Protozoa - Pirun Web Serverpirun.ku.ac.th/~fscibtb/download/PROTOZOA.pdf · •Kingdom Protista ... Paramecium. Nutrition ... to Chlamydomonas - 128 - 10,000 cells - somatic cell

ProtozoaDr. Boonsatien Boonsoong

Department of Zoology,Faculty of Science,

Kasetsart [email protected]

Protozoa• Kingdom Protista

• Unicellular microscopic organism

• Complete organism, Acellular organism

• Size~3-300 µm

• ~50,000 described species

Giant amoeba (Pelomyxa sp.) ~5 mm

Cell structure

• semipermeable membrane

• ลักษณะอ่อนนุ่ม ค่อนข้างเหลว (plasmalemma) สกุล Amoeba

• ถ้าหนาและแข็งขึ้นจะเรียกว่า pellicle เช่น สกุล Euglena

• บางชนิดอาจมีเปลือกหุ้ม เช่น สกุล Arcella

1. Cell membrane, plasma membrane

Cell structure

• ไม่มีส,ี สีอยู่ใน granule

• Organelle เสริมเพื่อ function of life:

• plastid

• food vacuole

• contractile vacuole

• บางชนิดแบ่งเป็น ectoplasm และ endoplasm

2. Protoplasm2.1 Cytoplasm

Stentor caelureus มี stentorin

Cell structure• ควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์

• พวก Ciliate Protozoa มี nucleus 2 ชนิด คือ

• macronucleus เกี่ยวข้องกับการควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์

• micronucleus ควบคุมกระบวนการในการสืบพันธุ์

2.2. Nucleus

ที่อยู่อาศัย (Habitat)

- ความชื้นเป็นปัจจัยสําคัญในการดํารงชีวิต - free living, symbiosis, parasite

Paramecium

Nutrition

• Chloroplast มี pyrenoid

• อาหารสะสม paramylon

• Chromoplast

• Leucoplast

• Chloroplast +Chromoplast = Chromatophore

1. Holophytic

Nutrition• ingestion

• Phagocytosis (cell eating)

• engulfment

• invagination of cell membrane

2. Holozoic

digestion egestion

Nutrition• อาหารเป็นสารอินทรีย์ละลายน้ํา

• Diffusion or Active transport

• Pinocytosis (cell drinking)

3. Saprozoic

H2O

Circulation- cyclosis (cytoplasmic streaming)

Gas exchange & Excretion- diffusion

Osmoregulation- contractile vacuoleพบใน freshwater protozoa ทุกชนิด และ marine protozoa บางชนิด

O2 CO2

H2O

น้ําเค็ม น้ําจืด

H2OH2O

H2O

Contractile vacuole

Locomotionlocomotive organelles

pseudopodium cilia flagella

Reproduction

• fission

• binary fission

• multiple fission (multiplication or schizogony)

• budding

• encystment

- Asexual

Longitudinal binary fission in Elugena Transverse binary fission in Paramecium

Reproduction

• syngamy

- Sexual

zygote (fertilized egg)

macrogamete + microgamete

• conjugation

Conjugation

+ -

macronucleus degenerate

3 nuclei disappear

mitosis

smallerpronucleiexchange

mitosis 3 times

conjugant

exconjugant3 micronuclei disappear

binary fission I

binary fission II

Classification

Amoeba proteus (Sarcodina)• น้ําจืด น้ํากร่อย น้ําทะเล ดินชื้น พบมากในน้ําจืด

• cell membrane (plasmalemma) บางนุ่ม เซลล์ไม่คงตัว เปลี่ยนแปลงตามการยื่น pseudopodium ออกไป

• cytoplasm แบ่งเป็น ectoplasm และ endoplasm (plasmagel + plasmasol)

• โภชนาการ: ใช้ pseudopodium ในการ engulfment

• osmoregulation: contractile vacuole

• amoeboid movement เคลื่อนที่ด้วย pseudopodium โดยเกาะกับวัตถุ หรืออาจลอยตัวไปในน้ํา

• การสืบพันธุ์ - binary fission เกิดทุก 3 วัน   - encystment

• พฤติกรรม  - แสง, อุณหภูมิ, สารเคมี

Other Sarcodina

• Entamoeba histolytica – amoebiasis

• Entamoeba coli

• Hydramoeba hydroxema

Naked amoeba

Other SarcodinaShell amoeba

Arcella Difflugia

Other SarcodinaShell amoeba

radiolarians foraminiferans

Other Sarcodina• foraminiferans เปลือกเป็น calcium carbonate  คืบ

คลานอยู่ตามพื้นท้องทะเลในที่ลึก 13,000 ฟุต ในมหาสมุทรแอตแลนติก  ตะกอนที่ทับถมกันเป็นเลนเรียกว่า forams ooze

• radiolarians มีโครงร่างภายในซึ่งส่วนใหญ่เป็น silicon บางชนิดเป็น strontium sulfate  ตะกอนโครงร่างทับถมอยู่ในที่ลึก 15,000 - 20,000 ฟุต ถ้าทับถมกันแน่นแข็งเป็นแผ่นเรียกว่า chert

• forams ooze และ radiolarians ooze เป็นดัชนีชี้แหล่งน้ํามันในทะเล

• เกาะบางเกาะที่เกิดจากการยกตัวขึ้นมาจากพื้นท้องทะเลจะปกคลุมด้วยเปลือก

Phytomastigophora & Zoomastigophora

Ciliatea

Euglena (Phytomastigophora)• ด้านหน้าป้าน ท้ายเรียว

• ปลายด้านหน้ามีช่องเปิดของ cytostome ซึ่งเปิดเข้า cytopharynx

โดยด้านปลายโป่งออกเรียกว่า

reservoir

• ใกล้ reservoir มี contractile

vacuole

• โคนของ cytopharynx มี stigma

• nucleus อยู่ค่อนไปทางท้ายเซลล์• Chloroplast

• Paramylon

• longitudinal binary fission

Volvox- numerous flagellate cells similar to Chlamydomonas- 128 - 10,000 cells- somatic cell- reproductive cell- cytoplasmic strand - daughter colony - macrogamete + microgamete- zygote

Phacus โครงสร้างคล้าย Euglena แต่ Phacus แบนบาง และแผ่กว้างคล้ายใบไม้

Other Phytomastigophora

Life cycle of Volvox

Source : Hickman et al. (2001)

Peranema (holozoic)

Astasia (saprozoic)

Other Phytomastigophora

Dinoflagellates (holophytic)

Ceratium

Phytomastigophora

• ส่วนใหญ่อยู่ในน้ําจืด น้ําทะเลพบน้อย• Bloom เกิดจาก phytomastigophora + algae

• ปรากฏการณ์น้ําเปลี่ยนสี (red tide) เกิดจาก dinoflagellate 

ผลเสียที่เกิดขึ้น- สารพิษต่อระบบประสาท (neurotoxin)

- ปลาตายเพราะขาดออกซิเจน และเหงือกอุดตัน

- เมื่อเซลล์ตาย เน่าเปื่อย เกิดฝ้าน้ํามันสีเหลืองหม่น เรียกว่า

ขี้ปลาวาฬ (red tide)

- ชนิดที่มีพิษร้ายแรง คือ Gonyaulax และ Gymnodinium

Choanoflagellates to sponges to metazoa • Choanoflagellates are single-celled aquatic flagellates with a unique

morphology consisting of a cell with a single flagellum surrounded by a

“collar” of microvilli.

• They have long interested evolutionary biologists because of their striking

resemblance to the collared cells (choanocytes) of sponges.

• Molecular phylogeny has confirmed a close relationship between

Choanoflagellates and Metazoa.

Carr M et al. PNAS 2008;105:16641-16646

Zoomastigophora• Trypanosoma (parasite) - sleeping sickness

• Trichomonas (parasite) - โรคในระบบสืบพันธุ์ทั้งชายและหญิง

• Trichonympha (mutualism) - อาศัยใน gut ของปลวก

Paramecium (Ciliatea)

• ด้านหน้ามน ท้ายเรียว

• ด้านข้างเว้าเป็นแอ่งร่องปาก

(oral groove) ถัดจาก oral groove

คือ buccal cavity

• ectoplasm มี trichocyst

• contractile vacuole

• transverse binary fission

• conjugation

Balantidium coliDidinium nasutum

Other Ciliatea

Other Ciliatea

Coleps Spirostomum Stentor

Vorticella Epistylis Stylonychia

Sporozoa• parasite , ระยะติดต่อ คือ sporozoite

• ต้องการ host 2 ประเภท คือ 1. principle host (definite host) 2. intermediate host

• วัฏจักรชีวิตมี 3 ขั้นตอน 1. sporogony – zygote (2n) แบ่ง meiosis สร้าง sporozoite (n) มีเยื่อหุ้มเรียก spore 2. schizogony – spore แตกออก เจริญเป็น trophozoite อยู่ใน host – mitosis เพิ่มจํานวนอยู่ในเยื่อหุ้มเรียก schizont เซลล์ข้างใน คือ merozoite (n) 3. gametogony – merozoite สร้าง macrogamete (n) และ microgamete (n) เกิดการปฏิสนธิได้ zygote (2n)

Sporozoa

Sporozoa

• Plasmodium ที่ก่อให้เกิดโรคไข้จับสั่น (malaria) ในคน

• มียุงก้นปล่อง (Anopheles) เป็น principle host

1. Plasmodium vivax  จับไข้และหนาวสั่นทุก  48 ชม.

2. Plasmodium malariae จับไข้และหนาวสั่นทุก  72 ชม.

3. Plasmodium ovale  จับไข้และหนาวสั่นทุก  48 ชม.

4. Plasmodium falciparum  จับไข้และหนาวสั่นทุก  48 ชม.

Sporozoa

• Plasmodium falciparum  ไม่มีระยะในตับ ระบาดมากที่สุดประมาณร้อยละ 50 ของการระบาด ทําให้มีการตายมากที่สุด แต่รักษาให้หายขาดได้

• อาการไข้เกิดจาก RBC ที่มี Plasmodium อยู่ จะมีการเจริญและเพิ่มจํานวน มีการสะสมของเสียที่เกิดจาก function of life  เมื่อเพิ่มจํานวนถึงจุดๆ หนึ่งจะทําให้เซลล ์host แตก ปล่อยของเสียออกมาในกระแสเลือดทําให้เกิดอาการไข้ ขณะเดียวกัน RBC ที่แตกพร้อมกันทําให้ร่างกายขาดออกซิเจนในการสร้างพลังงาน จึงเกิดอาการหนาวสั่น