Protista - Recinto Universitario de Mayagüez 3052/3052-2016-cap... · 2016. 2. 10. · Protista :...

BIOL 3052 - Protistas

Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 1

Capítulo 28:¿Protistas, Protoctistas o Protozoa?

Dr. Fernando J. Bird-Picó

Departamento de Biología

Recinto Univeritario de Mayagüez

Protista : Nombre informal; no es Reino

• Grupo informal y diverso de organismos eucariotas que varían en:– Plan corporal : unicelulares, coloniales, cenocíticos (varios

núcleos en una masa citoplásmica), y multicelulares– Motilidad : sésiles, pseudópodos, cilios, flagelos (membrana

ondulante)– Tipo de nutrición : autótrofos, heterótrofos y mixótrofos

(fotosíntesis y heterótrofos)– Modo de reproducción : asexual y sexual (algunos protistas

son estrictamente asexuales). • Singamia (unión de gametos)

– Cambios drásticos en la clasificación por los avances en sistemática molecular: constituyen grupo polifilético

• No existe reino Protista

Protista• Primeros organismos eucariotas que existieron; eucariotas más

diversos• La mayoría de los protistas viven en ambientes acuáticos:

– La mayoría habitan en los océanos y cuerpos de agua dulce tales como charcas, lagos, y ríos

– Formas parásitas viven en los fuídos corporales y celulares del hospedero

• De importancia para la bioesfera:– Sirven de alimento para otros organismos– Protistas fotosintéticos generan oxígeno

• Interacciones con otros organismos– Vida libre, mutualismo, comensalismo y parasitismo

• Desde microscópicos � hasta grandes • Más complejos que procariotas: protistas unicelulares bien

complejos: todas las actividades en una sola célula• 60,000 especies• Mayoría protistas son mótiles• Llevan a cabo mitosis

Protista• Hay unos sesenta grupos mayores de

protistas• Evidencia molecular apoya el agrupar los

protistas y otros eucariotas en cuatro (4) “supergrupos” informales:– Excavata– Clade “SAR”: Stramenopila, Alveolata,

Rhizaria– Archaeplastidia– Unikonta



Figure 28.2aDiplomonads

Parabasalids

Euglenozoans

Excavata

Diatoms

Golden algae

Brown algae

Dinoflagellates

Apicomplexans

Ciliates

Forams

Cercozoans

Radiolarians

“SA

R” clade

Stram

enopilesA

lveolatesR

hizarians

Green

algae

Red algae

Chlorophytes

Charophytes

Land plants

Archaeplastida

Slime molds

Tubulinids

Entamoebas

Nucleariids

Fungi

Unikonta

Choanoflagellates

Animals

Am

oebozoansO

pisthokonts

• Teoría endosimbionte:– Algunos organelos surgieron de la simbiosis

con procariotas– Los mitocondrios surgieron a partir de

endosimbiosis de una proteobacteria alfa – Los cloroplastos surgieron de cianobacterias

Figure 28.3

Cyanobacterium

Nucleus

Membranesare representedas dark linesin the cell.

1 2 3

Heterotrophiceukaryote One of thesemembranes

was lost inred andgreen algaldescendants.

Red alga

Green alga

Primaryendosymbiosis

Secondaryendosymbiosis

Dinoflagellates

Plastid

Stramenopiles

Plastid

Euglenids

Chlorarachniophytes



Chlamydomonas



• Clasificación de los eucariotas– Ultraestructura

• Detalles finos de la estructura celular

– Datos moleculares• RNA ribosomal [rRNA]

• Genes nucleares [del núcleo]

– Lo que llamamos Reino Protista es parafilético

ANTES: División tradicional - Protistas

• Se clasificaban de acuerdo a su nutrición– Protozoarios (parecidos a animales)- heterótrofos- ingieren

(flagelo,cilios o pseudópodos)

– Mohos- Protistas que absorben nutrientes (parecidos a hongos)– Algas- Protistas fotosintéticos (parecidos a plantas)- autótrofos

AHORA –Clasificación

Moderna

• Los Eucariotas se han dividido en cuatro supergrupos(hipótesis)

Diplomonads

Parabasalids

Euglenozoans

Excavata

Diatoms

Golden algae

Brown algae

Dinoflagellates

Apicomplexans

Ciliates

Forams

Cercozoans

Radiolarians

“SA

R” clade

Green

algae

Red algae

Chlorophytes

Charophytes

Land plants

Archaeplastida

Slime molds

Tubulinids

Entamoebas

Nucleariids

Fungi

Unikonta

Choanoflagellates

Animals

Diplomonads

Parabasalids

Euglenozoans

Excavata

Diatoms

Golden algae

Brown algae

Dinoflagellates

Apicomplexans

Ciliates

Forams

Cercozoans

Radiolarians

“SA

R” clade

Stram

enopilesA

lveolatesR

hizarians

Green

algae

Red algae

Chlorophytes

Charophytes

Land plants

Archaeplastida

Slime molds

Tubulinids

Entamoebas

Nucleariids

Fungi

Unikonta

Choanoflagellates

Animals

Am

oebozoansO

pisthokonts

Figure 28.UN06Eukaryote

Supergroup Major GroupsKey Morphological

Characteristics Specific Examples

Excavata

“SAR” Clade

Archaeplastida

Unikonta

Giardia,Trichomonas

Phytophthora,Laminaria

Pfiesteria,Plasmodium,Paramecium

Globigerina

Porphyra

Chlamydomonas,Ulva

Mosses, ferns,conifers,floweringplants

Amoeba, Dictyostelium

Choanoflagellates,nucleariids,animals, fungi

Diplomonads andparabasalids

EuglenozoansKinetoplastidsEuglenids

Modified mitochondria

StramenopilesDiatomsGolden algaeBrown algae

AlveolatesDinoflagellatesApicomplexansCiliates

RhizariansRadiolariansForamsCercozoans

Red algae

AmoebozoansSlime moldsTubulinidsEntamoebas

Opisthokonts

Green algae

Land plants

Spiral or crystalline rod in-side flagella

Hairy and smooth flagella

Membrane-enclosed sacs(alveoli) beneath plasmamembrane

Amoebas with threadlikepseudopodia

Phycoerythrin (photosyn-thetic pigment)

Plant-type chloroplasts

(See Chapters 29 and 30.)

Amoebas with lobe-shaped or tube-shapedpseudopodia

(Highly variable; seeChapters 31–34.)

Trypanosoma,Euglena



Grupos monofiléticos de eucariotas

Cel

lula

rsl

ime

mol

ds

Pla

smod

ial

slim

e m

olds

Am

oeba

s

Zoo

flage

llate

s(d

iplo

mon

ads)

Zoo

flage

llate

s,(e

ugle

noid

s)

Api

com

plex

ans

Cili

ates

Wat

er m

olds

Gre

en a

lgae

Bro

wn

alga

e

Red

alg

ae

Fun

gi

Ani

mal

s

Land

pla

nts

Ancestraleukaryote

A

Clasificación de Eucariotas(publicada en Octubre 2005)

© 2012 J. Eukaryotic Microbiology



Figure 28.UN06a

EukaryoteSupergroup Major Groups

Key MorphologicalCharacteristics Specific Examples

Excavata

“SAR” Clade

Giardia,Trichomonas



Globigerina











Trypanosoma,Euglena

Excavata

• Caracterizado por citoesqueleto

• Algunos con “surco” bucal

• Poseen flagelos

• Mayoría de Excavatos viven enambientes anaeróbicos– Diplomonadidos

• Mitocondrios modificados llamados mitosomas• Sin aparato o complejo de Golgi• Dos núcleos de igual tamaño• Hasta ocho flagelos• Giardia intestinalis (G. lamblia) es un parásito

intestinal

– Parabasálidos• Mitocondrios reducidos (hidrogenosomas –

generan poca energía anaeróbicamente)• Trichomonas vaginalis – infección vaginal

2 µm

50 µm

Nucleus

Flagella

Nuclei

Excavatos: Giardia y Trichonympha



Euglenozoa• Clade diverso que incluye desde heterótrofos

depredadores, parásitos y autótrofos fotosintéticos

• Flagelo con estructura interna espiral o cristalina: no se conoce función

• Euglénidos– Euglenoides

• 1/3 son fotosintéticos• Habitan cuerpos de agua dulce y charcas• protistas con flagello unico (flagelo que contiene en

su interior un tubo cristalizado o en espiral) • Cinetoplastidos: Un sólo mitocondrio, con DNA

organizado en una masa (cinetoplasto)• Trypanosoma causa la Enfermedad del Sueño en África [2] y el

Mal de Chagas en América del Sur [1]

Euglena gracilisFig. 28-07

Long flagellum

Eyespot

Short flagellum

Contractile vacuole

Nucleus

Chloroplast

Plasma membrane

Light detector

PellicleEuglena (LM) 5 µm

Fig. 28-05

Flagella

Crystalline rod

Ring of microtubules

0.2 µm

• Euglenozoan flagellum

Fig. 28-06

9 µm

• Trypanosoma, enfermedad del sueño- transmitido por mosca tsé-tsé



Clade “SAR”

Figure 28.UN06a



Excavata

“SAR” Clade

Giardia,Trichomonas



Globigerina











Trypanosoma,Euglena

Stramenopilos

© 2013 Evolution and Development

Stramenopilos• Mayoría con flagelo “peludo” parado a un flagelo

sencillo• Todos fotosintéticos• Diatomeas, algas doradas y algas pardas• Phytophthora infestans – hambruna de la papa

en Irlanda (Siglo 19)



StramenopilosDiatomeas [Bacillariophyta]

• Mayormente unicelulares con “conchas” [valvas o frústulas] que contienen sílice

• Algunas diatomeas forman parte del plancton [fitoplancton]

• Clorofila A y C con pigmento accesorio –fucoxantina

• Más de 100,000 especies (marinas y dulceacuícolas

• Tierra diatomácea: filtros e insecticida

Figure 24-12Page 470

100 µm

Diatomeas

Fig. 28-13 freshwater diatom

3 µm

StramenopilosAlgas doradas (Chrysophyta)

• Mayormente unicelulares y biflageladas; algunas coloniales

• Fotosintéticas; algunas tambien heterotróficas (mixótrofas)

• Tanto marinas como dulceacuícolas• Carotenoides amarillo y marrón



Figure 28.11

Flagellum

25 µm

Outer container

Living cell

10 µm 1 µm

Algas Doradas

StramenopilosAlgas Pardas (Phaeophyta)

• Multicelulares con alternación de generaciones (haploide y diploide)

• De importancia ecológica en aguas oceánicas templadas

• “Kelp” posee “láminas” que parecen hojas, estipos que parecen tallos, estructuras de anclaje parecidas a raíces y vejigas de gas (flotadores)

• Clorofila A y C con pigmento accesorio – fucoxantina

• Almidón que produce es laminarina• Pared celular con algina

Figure 28.12

estipo

lámina

anclaje



“Bosque” submarino del alga parda, Laminaria

Figure 28.13a-2

Haploid ( n)Diploid (2 n)

Sporangia

MEIOSIS

Sporophyte(2n) Zoospore

Gameto-phytes(n)

Female

Male

Sperm

Egg

Zygote(2n)Mature female

gametophyte(n)

Developingsporophyte

FERTILIZATION

Clade “SAR”: Alveolados

• Sacos membranosos (alveoli) debajo de la membrana celular

• Flagelos peludos y suaves• Incluye organismos fotosintéticos• Dinoflagelados

• Mayormente unicelulares con 2 flagelos; célula reforzada por placas de celulosa

• Mayormente fotosintéticos, tambienmixótrofos y heterótrofos

Fig. 28-08

Flagellum Alveoli

Alveolate

0.2

µm

Alveoli



Dinoflagelados: Protoperidinium y Ceratium Dinoflagelados: BioluminiscenciaPyrodinium bahamense

Gambierdiscus toxicus : dinoflagelado causante de la ciguatera

(ciguatoxina)

Dinoflagelados: Marea Roja (Dynophysis [DSP – diarrheic shellfish poisoning],

Alexandrium [PSP – paralytic shellfish poisoning] y otros)



Alveolados: Apicomplexa

• Nombre alude a complejo apical que poseen para penetrar células hospederas

• Parasíticos, con etapas sexuales y asexuales que requieren dos o más expecies de hospederos para completar ciclo de vida

• Formadores de esporas (esporozoitos)• Plasmodium ocasiona malaria [3 especies]

Figure 28.16

Merozoite

0.5 µm

Apex

Red bloodcell

Haploid ( n)Diploid (2 n)

Sporozoites(n)

Inside mosquito Inside human

Liver

Livercell

Redbloodcells

Merozoite(n)

Game-tocytes(n)

Gametes

Zygote(2n)

OocystMEIOSIS

FERTILIZATION

Alveolados: Ciliados

• Locomoción por medio de cilios• Micronúcleo para reproducción sexual• Macronúcleo para control metabólico• Reproducción sexual por conjugación• Cápsula con agentes químicos para

defensa• Estructura celular compleja: boca

(citostoma), ano (citopigio), vacuola contráctil (osmoregulación)



Paramecium, un CiliadoFigure 28.17

Contractilevacuole

50 µm Cilia

Micronucleus

Macronucleus

Oral grooveCell mouth

Food vacuoles

(a) Feeding, waste removal, and water balance.

Compatiblemates

(b) Conjugation and reproduction.

MEIOSIS

The originalmacronucleusdisintegrates.

Diploidmicronucleus

Haploidmicronucleus

MICRO-NUCLEARFUSION

ConjugationAsexualreproduction

Diploidmicronucleus

250 µm

Citofaringe

Macronúcleos

Cirros

Stentor

Euplotes

Clade “SAR”: Rhizaria

• Son células ameboides que usualmente poseen externamente conchas duras y perforadas, llamadas “testas”, a través de las cuales se extienden al exterior projecciones citoplásmicas (pseudódopos) filamentosas.

• Radiolarios, foraminíferos y cercozoarios



Rhizaria: Radiolario

• Esqueletos internos simétricos y delicados compuestos de sílice

• Utilizan peudópodos (radían del cuerpo central) para capturar microorganimos y luego fagocitarlos

Un actinípodo

Fig. 28-18

Pseudopodia

200 µm

Rhizaria: Foraminíferos

• Testas multilobuladas con poros• Extensiones citoplásmicas para la

locomoción y obtención de alimento• Récord fósil extenso en los depósitos

marinos– Medidas de Mg en estos depósitos sirve para

medir cambio climático (temperatura)500 µm

Foraminíferos



Rhizaria: Cercozoa

• Protistas con células ameboides y flageladas que poseen pseudópodos filamentosos

• Hábitats terrestres, marinos y ducleacuícolas

• Mayormente heterótrofos (algunos parásitos y depredadores)

Figure 28.UN06b



Archaeplastida

Unikonta

Porphyra

Chlamydomonas,Ulva




Red algae


Opisthokonts

Green algae

Land plants






Archaeplastidia• Incluye:

– Algas rojas (Rhodophyta- mayormente multicelulares)• Clorofila A• Ficoeritrina: pigmento rojo que enmascara el verde de la clorofila• Ficocianina es otro pigmento accesorio• Almidón florideano• Pared celular de celulosa y agar

– Algas Verdes (Chlorophyta - unicelulares y multicelulares)• Clorofila A y B; carotenoides• Almidón• Pared celular de celulosa

– Plantas (Viridiplantae) poseen cloroplastos con membranas internas y externas (“tilacoides”)

• Clorofila A y B• Almidón• Pared celular de celulosa

• Plantas terrestres, Algas Rojas (Rhodophyta), y Algas Verdes (Chlorophyta) son monofiléticas

Figure 28.UN04

Chlorophytes

SAR clade

Archaeplastida

Unikonta

Excavata

Charophytes

Red algae

Green algae

Land plants



• Algas rojas son mayormente multicelulares– De importancia ecológica en aguas cálidas

tropicales– Las algas rojas que depositan cabonato de

calcio en sus paredes celulares son importantes en la formación del arrecife coralino


Algas Rojas

• Algas verdes [Chlorophyta] poseen diversidad de tamaños, formas, complejidad estructural, y modos de reproducción– Son los ancestros de las plantas terrestres,– Formas multicelulares no poseen células

diferenciadas en tejidos, como las plantas terrestres



Figure 28.23

Haploid ( n)

1 µm

Diploid (2 n)

Flagella

Cell wall

Nucleus

Crosssectionof cup-shapedchloroplast

(TEM)

Zoospore

ASEXUALREPRODUCTION

Gamete(n)

Mature cell(n)

Zygote(2n)

FERTILIZATION

MEIOSIS

+

+

+

+

−

−

−

−

SEXUALREPRODUCTION

Algas verdes: Volvox y Ulva

Figure 24-21Page 476

50 µm

Conjugación Spirogyra © 2013 Evolution and Development



Figure 28.UN05

SAR cladeArchaeplastida

Unikonta

Excavata

Slime moldsTubulinidsEntamoebasNucleariidsFungiChoanoflagellatesAnimals

Figure 28.UN06b



Archaeplastida

Unikonta

Porphyra

Chlamydomonas,Ulva




Red algae


Opisthokonts

Green algae

Land plants






Grupo Unikonta• incluye animales, fungi, y algunos protistas (aquellos

que parecen animales (amebas) y hongos (mohos))• Protistas:

• Incluye Amebas con pseudópodos tubulares (tubulínidos)

• Incluye “slime molds” (lamosos)• Incluye Entamebas

• Las amebas se mueven y obtienen su alimento utilizando extensiones citoplásmicas llamadas pseudópodos– Capturan partícula alimentaria y llevan a cabo

endocitosis rodeando y formando una vacuola alrededor de la misma con los psedópodos




100 µm

Algas verdes

Pseudópodos

Ameba, nótese los pseudópodos y algas verdes atrapadas.

Hongos lamosos: Mycetozoa

• Mycetozoa – no son hongos, se parecen por convergencia evolutiva

• Dos linajes: plasmoidales y celulares

Mycetozoa: Plasmoidales

• Etapa alimentaria es un plasmodio multinucleado cuya extensión puede alcanzar hasta 12” de diámetro

• El plasmodio puede ser bien colorido (amarillo u anaranjado) – no es multicelular– Extiende pseudópodos por material en descomposición

(fagocitosis)

• Muchos núcleos diploides

• En la etapa reproductiva, tallos o pedúnculos llamados esporangios producen esporas haploides

Hongos lamosos Plasmoidales



Mycetozoa: Celulares

• Hongos lamosos celulares:– Etapa alimentaria formada por células amiboidales

individuales

– En tiempos de escasez de alimento y humedad, se congregan en un pseudoplasmodio migrante

– Forman cuerpos fructíferos pedunculados que contienen esporas

Figure 28.26-2

Haploid ( n)

200 µm

600 µm

Diploid (2 n)

Spores (n)

Emergingamoeba ( n)

Solitary amoebas(feeding stage)(n)

Fruitingbodies(n)

ASEXUAL REPRODUCTION

Aggregatedamoebas

Migratingaggregate

SEXUALREPRO-DUCTION

Zygote(2n)

Amoebas(n)

FERTILIZATION

MEIOSIS

Hongo lamoso celular(Dictyostelium discoideum )

Entamoebas

• Amebas parasíticas de vertebrados y algunos invertebrados

• Entamoeba histolytica ocasiona la disentería amebiana (tercera causante de muertes humanas por parásitocs eucariotas)



Tubulínidos

• Amebozoarios con pseudópodos lobulados o tubulares

• Heterótrofos que consumen bacterias y otros protistas (forrajeadores activos)

• Los protistas más comunes en suelos y medios ambientes marinos y dulceacuícolas

Importancia de protistas

• protistas fotosintéticos (productores) suplen oxígeno a ecosistemas acuáticos

• Algunos son componentes del plankton- comunidad de organismos microscópicos fotosintéticos en superficie de agua, incluye algas (diatomeas, dinoflagelados) y cianobacterias que son la fuente de alimento- son el principio de la cadena alimentaria marina y agua dulce

• Algunos son parásitos patógenos-hasta fatal ej. Malaria• Alimentos algas rojas-agar, mantecado, pasta de diente• Algas pardas (marrón) sustancia en “marshmellow”• Digieren celulosa en intestino de polilla

Evolución

• Plantas, animales y hongos evolucionaron de protistas

• Ancestro de plantas- posiblemente Algas verdes

• Ancestro de animales-posiblemente algún flagelado

• Ancestro de hongos- amebozoa

Unikonta

Excavata

Chromalveolata

Rhizaria

Archaeplastida

RESULTS

Commonancestorof alleukaryotes

DHFR-TSgenefusion

Choanoflagellates

Animals

Fungl

Amoebozoans

Euglenozoans

Alveolates

Stramenopiles

Rhizarians

Diplomonads

Red algae

Green algae

Plants

Figure 28.23



Célula

Flagelo

Collar demicrovellos

tallo


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