Hast Du schon einmal etwas von Protisten gehört? Viele Menschen wissen gar nicht, was Protisten überhaupt sind und welche wichtige Bedeutung sie für unsere Natur haben. Sie bilden mit den Bakterien die häufigste Individuengruppe in den Weltmeeren und sind dort die größten Sauerstoffproduzenten. Die meisten Protisten sind nämlich in der Lage, Fotosynthese zu betreiben.
Protist Definition
Protisten sind ein- oder mehrzellige eukaryotische Lebewesen, die lange eine eigene systematische Gruppe gebildet haben. Sie sind Mikroorganismen, weswegen man sie mit dem bloßen Auge nicht erkennen kann.
Der Begriff Protozoen, ist zwar ein wenig veraltet und wird zur Einordnung der tierischen Protisten verwendet. Er wird trotzdem noch in Quellen, besonders im medizinischen Kontext, häufig genutzt.
Der Begriff Protisten stammt von dem griechischen Wort "Protista" und bedeutet so viel wie "Urwesen" oder "Erstlinge".
Bei den Protisten handelt es sich um Organismen, die man mit dem bloßen Auge nur in den wenigsten Fällen erkennen kann. Sie sind von wenigen Mikrometern bis zu einem Millimeter groß. Man kann die Protisten eindeutig von den Prokaryoten abgrenzen, durch das Vorhandenseins eines Zellkerns.
Bei Prokaryoten handelt es sich um Organismen, dessen DNA, aufgrund des fehlenden Zellkerns, frei in der Zelle vorliegt. Ein Beispiel für Prokaryoten sind Bakterien.
Eukaryoten sind alle Organismen, die einen oder auch mehrere Zellkerne besitzen, in denen sich das Erbgut befinden. Zudem besitzen sie einzelne Kompartimente innerhalb der Zelle. Beispiele für Eukaryoten sind Pflanzen, Tiere und auch die Protisten.
Protisten einfach erklärt
Protisten können sowohl den Tieren, als auch den Pflanzen ähneln. Die Protozoen sind in der Lage sich eigenständig durch sogenannte Cilien fortzubewegen. Diese befinden sich an der Zelloberfläche und durch einen rhythmischen Schlag dieser Cilien ist eine Fortbewegung im Wasser möglich.
Die fotosynthetischen Protisten sind auch als Algen bekannt und besitzen Eigenschaften, die man eher von Pflanzen kennt. Sie besitzen Fotosynthesepigmente wie Chlorophyll, durch diese sie in der Lage sind Fotosynthese zu betreiben und so autotroph zu leben.
Wusstest Du, dass fast ein Fünftel der gesamten Kohlenstofffixierung auf der Erde durch die Fotosyntheseaktivität der Protisten erfolgt? Diese fotosynthetischen Protisten kommen hauptsächlich in den Weltmeeren vor. Dort sind sie wichtige Produzenten für sämtliche essenzielle Nährstoffe. Somit sind alle weiteren aquatische Organismen auf diese Aktivität der Protisten angewiesen.
Sowohl Protozoen als auch Algen sind beide in Lebensräumen im Wasser zu finden. Sie leben im Salz- und Süßwasser, wo sie einerseits im Wasser schweben oder andererseits auch im Gewässerboden zwischen den Sedimenten leben können.
Wenn Du noch mehr zu den Algen wissen möchtest, dann lies Dir gerne die Erklärung "Algen" einmal durch.
Protisten Aufbau
Einen allgemeinen Aufbau für die Protisten zu beschreiben, ist schwierig. Es gibt einzellige Protisten, als auch mehrzellige, die sich zu großen Zellkolonien zusammenlagern. Zudem können einige Protisten Fotosynthese betreiben und beinhalten somit Chloroplasten. Ein bekannter Protist ist das Pantoffeltierchen (Paramecium), welches ein eukaryotischer Einzeller ist.
Das Pantoffeltierchen ist ca. 30 - 500 mm lang und oval geformt. Sie besitzen, wie für alle Eukaryoten typisch, einen Zellkern, in welchem alle Erbinformationen des Einzellers gespeichert sind. Die Besonderheit beim Pantoffeltierchen ist jedoch, dass sie einen Großkern (Makronukleus) und einen Kleinkern (Mikronukleus) besitzen. Paramecium lebt im Wasser und kann dort die umliegenden Nahrungspartikel durch seine Mundöffnung aufnehmen. Die Verdauung findet dann in der Nahrungsvakuole statt. Über den Zellafter werden die übrigen Stoffe ausgeschieden. An der gesamten Zellmembran entlang finden sich Cilien, mit denen sich das fortbewegen kann.
Abb. 1: Beispiel eines Aufbau eines Pantoffeltierchens
Du interessierst Dich noch mehr für das Pantoffeltierchen? Dann lies Dir gerne die Erklärung dazu durch.
Protisten Ernährung
Die Unterscheidung von Protisten, in die, die tierische Eigenschaften besitzen und solche, die den Pflanzen ähneln, spielt auch bei ihrer Ernährung eine Rolle. Protozoen ernähren sich heterotroph und verdauen die aufgenommene Nahrung mit Hilfe von Enzymen. Zu dieser Nahrung zählen
- organische Kolloide
- Zellen
- und Viren.
Die fotosynthetischen Protisten betreiben Photosynthese und sind somit in der Lage, sich autotroph zu ernähren, in dem sie aus anorganischen Stoffen durch Assimilation organische Stoffe herstellen.
Protisten Gruppen
Die Platzierung der Protisten in Gruppen der Systematik war schon früh nach der Entdeckung nicht ganz eindeutig und heute immer noch Teil der Forschung.
Die biologische Systematik ist die Einordnung aller Lebewesen durch ihre stammesgeschichtliche Verwandtschaft. Wie viele Bereiche der Forschung ist die Systematik immer noch nicht eindeutig festgelegt. Das kann durch neue Entdeckungen und Erkenntnisse begründet werden, die immer wieder zu Umstrukturierungen führen.
Im 19. Jahrhundert ordnete Ernst Haeckel die Protisten als eine eigene Gruppe innerhalb der Eukaryoten ein, abseits von Pilzen, Pflanzen und Tieren. Diese Einordnung hielt sich lange, jedoch wurde festgestellt, dass sich Pilze, Pflanzen und auch Tiere aus den Protisten entwickelt haben und somit nicht komplett unabhängig von diesen Gruppen sind.
Heute versteht man unter den Protisten keine eigene monophyletische Gruppe mehr, sondern einen Sammelbegriff für alle ein- und wenigzellige Eukaryoten. Deswegen bezeichnet man die Einteilung der Protisten als polyphyletisch.
Eine monophyletische Gruppe beschreibt die systematische Einteilung einer Gruppe von Organismen, in denen diese nah miteinander verwandt sind.
Eine polyphyletische Gruppe hingegen ist es, wenn die darin enthaltenen Gruppen nicht miteinander verwandt sind.
Protisten Fortpflanzung
Die meisten Protisten pflanzen sich asexuell fort, jedoch gibt es auch einzelne Arten, die sich sexuell fortpflanzen können. Zusätzlich wird noch der sexuelle Prozess der Konjugation und die reine Vermehrung voneinander unterschieden.
Asexuelle Vermehrung
Bei der asexuellen Vermehrung ist die Zweiteilung die häufigste Möglichkeit, die man meistens bei Einzellern findet. Die Zellteilung findet hier längs oder quer zur Zellachse statt und es entstehen zwei identischen Kopien des Einzellers. Zudem kann auch eine Zellteilung stattfinden, bei der sich mehr als nur zwei Tochterzellen bilden. Durch die Knospung schnürt sich von der Mutterzelle eine kleine Tochterzelle ab.
Sexueller Gen-Austausch
Um einen Austausch der Gene zu ermöglichen, ist bei spezielle Protisten, wie den Pantoffeltierchen, die Konjugation evolviert. Dabei lagern sich zwei der Einzeller aneinander und verschmelzen innerhalb des Mundbereichs. Daraufhin findet ein Austausch und eine Neuorganisation des genetischen Materials statt. Wichtig zu erwähnen ist hierbei, dass es sich bei der sexuellen Konjugation nicht um eine Fortpflanzung, sondern nur um einen Gen-Austausch handelt, weil keine neuen Zellen entstehen.
Bei der Konjugation handelt sich um einen genetischen Austausch zwischen zwei Zellen durch bestimmte Plasmabrücken.
Sexuelle Vermehrung
Die sexuelle Fortpflanzung kann über verschiedene Weisen stattfinden. Zunächst können zwei Zellen, die auch Gameten genannt werden, verschmelzen und es entsteht eine Zygote. Diesen Prozess nennt man Gametogamie.
Eine Zygote ist eine diploide Zelle, die bei der Verschmelzung von zwei haploiden Gameten entsteht.
Diploid ist eine Zelle, wenn der Chromosomensatz doppelt vorliegt.
Bei haploiden Zellen liegt jeweils nur eine Kopie der Chromosomen vor.
Bei der Autogamie verschmelzen zwei Gameten, die aus einer identischen Zelle stammen.
Protisten Krankheiten
Einige Protistenarten sind Pathogene, das heißt, sie können beim Menschen und Tieren Krankheiten auslösen. Das wohl bekannteste Beispiel für pathogene Protisten sind die Plasmodien, die Malaria beim Menschen verursachen.
Malaria gehört zu den drei häufigsten Infektionskrankheiten, an der im Schnitt pro Minute etwa zwei Personen sterben. Am weitesten verbreitet ist die Krankheit in Afrika, sie kommt jedoch in mehr als 100 Ländern vor.
Die Krankheit wird übertragen durch eine Stechmückenart. Die Plasmodien gelangen als Gameten in den Verdauungstrakt der Insekten und werden dann bei einem Stich an die Menschen übertragen. Hier nisten sie sich als Parasiten in roten Blutkörperchen ein und vermehren sich dort so stark, bis diese platzen. Wenn die infizierte Person nun wieder von einer Stechmücke gestochen wird, nimmt diese die Gameten der Protisten auf. Daraufhin wiederholt sich der Kreislauf immer wieder.
Eine weitere, aber häufig weniger schlimme Krankheit, die durch Protisten übertragen wird, ist die Toxoplasmose.
Der Auslöser der Toxoplasmose ist der Parasit Toxoplasma gondii, der häufig über die Ausscheidungen von Katzen oder den Verzehr von halb rohem Fleisch übertragen wird. In den meisten Fällen verläuft die Infektion ohne jegliche Symptome. Bei Schwangeren jedoch kann eine Toxoplasmose zu einer Fehlgeburt führen.
Protisten Beispiele
Bei Protisten handelt es sich nicht nur um Einzeller, die heterotroph leben, also organische Substanzen, die sie zum Leben benötigen, aufnehmen müssen, sondern auch autotrophe. Autotrophe Organismen nehmen anorganische Substanzen auf und betreiben Fotosynthese. Ein besonderes Beispiel für fotosynthetische Protisten, ist die Kieselalge. Sie ist auch bekannt für ihre beeindruckenden symmetrischen Formen, die durch Zusammenlagerungen einzelner Zellen entstehen.
Kieselalgen oder auch Diatomeen genannt, sind fotosynthetisch aktive protistische Algen, die hauptsächlich in Gewässern vorkommen. Ihren Namen haben sie durch Ablagerungen von einer Form der Kieselsäure in ihrer Zellwand. Sie sind nicht grün, wie man es von fotosynthetischen Algen erwarten würde, sondern sie beinhalten ein anderes Fotosynthesepigment, durch das sie braun wirken. Sie treten in Stäbchenform (Pennate) oder in runder Form (zentrisch) auf. Durch Zusammenlagerung mit anderen Einzelzellen entstehen symmetrische Gestaltungen.
Abb. 2: Kieselalgen (Diatomeen) unter dem Mikroskop
Ein weiteres interessantes Beispiel der Protisten sind die Amöben. Ihre systematische Einteilung ist nicht ganz eindeutig, jedoch handelt es sich bei ihnen um einzellige Eukaryoten.
Die Amöbe Amoeba proteus ist ein klassisches Beispiel diese Gruppe. Sie ist deutlich größer als vergleichbare Einzeller und kann sogar teilweise mit dem bloßen Auge erkannt werden. Im Inneren der Amöbe befindet sich das Cytoplasma, welches eingeteilt werden kann in das Endo- und das Ektoplasma. Beim Endoplasma handelt es sich um das innere, leicht körnig aussehende Plasma. Das Ektoplasma hingegen umgibt das Endoplasma. Fortbewegen können sich die Einzeller durch eine Plasmaströmung, die durch das Cytoplasma initiiert wird. Dabei werden Auswüchse in die Fortbewegungsrichtung gebildet, das Cytoplasma strömt nach und eine Bewegung findet statt.
Abb. 3: Mikroskopische Aufnahme der Amöbe Amoeba proteus
Wenn Dich die Amöben noch näher interessieren, dann lies Dir gerne die Erklärung "Amöben" durch.
Protisten – Das Wichtigste
- Protisten sind ein- oder wenigzellige eukaryotische Mikroorganismen, die weder Tiere noch Landpflanzen oder echte Pilze sind.
- Die Protisten bilden eine polyphyletische Gruppe, die Organismen besteht, die nicht näher miteinander verwandt sind.
- Die meisten Protisten leben im Süß- oder Salzwasser und sind dort wichtige Produzenten für Nährstoffe.
- Es gibt fotosynthetische Protisten, die eher Eigenschaften von Pflanzen haben.
- Die Ernährung von Protisten findet entweder heterotroph oder autotroph statt.
- Protozoen sind Protisten, die heterotroph leben und sich eigenständig fortbewegen können.
- Protisten können sich sowohl asexuell durch Zellteilung, als auch sexuell durch Gametenbildung vermehren.
- Bei dem sexuellen Gen-Austausch können durch Konjugation Teile des Erbguts zwischen zwei Individuen ausgetauscht werden.
- Einige Protisten können bei Menschen oder Tieren schwere Krankheiten auslösen, wie Malaria oder Toxoplasmose.
- Anschauliche Beispiele für Protisten sind die Kieselalgen oder die Amöben.
Nachweise
- David Sadava et al. (2019). Purves Biologie. Springer.
- Jens Boenigk (2021). Boenigk Biologie. Springer.
- Olaf Fritsche (2016). Mikrobiologie. Springer.
- Abb. 2: Kieselalgen (Diatomeen) unter dem Mikroskop von Prof. Gordon T. Taylor unter der Lizenz CC0 1.0
- Abb. 3: Amoeba proteus locomotive form von SmallRex (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Amoeba_proteus_locomotive_form.jpg/640px-Amoeba_proteus_locomotive_form.jpg) unter der Lizenz von CC BY-SA 4.0
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