkých rybnících a tůních, živí se detritem (tj. organismy v různém stupni rozkladu) trubénka Haeckelova tvoří kolonie ve sladkých vodách, živí se detritem
Kmen: Kořenonožci (Sarcodina, dříve Rhizopoda) - mají panožky (pseudopodia) k pohybu a příjmu potravy - pohyb = měňavkovitý (améboidní) díky dočasné změně osmotického tlaku - příjem potravy = fagocytózou panožky obklopí potravu (bakterii), kolem ní se vytvoří váček obklopený cytoplazmatickou membránou tedy potravní vakuola - v ní dochází k trávení potravy pomocí enzymů, potom se v ní hromadí nestrávené zbytky, s těmi se přiblíží k povrchu buňky, splyne s ním (s cytoplaz. membránou) a obsah uvolní ven - většina žije ve sladké vodě, některé vytvářejí schránky, obvykle mají 1 jádro - rozmnožování: nepohlavní = podélným dělením, méně pohlavní = kopulace 1./TŘÍDA: MĚŇAVKY (Amoebina) - nazí kořenonožci netvoří schránky - stavba těla: jádro, vnější ektoplazma průhledná, panožky, potravní vakuola, stažitelná vakuola endoplazma - pohyb: měňavkovitý přelévání z jednoho místa na druhé pomocí panožek - příjem potravy: pomocí panožek: měňavka potravu obteče, potravní vakuola potravu rozloží (nestravitelné zbytky vyvrhne ven) - stažitelná vakuola funkce = odstraňuje přebytečnou vodu - rozmnožování: nepohlavní = podélným dělením - prvok se prodlužuje v jednom směru, rozdělení jádra (mitózou), prvok se zaškrtí a postupně dochází k rozdělení cytoplazmy => 2 noví jedinci měňavka velká sladkovodní ve stojatých vodách, živí se jednobuněčnými řasami, velikost až 1 mm měňavka zemní - žije v mechu měňavka úplavičná parazitická, parazituje v tlustém střevě, způsobuje horečky a krvavé průjmy = tzv. katary, vyloučí trávicí enzymy, ty natráví buňky střeva, natrávené živiny pohlcuje nemoc úplavice měňavka střevní žije u člověka v trávicí trubici, ale nezpůsobuje onemocnění 2./ TŘÍDA: KRYTENKY - tvoří schránky chitinové, při dělení obvykle jeden z dělících se jedinců vytváří schránku novou rozlitka (rašelinné vody), štítovka 3./ TŘÍDA: DÍRKONOŠCI (Foraminifera) - žijí jen v moři - schránky jsou obvykle vícekomůrkové, spirálovité, tvořené uhličitanem vápenatým CaCO 3, je v nich hodně otvorů- ze kterých vychází nitkovité panožky, které přesouvají potravu k největšímu otvoru, 2 000 druhů většinou fosilních, horninotvorní činitelé jejich schránky se hromadily na dnech oceánů kulovinka 4,/ TŘÍDA: SLUNIVKY - obyvatelé sladkovodních rašelinišť - kulovité tělíčko- z něho paprskovitě vystupují tenké panožky - schránka z oxidu křemičitého nebo chitinu 5./ TŘÍDA: MŘÍŽOVCI (Radiolaria) - výskyt - jako plankton teplých moří - mají chitinové kulovité schránky a vnější křemičité schránky z SiO 2
- schránky odumřelých mřížovců klesají ke dnu a tvoří radioláriové bahno - žijí v symbióze s jednobuněčnými řasami - jsou významným horninotvorným činitelem Kmen:Výtrusovci (Apicomplexa) - endoparazité parazitují uvnitř buněk, způsobují četná onemocnění u živočichů, člověka - střídají hostitele, střídá se pohlavní a nepohlavní generace => hostitel, ve kterém probíhá pohlavní rozmnožování je hostitel hlavní rozmnožování nepohlavní = SCHIZOGONIE vznik nepohlavních jedinců tzv. MEROZOITI pohlavní = kopulující gamety z toho spory, ty se mnohonásobně dělí a vznikají infekční zárodky = SPOROZOITI ty napadají další hostitele 1./ TŘÍDA: KRVINKOVKY - výskyt - subtropy, tropy celého světa (zejména na vlhkém rovníku) - napadají červené krvinky obratlovců, kde se schizogonicky množí, ke kopulaci gamet dochází ve slinných žlázách komára Anopheles (samičky) - způsobují onemocnění = malárie projevy = nejprve podobné chřipce, později (po týdnu) malarické záchvaty s horečkou a následně zimnicí, chudokrevnost (anemie), životní cyklus: během života střídají 2 hostitele: 1) obratlovec nepohl. rozmnožování mezihostitel, 2) komár - Anopheles pohl. rozmnožování hlavní hostitel Průběh malárie u lidí: K nákaze člověka dochází po bodnutí samičkou komára Anophela, z jejíchž slinných žláz se do člověka (jako mezihostitele) dostanou sporozoiti (infekční stádia). Ty se dostanou do jater, kde se dále nepohlavně množí rozpadem = schizogonií a vznikají merozoiti. Merozoiti napadají erytrocyty člověka a dále se v jakýchsi vlnách množí, podle toho vznikají záchvaty (u zimničky třetidenní po třech dnech atd.). Tedy malarický záchvat je jakási vlna vyplavení nově namnožených merozoitů do krve, kdy praskají červené krvinky, merozoiti se uvolňují, roste teplota a uvolňují se toxiny. Symptomy (příznaky) jsou dány toxiny, které zimnička vyplavuje do krve člověka. Uvnitř krvinky se parazité živí hemoglobinem a vylučují zplodiny metabolismu (toxiny). V období mezi horečkami (a tedy záchvaty) se člověk cítí zcela zdravý. Pohlavní rozmnožování probíhá v těle komára z rodu Anopheles (tedy v hlavním hostiteli) v jeho slinných žlázách tady se někteří merozoiti chovají jako gamety, dochází ke splývání a vzniku zygoty. Zygota se mění v cystu sporu a vznikají noví sporozoiti, kteří mohou být při bodnutí přeneseni na jiného mezihostitele. - lék = dříve chinin (alkaloid kůry chinovníku), dnes např. chlorochin a jiné antimalarika - před cestováním do tropických oblastí je důležitá profylaxe tedy očkování dva týdny před cestou, během cesty a až měsíc po příjezdu z dovolené např. v tropické Africe - boj s malárií dříve DDT! (nebezpečný karcinogenní insekticid), dnes moskytiéry, vysušování oblastí a očkování - biologický boj - do vodních nádrží jsou nasazeny drobné druhy ryb hubící komáří larvy - zvýhodněni jsou lidé se srpkovitou anémií, nemohou chytnout malárii
Zástupci zimniček (rod Plasmodium): zimnička tropická nejhorší, životní cyklus během 24 hodin => záchvaty během celého dne zimnička třetidenní množení merozoitů a praskání erytrocytů záchvaty každé tři dny zimnička čtvrtodenní množení merozoitů záchvaty každé čtyři dny 2./ TŘÍDA: KOKCIDIE - endoparazité parazitují v buňkách žlučovodů a jater (kokcidie jaterní), ostatní v buňkách střev - rozmnožování: nepohlavní schizogonie pohlavní - kopulace kokcidie jaterní napadá hlavně králíky, zajíce- způsobuje onemocnění = kokcidióza způsobuje hnisavé záněty na játrech a žlučovodech, projevy - průjem, z nosu teče hlen, hubnou, kývavé pohyby hlavou do strany, nadmuté břicho, na játrech jsou bělavé skvrny (hnisavá ložiska), většinou končí smrtí průběh nákazy dojde k pozření nakaženého trusu s oocystami (v nich už jsou infekční stádia sporozoiti), sporozoiti se uvolní prasknutím oocysty v tenkém střevě a dostanou se přes tenké střevo do žlučovodů a do jater, kde se množí schizogonicky a vytváří se merozoiti ty napadají další buňky jater a vše se několikrát opakuje, posléze se vytváří z některých merozoitů pohlavní jedinci (gamety), kopulují (splývají) a vzniká zygota, ta se ve žlučovodech vyvine v oocystu (jednoduše se obalí pevným obalem) oocysta je žlučí vyplavena do střeva a výkaly z těla ven, na vzduchu nastává v oocystě sporogonie a vznikají uvnitř noví sporozoiti a opět možnost nákazy oocystou králík je znám požíráním svých výkalů, kde je hodně vitamínů (jde vlastně o koprofága), přenos infekce potravou či vodou potřísněnou řídkým trusem léčba podávají se léky (kokcidiostatika) na bázi síry, přidávají se do vody nebo do potravy prevence čistý kotec, čistá voda (často se přidává ocet), izolace nemocných, někdy preventivní podávání přípravků do potravy Toxoplasma gondii parazituje na bílých krvinkách => snížená obranyschopnost organismu - nemoc = toxoplasmóza projevy = únava, horečka, zvětšené mízní uzliny - hlavní nebezpečí pro těhotné ženy dochází k deformaci a vývojovým vadám plodu či přímo k potratům - u těhotných se z rozborů krve zjišťují protilátky, každý se s toxoplasmou již setkal a měl by mít určitou hranici protilátek (pokud je vyšší hodnota protilátek, hrozí akutní napadení těla a musí se léčit) - nemoc je smrtelně nebezpečná pro nemocné s AIDS - přenašeč kočka (zejména její výkaly), holub Kmen: Nálevníci (Ciliophora) - název podle výskytu v senném nálevu, kam se dostanou cysty a ty se ve vodě zaktivují - výskyt - sladká voda, ale i v mořích, - ve střevech živočichů - znak - brvy (cilie, řasinky) na celém povrchu těla, jejich funkcí je pohyb a příjem potravy - velikost = 0,2 mm - potrava - řasy, ostatní prvoci, bakterie trepka velká (Paramecium caudatum) můžeme ji získat ze senného nálevu - obsahuje neuromotorický aparát propojuje pod povrchem bazální tělíska brv zajistí koordinovanou činnost - žije ve sladké vodě součást planktonu, čím více organicky znečištěná voda, tím víc trepek
Stavba těla trepky: pelikula, brvy, buněčná ústa, buněčná řiť, makronukleus, mikronuklweus, potravní vakuola, stažitelné vakuoly v pelikule jsou u trepky trichocysty tj. organely v pelikule obsahující buněčný jed ten při podráždění vystřelí a mění se rosolovité vlákno trepka má tedy 2 jádra makronukleus (velké) řídící funkce, tedy vegetativní funkce mikronukleus (malé) rozmnožovací funkce (při pohlavním rozmnožování) Rozmnožování: 1) Nepohlavně příčným dělením, pučením - nejčastěji 2) Pohlavně konjugací (tj. výměna a splývání haploidních jader mikronukleů) Trávení příjem potravy buněčnými ústy (brvy kolem ústního políčka nahánějí potravu) do buněčného hltanu na dně se vytvoří potravní vakuola a nestrávené zbytky odcházejí buněčnou řití ven z těla Odstraňování metabolitů 2 pulzujícími vakuolami (tvar hvězdičky centrální dutinka a sběrací váčky) Další zástupci: bachořci - výskyt - v žaludku přežvýkavců v bachoru, pomáhají tu s trávením celulózy (štěpí ji na stravitelné sacharidy) vztah symbiózy slávinka - ve stojatých vodách rournatky - nálevník je obrvený jen v mládí, v pozdějším věku přirůstají rourkami k podkladu a čekají až k nim připlave kořist vířenka a mrskavka přisedlí bobovka Kmen: Výtrusenky (Myxozoa ) - parazité bezobratlých nebo ryb, dnes řazeni mezi živočichy (do skupiny Diblastica) rybomorka parmová způsobuje tzv. parmový mor napadá svalstvo