Protisten Definition

Protisten sind eine Gruppe von lose verbundenen, meist einzelligen eukaryotischen Organismen, die keine Pflanzen, Tiere oder Pilze sind. Es gibt kein einziges Merkmal, wie z.B. die Evolutionsgeschichte oder die Morphologie, das all diesen Organismen gemeinsam ist, und sie werden inoffiziell in ein eigenes Königreich namens Protista eingeordnet. Daher sind Protisten keine formale Klassifikation mehr, und verschiedene Mitglieder zeigen unterschiedliche Grade der Homologie mit Arten, die zu allen fünf eukaryotischen Königreichen gehören. Es wird jedoch immer noch als ein bequemer Begriff verwendet, um eukaryotische mikroskopische Organismen zu beschreiben.

Initial umfasste diese Gruppe Bakterien und Pilze, aber jetzt besteht sie ausschließlich aus Organismen, die einen vollständig definierten Zellkern haben, mit komplexer zellulärer Struktur, aber ohne Organisation auf Gewebeebene.

Geschichte der Klassifikation

Die Protisten umfassen eine bemerkenswerte Anzahl und Vielfalt von Lebewesen, die in ihrer Artenvielfalt Bakterien und Viren weit übertreffen. Es wird geschätzt, dass es fast dreimal so viele unentdeckte wie beschriebene Protisten gibt. Aufgrund ihrer funktionellen Vielfalt und der kosmopolitischen Natur der von ihnen bewohnten Nischen sind sie für den Naturschutz und die Erhaltung der Biodiversität von entscheidender Bedeutung.

Protisten wurden erstmals in den 1860er Jahren von Ernst Haeckel als Organismengruppe klassifiziert, wobei der Begriff vom griechischen Wort protistos abgeleitet wurde, das „der Allererste“ bedeutet. Er wurde zunächst verwendet, um anzuzeigen, dass es sich bei diesen Organismen wahrscheinlich um primitive Formen von Pflanzen und Tieren handelte. Dieser Begriff erschien vor dem Hintergrund der Erfindung des Mikroskops und der Entdeckung einer Vielzahl von Mikroorganismen.

Die DNA-Sequenzierung und die Molekulargenetik haben es einfacher gemacht, evolutionäre Abstammungslinien und die Beziehungen zwischen verschiedenen Gruppen von Organismen zu bestimmen. Dies hat auch dazu beigetragen, die Protisten auf die anderen fünf eukaryotischen Reiche umzuverteilen. Einige Wissenschaftler klassifizieren sie jedoch auf der Grundlage ihrer Ultrastruktur und Biochemie. Die Klassifizierung der Protisten ist nach wie vor ein aktives Forschungsgebiet, auch wenn neue Werkzeuge für das Studium der Phylogenetik entstehen.

Charakteristika der Protisten

Protisten zeigen eine große Vielfalt an Ernährungsgewohnheiten, Fortpflanzungszyklen und Fortbewegungsarten. Einige sind autotroph und nutzen Pigmente, um Sonnenenergie zu nutzen und in einfache Kohlenhydrate umzuwandeln. Einige andere sind heterotroph wie Amöben und nehmen andere Organismen als Nahrung auf. Es ist jedoch bekannt, dass viele von ihnen als Reaktion auf die Umwelt ihren Ernährungsmodus von autotroph auf heterotroph umschalten.

Sie sind außerdem in fast jeder ökologischen Nische zu finden – von heißen Quellen bis zu arktischen Eiskappen, von Swimmingpools bis zu den Eingeweiden von Moskitos. Einige sind sogar in geothermischen Schloten in der Tiefsee zu finden.

Die meisten Protisten haben ein Mitochondrium und eine gut definierte Zellstruktur. Allerdings sind die Zellen selten in höheren Strukturen organisiert. Selbst makroskopische Arten wie der Riesentang, der mehrere Dutzend Meter lang sein kann, besteht aus großen klonalen Ansammlungen komplexer Zellen, die voll funktionsfähig und völlig unabhängig sind. Es gibt weder eine Spezialisierung der Zellen, noch die Bildung von Geweben oder Organen. Dies trägt zu dem Phänomen der Polymorphie bei, bei dem ein Protist zu einem bestimmten Zeitpunkt in seinem Lebenszyklus als unabhängige Zelle und zu einem anderen Zeitpunkt als klonales Aggregat auftreten kann. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Riesenseelilien nicht zu den Pflanzen gezählt werden.

Die Fortpflanzung erfolgt hauptsächlich durch Binärspaltung oder Knospung, was die Fortführung spezialisierter Anpassungen ermöglicht. Die sexuelle Fortpflanzung, wenn sie denn stattfindet, kann jedoch verschiedene Formen annehmen, sei es durch Selbstbefruchtung oder durch Fremdbefruchtung. Zum Beispiel hat Plasmodium, der Erreger der Malaria, sowohl eine asexuelle als auch eine sexuelle Phase in seinem Lebenszyklus. Es wird auch angenommen, dass viele Protisten eine fakultative sexuelle Fortpflanzung aufweisen.

Typen von Protisten

Protisten können anhand ihrer Form, Größe, der Art und Anzahl von Kernstrukturen, zytoplasmatischen Organellen, dem Vorhandensein von endo- oder ektoskelettalen Strukturen und so weiter klassifiziert werden. In Anbetracht ihrer Natur und Vielfalt basiert die informelle Klassifizierung jedoch oft auf Ernährung und Motilität.

Autotrophe

Autotrophe, nicht-motile Protisten werden oft als pflanzenähnlich bezeichnet, obwohl ihnen ein höherer Grad an Gewebeorganisation fehlt. Es wird geschätzt, dass Mitglieder dieser Gruppe zu fast 40 % der photosynthetischen Aktivität auf der Erde beitragen. Diese Organismen können anhand des in der Photosynthese verwendeten Pigments weiter unterschieden werden: Chlorophyll (Grünalgen), Fucoxanthin (Braunalgen) und Phycoerythrin (Rotalgen) unter anderem. Viele von ihnen treten als akzessorische Pigmente zusammen mit Chlorophyll auf.

Heterotrophe

Einige Protisten sind heterotroph und beweglich. Sie werden auf der Grundlage ihrer Fortbewegungsart klassifiziert. Einige, wie Amöben, benutzen Pseudopodien oder „falsche Füße“, während andere Geißeln oder Flimmerhärchen verwenden. Diese freilebenden Protisten gehören zu den Hauptkonsumenten von Bakterien und tragen zur Artenvielfalt in vielen Ökosystemen bei.

Protisten, die organisches Material zersetzen, wurden als pilzähnlich angesehen.

Beispiele für Protisten

Protisten sind vielfältig und kommen in einer Vielzahl von Ökosystemen vor und bilden oft die Basis der Energiepyramide – entweder als Produzenten oder als Primärkonsumenten.

Riesenkelp

Riesenkelpse sind autotrophe Algenprotisten, die ausgedehnte Unterwasserwälder bilden können. Sie tragen neben Chlorophyll auch Fucoxanthin-Pigmente, was zu ihrer braunen Farbe beiträgt. Sie kommen in flachen Ozeanen vor, die ausreichend Licht und Nährstoffe enthalten, und sind in der Lage, ein komplexes Ökosystem aufrechtzuerhalten.

Paramecium

Diese Mikroorganismen werden oft als Modellorganismus zur Untersuchung der sexuellen Fortpflanzung verwendet und sind in Gewässern weit verbreitet – von stehenden Teichen bis zum offenen Ozean. Sie haben reichlich Flimmerhärchen und nutzen diese auf koordinierte Weise, um sich fortzubewegen.

Sie sind auch dafür bekannt, dass sie gelegentlich ihre charakteristische glitschige Form verlieren, wenn sie mit extremem Umweltstress konfrontiert werden.

Parasitäre Protisten

Viele frei lebende Formen von Protisten sind Parasiten und können Krankheiten bei Tieren und Pflanzen verursachen. Plasmodium verursacht Malaria bei Menschen und Affen. Entamoeba histolytica ist die Ursache für die Amöbenruhr. Wasserschimmelpilze wie Phytophthora infestans (Verursacher der großen irischen Kartoffel Hungersnot) und Plasmopara viticola haben weit verbreitete Krankheiten in Nutzpflanzen verursacht.

• Algen – Große Gruppe von lose verwandten photosynthetischen Eukaryoten, die hauptsächlich in aquatischer Umgebung vorkommen.
• Endosymbionten – Organismen, die in den Zellen anderer Organismen leben und eine symbiotische Beziehung mit dem Wirt teilen. Mitochondrien und Chloroplasten werden als uralte Endosymbionten angesehen.
• Meiose – Eine Art der Zellteilung, die zu vier Gameten-Zellen führt, die jeweils die Hälfte der Chromosomen der Mutterzelle besitzen. Voraussetzung für die geschlechtliche Fortpflanzung.
• Phylogenetik – Studium der Evolutionsgeschichte und der Zusammenhänge zwischen verschiedenen Arten.
• Taxonomie – Studium der Klassifizierung von Arten.

Quiz

1. Welche dieser Merkmale finden sich bei allen Protisten?
A. Mikroskopische Größe
B. Sexuelle Fortpflanzung
C. Gut definierter Zellkern
D. Autotrophie

2. Warum wird der Riesentang nicht als Pflanze betrachtet?
A. Kommt im Ozean vor
B. Zu groß
C. Er unterstützt keine anderen lebenden Organismen
D. Hat keine Organisation der Zellen auf Gewebeebene

3. Die früheste Klassifizierung der Protisten umfasste Bakterien und Pilze.
A. Richtig
B. Falsch