23.4: إيكولوجيا البروتيستس
- Page ID
- 196640
المهارات اللازمة للتطوير
- وصف الدور الذي يلعبه علماء الآثار في النظام البيئي
- وصف الأنواع المسببة للأمراض الهامة من البروتيستس
يعمل البروتيستس في مختلف المنافذ البيئية. في حين أن بعض أنواع البروتيست هي مكونات أساسية للسلسلة الغذائية ومولدات الكتلة الحيوية، فإن البعض الآخر يعمل في تحلل المواد العضوية. لا تزال الطفيليات الأخرى هي مسببات الأمراض البشرية الخطيرة أو العوامل المسببة لأمراض النبات المدمرة.
المنتجون الأساسيون/مصادر الغذاء
يعتبر البروتيستس مصادر أساسية للتغذية للعديد من الكائنات الحية الأخرى. في بعض الحالات، كما هو الحال في العوالق، يتم استهلاك البروتيستس مباشرة. وبدلاً من ذلك، يعمل أخصائيو التمثيل الضوئي كمنتجين للتغذية للكائنات الحية الأخرى. على سبيل المثال، تستخدم الدينوفلاجيلات الضوئية المسماة zooxanthellae ضوء الشمس لإصلاح الكربون غير العضوي. في هذه العلاقة التكافلية، توفر هذه الطفيليات العناصر الغذائية للأورام الحميدة المرجانية (الشكل\(\PageIndex{1}\)) التي تحتويها، مما يمنح الشعاب المرجانية دفعة من الطاقة لإفراز هيكل عظمي من كربونات الكالسيوم. في المقابل، تزود الشعاب المرجانية المعالج ببيئة محمية والمركبات اللازمة لعملية التمثيل الضوئي. هذا النوع من العلاقات التكافلية مهم في البيئات الفقيرة بالمغذيات. وبدون تعايش الدينوفلاجيلات، تفقد الشعاب المرجانية أصباغ الطحالب في عملية تسمى تبيض المرجان، وتموت في النهاية. وهذا يفسر سبب عدم وجود الشعاب المرجانية التي تبني الشعاب المرجانية في المياه التي يزيد عمقها عن 20 مترًا: يصل الضوء غير الكافي إلى تلك الأعماق حتى تتمكن الدينوفلاجات من التمثيل الضوئي.
تعتبر العناصر الأولية نفسها ومنتجاتها من التمثيل الضوئي ضرورية - بشكل مباشر أو غير مباشر - لبقاء الكائنات الحية التي تتراوح من البكتيريا إلى الثدييات (الشكل\(\PageIndex{2}\)). كمنتجين أساسيين، يطعم البروتيستس نسبة كبيرة من الأنواع المائية في العالم. (على الأرض، تعمل النباتات الأرضية كمنتجين أساسيين.) في الواقع، يتم إجراء ما يقرب من ربع عملية التمثيل الضوئي في العالم بواسطة الطلائحين، وخاصة الدينوفلاجيلات والدياتومات والطحالب متعددة الخلايا.
لا يخلق البروتيستس مصادر غذائية للكائنات الحية التي تعيش في البحر فقط. على سبيل المثال، توجد بعض الأنواع اللاهوائية شبه القاحلة في الجهاز الهضمي للنمل الأبيض والصراصير الآكلة للخشب، حيث تساهم في خطوة أساسية في هضم السليلوز الذي تبتلعه هذه الحشرات أثناء تنقلها عبر الخشب.
مسببات الأمراض البشرية
العامل الممرض هو أي شيء يسبب المرض. تعيش الطفيليات في الكائن الحي أو عليه وتضر بالكائن الحي. هناك عدد كبير من الطفيليات الطفيلية المسببة للأمراض التي يجب أن تصيب الكائنات الحية الأخرى للبقاء على قيد الحياة والانتشار. تشمل طفيليات البروستاتا العوامل المسببة للملاريا ومرض النوم الأفريقي والتهاب المعدة والأمعاء الذي تنقله المياه لدى البشر. تفترس مسببات الأمراض الطفيلية الأخرى النباتات، مما يؤدي إلى تدمير واسع النطاق للمحاصيل الغذائية.
أنواع البلازموديوم
يجب على أعضاء جنس Plasmodium استعمار كل من البعوض والفقاريات لإكمال دورة حياتهم. في الفقاريات، يتطور الطفيل في خلايا الكبد ويستمر في إصابة خلايا الدم الحمراء، وينفجر من خلايا الدم ويدمرها مع كل دورة تكاثر لاجنسية (الشكل\(\PageIndex{3}\)). من بين أنواع البلازموديوم الأربعة المعروفة بإصابتها بالبشر، P. يمثل الفالسيباروم 50 في المائة من جميع حالات الملاريا وهو السبب الرئيسي للوفيات المرتبطة بالأمراض في المناطق الاستوائية من العالم. وفي عام 2010، تشير التقديرات إلى أن الملاريا تسببت في ما بين نصف مليون ومليون حالة وفاة، معظمها بين الأطفال الأفارقة. خلال مسار الملاريا، P. يمكن للفالسيباروم أن يصيب ويدمر أكثر من نصف خلايا الدم المنتشرة في الإنسان، مما يؤدي إلى فقر الدم الشديد. ردًا على منتجات النفايات التي تنبعث عند انفجار الطفيليات من خلايا الدم المصابة، يقوم الجهاز المناعي المضيف بتكوين استجابة التهابية هائلة مع نوبات من الحمى المسببة للهذيان حيث تقوم الطفيليات بتحطيم خلايا الدم الحمراء، مما يؤدي إلى تسرب نفايات الطفيليات إلى مجرى الدم. ص. ينتقل الفالسيباروم إلى البشر عن طريق بعوضة الملاريا الأفريقية، Anopheles gambiae. تعتبر تقنيات قتل أو تعقيم أو تجنب التعرض لهذا النوع من البعوض شديد العدوانية أمرًا بالغ الأهمية لمكافحة الملاريا.
المثقبيات
المثقبية البروسية، الطفيل المسؤول عن مرض النوم الأفريقي، تربك جهاز المناعة البشري عن طريق تغيير طبقته السميكة من البروتينات السكرية السطحية مع كل دورة معدية (الشكل 1)
في أمريكا اللاتينية، هناك نوع آخر، T. كروزي، هو المسؤول عن مرض شاغاس. تي. تحدث عدوى الكروزي بشكل رئيسي بسبب حشرة ماصة للدم. يسكن الطفيل أنسجة القلب والجهاز الهضمي في المرحلة المزمنة من العدوى، مما يؤدي إلى سوء التغذية وفشل القلب بسبب عدم انتظام ضربات القلب. تشير التقديرات إلى إصابة ما يقرب من 10 ملايين شخص بمرض شاغاس، وتسبب في وفاة 10,000 شخص في عام 2008.
طفيليات النبات
تشمل الطفيليات البروتيستية للنباتات الأرضية العوامل التي تدمر المحاصيل الغذائية. يقوم أوميسيت بلاسموبارا فيتيكولا بتطفل نباتات العنب، مما يتسبب في مرض يسمى العفن الفطري الناعم (الشكل\(\PageIndex{5}\)). نباتات العنب المصابة بـ P. يبدو نبات الفيتيكولا متقزمًا وله أوراق متغيرة اللون وذابلة. أدى انتشار العفن الفطري الناعم إلى انهيار صناعة النبيذ الفرنسية تقريبًا في القرن التاسع عشر.
Phytophthora infestans هو أوميسيت مسؤول عن آفة البطاطس المتأخرة، والتي تتسبب في تحلل سيقان البطاطس وسيقانها إلى طين أسود (الشكل\(\PageIndex{6}\)). آفة البطاطس واسعة الانتشار التي تسببها P. عجل البشر بمجاعة البطاطس الأيرلندية المعروفة في القرن التاسع عشر والتي أودت بحياة ما يقرب من مليون شخص وأدت إلى هجرة ما لا يقل عن مليون شخص آخر من أيرلندا. لا تزال الآفات المتأخرة تصيب محاصيل البطاطس في أجزاء معينة من الولايات المتحدة وروسيا، وتقضي على ما يصل إلى 70 في المائة من المحاصيل عندما لا يتم استخدام مبيدات الآفات.
عوامل التحلل
تتخصص مسابير البروستاتا الشبيهة بالفطريات في امتصاص العناصر الغذائية من المواد العضوية غير الحية، مثل الكائنات الحية الميتة أو نفاياتها. على سبيل المثال، تنمو العديد من أنواع البوميسيتات على الحيوانات الميتة أو الطحالب. تؤدي محركات Saprobic وظيفة أساسية تتمثل في إعادة العناصر الغذائية غير العضوية إلى التربة والمياه. تسمح هذه العملية بنمو النباتات الجديدة، والتي بدورها تولد القوت للكائنات الحية الأخرى على طول السلسلة الغذائية. في الواقع، بدون أنواع السابار، مثل الطفيليات والفطريات والبكتيريا، ستتوقف الحياة عن الوجود حيث أصبح كل الكربون العضوي «مقيدًا» في الكائنات الحية الميتة.
ملخص
يعمل البروتيستس على عدة مستويات من شبكة الغذاء البيئية: كمنتجين أساسيين، وكمصادر غذائية مباشرة، وكمحللين. بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من الطفيليات هي طفيليات للنباتات والحيوانات التي يمكن أن تسبب أمراضًا بشرية مميتة أو تدمر المحاصيل القيمة.