23.4: Ekolojia ya Waprotisti

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza jukumu ambalo protists hucheza katika mazingira
• Eleza aina muhimu za pathogenic za protists

Protists hufanya kazi katika niches mbalimbali za kiikolojia. Ingawa aina fulani za protist ni vipengele muhimu vya mlolongo wa chakula na jenereta za majani, wengine hufanya kazi katika utengano wa vifaa vya kikaboni. Bado protists wengine ni vimelea vya binadamu hatari au mawakala wa causative ya magonjwa makubwa ya mimea.

Wazalishaji Msingi/Vyanzo vya Chakula

Protists ni vyanzo muhimu vya lishe kwa viumbe vingine vingi. Katika hali nyingine, kama katika plankton, protists hutumiwa moja kwa moja. Vinginevyo, protists photosynthetic hutumikia kama wazalishaji wa lishe kwa viumbe vingine. Kwa mfano, dinoflagellates ya usanisinuru inayoitwa zooxanthellae hutumia jua kurekebisha kaboni isokaboni. Katika uhusiano huu symbiotic, protists hizi kutoa virutubisho kwa polyps matumbawe (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)) kwamba nyumba yao, kutoa matumbawe kuongeza nishati ya secrete calcium carbonate mifupa. Kwa upande mwingine, matumbawe hutoa protist na mazingira ya ulinzi na misombo inahitajika kwa photosynthesis. Aina hii ya uhusiano wa usawa ni muhimu katika mazingira duni ya virutubisho. Bila symbionts ya dinoflagellate, matumbawe hupoteza rangi ya algal katika mchakato unaoitwa matumbawe blekning, na hatimaye hufa. Hii inaelezea kwa nini matumbawe ya kujenga miamba hayaishi katika maji zaidi ya mita 20: mwanga usio na uwezo hufikia kina hicho kwa dinoflagellates kwa photosynthesize.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Coral polyps kupata lishe kwa njia ya uhusiano symbiotic na dinoflagellates.

Protists wenyewe na bidhaa zao za usanisinuru ni muhimu-moja kwa moja au moja kwa moja-kwa maisha ya viumbe kuanzia bakteria kwa mamalia (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kama wazalishaji wa msingi, protists hulisha sehemu kubwa ya aina za majini duniani. (Katika nchi, mimea duniani kutumika kama wazalishaji wa msingi.) Kwa kweli, takriban robo moja ya usanisinuru wa dunia unafanywa na protists, hasa dinoflagellates, diatoms, na mwani multicellular.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Karibu viumbe vyote vya majini hutegemea moja kwa moja au kwa moja kwa moja kwa protists kwa ajili ya chakula. (mikopo “mollusks”: mabadiliko ya kazi na Craig Stihler, USFWS; mikopo “kaa”: mabadiliko ya kazi na David Berkowitz; mikopo “dolphin”: mabadiliko ya kazi na Mike Baird; mikopo “samaki”: mabadiliko ya kazi na Tim Sheerman-Chase; mikopo “Penguin”: mabadiliko ya kazi na Aaron Logan)

Protists hawana vyanzo vya chakula tu kwa viumbe vya baharini. Kwa mfano, aina fulani za anaerobic parabasalid zipo katika maeneo ya utumbo wa mchwa na mende wanaokula kuni, ambapo huchangia hatua muhimu katika digestion ya selulosi iliyoingizwa na wadudu hawa kama walivyozaa kupitia kuni.

Binadamu Pathogens

Pathogen ni chochote kinachosababisha magonjwa. Vimelea huishi ndani au juu ya kiumbe na hudhuru viumbe. Idadi kubwa ya protists ni vimelea vya pathogenic ambavyo vinapaswa kuambukiza viumbe vingine kuishi na kueneza. Vimelea vya Protist ni pamoja na mawakala wa causative ya malaria, ugonjwa wa kulala wa Afrika, na gastroenteritis inayosababishwa na maji Vimelea vingine vya protist vinavunja mimea, na kusababisha uharibifu mkubwa wa mazao ya chakula.

Aina ya Plasmodium

Wanachama wa jenasi Plasmodium lazima wakoloni wote mbu na vertebrate ili kukamilisha mzunguko wa maisha yao. Katika vimelea, vimelea vinaendelea katika seli za ini na huendelea kuambukiza seli nyekundu za damu, kupasuka kutoka na kuharibu seli za damu na kila mzunguko wa kuiga asexual (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Kati ya aina nne za Plasmodium zinazojulikana kuwaambukiza binadamu, P. falciparum huhesabu asilimia 50 ya matukio yote ya malaria na ndiyo sababu kuu ya vifo vinavyohusiana na magonjwa katika mikoa ya kitropiki duniani. Mwaka 2010, ilikadiriwa kuwa malaria ilisababisha vifo kati ya nusu na milioni moja, hasa kwa watoto wa Afrika. Wakati wa malaria, P. falciparum inaweza kuambukiza na kuharibu zaidi ya nusu ya seli za damu zinazozunguka binadamu, na kusababisha upungufu wa damu kali. Katika kukabiliana na bidhaa taka iliyotolewa kama vimelea kupasuka kutoka seli kuambukizwa damu, jeshi mfumo wa kinga milimani mkubwa uchochezi majibu na matukio ya utoaji inducing homa kama vimelea lyse seli nyekundu za damu, kumwaga vimelea taka katika mfumo wa damu. P. falciparum hupitishwa kwa binadamu na mbu wa malaria wa Afrika, Anopheles gambiae. Mbinu za kuua, sterilize, au kuepuka yatokanayo na aina hii ya mbu yenye fujo ni muhimu kwa kudhibiti malaria.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Seli nyekundu za damu zinaonyeshwa kuambukizwa na P. falciparum, wakala wa causative wa malaria. Katika picha hii ndogo microscopic kuchukuliwa kwa kutumia 100× mafuta kuzamisha lens, pete-umbo P. falciparum stains zambarau. (mikopo: muundo wa kazi na Michael Zahniser; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Trypanosomes

Trypanosoma brucei, vimelea ambayo ni wajibu wa ugonjwa wa kulala Afrika, confounds mfumo wa kinga ya binadamu kwa kubadilisha safu yake nene ya glycoproteins uso na kila mzunguko kuambukiza (Mtini.

Katika Amerika ya Kusini, aina nyingine, T. cruzi, ni wajibu wa ugonjwa wa Chagas. T. maambukizi cruzi ni hasa unasababishwa na mdudu damu-sucking. Vimelea hukaa tishu za moyo na mfumo wa utumbo katika awamu ya muda mrefu ya maambukizi, na kusababisha utapiamlo na kushindwa kwa moyo kutokana na midundo isiyo ya kawaida ya moyo. Inakadiriwa kuwa watu milioni 10 wameambukizwa ugonjwa wa Chagas, na ulisababisha vifo 10,000 mwaka 2008.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Trypanosomes huonyeshwa kati ya seli nyekundu za damu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Dr. Myron G. Shultz; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Panda Vimelea

Vimelea vya protist vya mimea ya duniani ni pamoja na mawakala ambao huharibu mazao ya chakula. Oomycete Plasmopara viticola parasitizes mimea zabibu, na kusababisha ugonjwa unaoitwa downy koga (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Mimea ya zabibu iliyoambukizwa na P. viticola kuonekana foleni na kuwa na discolored, kuoza majani. Kuenea kwa koga downy karibu kuanguka sekta ya mvinyo Kifaransa katika karne ya kumi na tisa.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Maziwa ya chini na ya poda kwenye jani hili la zabibu husababishwa na maambukizi ya P. viticola. (mikopo: mabadiliko ya kazi na USDA)

Phytophthora infestans ni oomycete kuwajibika kwa viazi marehemu blight, ambayo husababisha mabua viazi na inatokana na kuoza katika nyeusi lami (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Kuenea kwa ugonjwa wa viazi unaosababishwa na P. infestans walizuia njaa inayojulikana ya viazi ya Ireland katika karne ya kumi na tisa ambayo ilidai maisha ya takriban watu milioni 1 na kusababisha uhamiaji wa angalau milioni 1 zaidi kutoka Ireland. Blugh marehemu inaendelea pigo mazao ya viazi katika baadhi ya maeneo ya Marekani na Urusi, kuifuta nje kiasi cha asilimia 70 ya mazao wakati hakuna dawa za dawa zinazotumika.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Hizi mabaki unappetizing kutokana na maambukizi ya P. infestans, wakala causative ya viazi marehemu blight. (mikopo: USDA)

Wakala wa Uharibifu

Saprobes ya protist kama kuvu ni maalumu kwa kunyonya virutubisho kutokana na jambo lisilo hai hai, kama vile viumbe wafu au taka zao. Kwa mfano, aina nyingi za oomycetes hukua juu ya wanyama waliokufa au mwani. Protists ya Saprobic wana kazi muhimu ya kurudi virutubisho isokaboni kwenye udongo na maji. Utaratibu huu unaruhusu ukuaji mpya wa mimea, ambayo huzalisha riziki kwa viumbe vingine pamoja na mlolongo wa chakula. Hakika, bila spishi za saprobe, kama vile protisti, fungi, na bakteria, maisha yangeacha kuwepo kwani kaboni yote ya kikaboni ikawa “imefungwa” katika viumbe wafu.

Muhtasari

Protists hufanya kazi katika ngazi kadhaa za mtandao wa chakula cha mazingira: kama wazalishaji wa msingi, kama vyanzo vya chakula vya moja kwa moja, na kama waharibifu. Aidha, protists wengi ni vimelea vya mimea na wanyama ambao wanaweza kusababisha magonjwa mauti ya binadamu au kuharibu mazao ya thamani.