Reino Protista

• Origem da célula eucariótica

• Características gerais do Reino Protista

• Diversidade

• Termos

• Morfologia e fisiologia

• Principais Filos

• Filogenia

Tópicos desta aula

• Eubacteria• Archaea

• Fungi

• Protista• Plantae• Animalia (= Metazoa)

Eukaryota (= Eukarya)

3 Domínios - 6 Reinos

Origem da célula eucariótica

Nível de O2

Tempo

Formação da Terra

Vida multicelular

Primeiros

eucariotos

Primeiros

procariotos

Acúmulo de O2

4,6 a 3,8 ba2,7 ba 2 a 1,4 ba

600 ma

•Os primeiros seres vivos eram bactérias anaeróbicas heterotróficas, depois surgiram as bactérias autotróficas (cianobactérias)

•Quando o O2 começou a se acumular na atmosfera, o que aconteceu com os organismos anaeróbicos?

•Uns tornaram-se extintos, outros habitaram lugares onde não havia O2 e continuaram sendo anaeróbicos e outros adquiriram a capacidade de usar O2 por si mesmo ou aprisionando células aeróbicas no seu interior

•Simbiose: hospedeiro fornece abrigo e simbionte respiração ou alimento – origem da mitocôndria e do cloroplasto

Origem da célula eucariótica

•Evidências:Mitocôndria e cloroplastos lembram bactérias - têm mais ou menos o mesmo tamanho e forma e também contém DNA

•Origem da membrana nuclear: invaginação domesossomo procarionte

Origem da célula eucariótica

Origem da célula eucariótica

•Os primeiros eucariotos eram unicelulares autotróficos, alguns perderam a habilidade de fazer fotossíntese e tornaram-se heterotróficos, alimentando-se de eucariotos autotróficos e procariotos

Reino Protista: características gerais

• Eucariontes

• Maioria unicelular

• Maioria solitários

• Apresentam mobilidade

• Maioria microscópica (2 a 200 µm = 0,002 a 0,2 mm), mas alguns (foraminíferos, dinoflagelados) são maiores que os menores animais

• Marinhos, água doce, terrestres e simbiontes

Diversidade

• Brusca & Brusca (2007) –80 mil espécies

• Hickmann et al. (2004) – 64 mil

• Ruppert et al. (2005) – 215 mil

Termos

• Protophyta (algas) - organismos eucariontes, primariamente unicelulares e autotróficos –estudados pelos botânicos

• Protozoa(grego: proto = primeiro e zoon = animal) – termo utilizado por quase 200 anos:– 1818 - nome Protozoa - subgrupo de Zoophyta

(protistas, esponjas, cnidários e outros)– 1839 – descobrimento da célula– 1845 – Protozoa apenas para organismos animais

unicelulares– 1866 – Reino Protista

Termos: Protozoa

• Maior parte do séc. XX – classificação baseada principalmente no tipo de locomoção: Mastigophora (flagelos), Ciliophora (cílios), Sarcodina (pseudópodes) e Sporozoa (sem estruturas locomotoras óbvias)

• Atualmente a classificação de Protista está em fase de reestruturação– define um grupo não natural de organismos eucariontes,

primariamenteunicelulares e heterotróficos –estudados pelos zoólogos

– filos com espécies autotróficas também são considerados pelos botânicos e recebem outros nomes

Aspectos Morfo-fisiológicos

Nutrição

• Autotróficos, heterotróficos ou ambos

• Autotróficos – possuem cloroplastos e fazem fotossíntese

• Heterotróficos– Saprotróficos e holozóicos

– Saprotróficos– absorvem matéria orgânica dissolvida por difusão, transporte por mediação ou endocitose (pinocitose)

Mais O2

MenosO2

DIFUSÃOQuantidade de soluto (ex. O2)

Soluto (O2)

Membrana plasmática permeável ao soluto

Exterior Interior da célula

Exemplo de transporte por mediação

Membrana plasmática

proteína

lipídios

alimento

Exemplos de endocitose

Nutrição

• Heterotróficos– Holozóicos– alimentos sólidos (partículas

grandes ou presas inteiras) por endocitose(fagocitose)

• Citóstoma (= “boca celular”)

• Vacúolo digestivo

• Citofaringe

• Citoprocto (= “ânus celular”)

Respiração

• Maioria aeróbica

• Sem nenhuma estrutura especializada para esta função: oxigênio entra e gás carbônico sai por difusão

• Alguns anaeróbicos obrigatórios ou facultativos

• Bioindicadores: sucessão de espécies ao longo de modificações de alimento e oxigênio ligadas a degradação

Osmorregulação

• Transporte de água e íons

• Membrana plasmática (MP) e complexo vacuolar contrátil

• Complexo vacuolar contrátil = vacúolo contrátil (grande vesícula esférica) + espongioma(vesículas ao redor do vacúolo)

• Espongioma coleta fluido do citoplasma e transfere para o vacúolo que se contrai e expele o fluido para o exterior do indivíduo através de um poro

• Principalmente em espécies de água doce

Vacúolo contrátil (VC) e espongioma (E)

VC

VC

E

E

Mais NaCl

MenosNaCl

OSMOSEQuantidade de soluto (ex. NaCl)

H2O

Membrana impermeável ao soluto, mas permeável à água

Água doce

Sustentação e proteção

• Apenas MP (ex. amebas nuas) – permite grande flexibilidade e plasticidade na forma

• Formas celulares mais ou menos constantes

– “reforço” com citoesqueleto (microfilamentos, microtúbulos ou alvéolos) logo abaixo da MP (MP + citoesqueleto = película)

– cobertura mais ou menos completa, interna ou externa (teca, testa, lórica, concha), secretada pela célula ou pelo acúmulo de partículas do ambiente

Citoesqueleto• Sistema de túbulos e filamentos - suporte, mantém

a forma e permite movimentos• Composto de

– Microfilamentos– estruturas protéicas finas e lineares –suporte e contração muscular

– Microtúbulos- pouco maiores - proteína tubulina -movimento dos cromossomos durante a divisão celular, movimento de cílios e flagelos e das organelas

– Alvéolos: vesículas vazias ou com secreções

Sustentação e proteção

Película com microfilamentose microtúbulos

Película com alvéolos

Tecas

Sustentação e proteção

Extrussomos• Organelas envoltas por membranas com substâncias

químicas• Eliminação da substância por estímulos • Tricocistos– haste em forma de “farpa” – defesa mecânica

contra predadores – ex. Paramecium• Toxicisto– haste com uma base bulbosa contendo

substância tóxica – defesa e predação – ex. Dileptus• Mucocistos– descarregam filamentos mucosos – cistos

protetores e captura de presas – ex. Didinium• Haptocistos– funciona como um arpão – capturar a presa –

ex.Acineta

Organelas locomotoras

• Flagelos, cílios e pseudópodos

• Flagelos e cílios diferem no comprimento (flagelo é maior) e no número (geralmente cílios são mais numerosos), mas estruturalmente são idênticos

Organelas locomotoras

• Flagelos– Movimento: ondas passam da base para o ápice (como

um chicote) e movimentam o indivíduo para a direção oposta

– Algumas espécies apresentam pelos laterais (=mastigonemas) nos flagelos

Organelas locomotoras

• Cílios– Geralmente em fileiras – cinetias

– Simples ou múltiplos (cirros e membranelas)

Organelas locomotoras

• Cílios– Movimentos mais ágeis que flagelos: ondas

metacronais – distúrbio da água causado por um cílio estimula o batimento do cílio seguinte – alguns podem reverter o sentido do batimento

Organelas locomotoras

• Pseudópodos: Movimento

Sensibilidade

• Tato – reações locomotoras

• Luz – fotossintetizantes tem taxia positiva; muitos flagelados tem estigmas na região anterior

• Substâncias químicas – diferenciam itens alimentares e não alimentares

• Calor

Reprodução

• Assexuada ou assexuada + sexuada

• Assexuada – divisão do organismo em 2 ou mais células filhas por mitose – clones

• Fissão binária, múltipla e brotamento

Reprodução

• Sexuada– Gamontes: indivíduos que produzem gametas

– Gametas: isogametas ou anisogametas

– Meiose

Rep. assexuada –mitosePode também ser diplóide 2N

Rep. sexuada -meiose

Ciclo dominante haplóide

Ciclo dominante diplóide Ciclo co-dominante

haplóide-diplóide

Reprodução

• Encistamento– protista secreta uma substância ao redor de si e fica inativo – períodos desfavoráveis

• Dispersão– tanto na forma imóvel (cisto) quanto na móvel – correntes de água, vento, presos a animais

Filos: entre 11 e 45!

• Euglenida – mil espécies

• Kinetoplastida – 600

• Ciliophora – 12 mil

• Apicomplexa – 5 mil

• Dinoflagellata – 4 mil

• Stramenopila – 9 mil

• Rhizopoda – 200

• Actinopoda – 4.240

•Granuloreticulosa – 40 mil

•Diplomonadida – 100

•Parabasilida – 300

•Choanoflagellata

•Chlorophyta

•Opalinida

•Microspora – 800

•Cryptomonada

•Ascetospora

Classificação segundo Brusca & Brusca 2007

INTERVALO DE 15 MINUTOS

Filo Euglenida

• Euglena

• Maioria água doce (comuns em locais ricos em matéria orgânica); algumas espécies marinhas e estuarinas

• Película com microfilamentos e microtúbulos

• Maioria não é colonial

• Ampla variedade de formas

Filo Euglenida

• 2 flagelos se originam de uma invaginação na extremidade anterior – o reservatório – de comprimento desiguais (Euglena spp.) – ou de comprimento iguais mas diâmetros diferentes (Peranema

spp.) – o mais espesso usado para locomoção e o mais delgado para alimentação e fixação

• Citóstoma na base do reservatório (não envolto por película), seguido da citofaringe

• 1 vacúolo contrátil descarrega no reservatório • Reprodução assexuada por fissão binária longitudinal;

reprodução sexuada não confirmada

Euglenasp.

Filo Euglenida

• 2/3 das mil espécies são heterotróficas incolores (ex.Peranema) e 1/3 são autotróficas esverdeadas (ex. Euglena)

• Espécies fotossintetizantes armazenam reservas nutritivas na forma de paramilo sintetizado no cloroplasto e armazenado no citoplasma e possuem estigma –sensibilidade à luz

• Mesmo as fotossintetizantes precisam de certas vitaminas obtidas do ambiente; podem perder cloroplastos ou no escuro tornarem-se heterotróficas

• Heterotróficas – saprotróficas e holozóicas (bactérias e outros protistas)

• Peranema– órgão bastão (2 bastões rígidos) protraído para capturar e puxar a presa

predador

presa

Filo Euglenida

• Algumas espécies indicadoras de qualidade de água

• Algumas espécies extraem metais pesados da água

• Surtos tóxicos – morte de peixes no Japão

• Poucos parasitas – invertebrados e girinos

Filo Kinetoplastida

• Mitocôndria única alongada –Cinetoplasto(região corada do DNA mitocondrial) – razão do nome do filo

• Película revestida de glicoproteínas que dificultam o reconhecimento pelo sistema imune do hospedeiro – a camada de glicoproteínas é mudada ciclicamente

Filo Kinetoplastida

• Heterotróficos• Vida livre – ex.Bodo -alimentos sólidos –

fagocitose (citóstoma - citofaringe – vacúolo digestivo) – água marinha, salobra e doce e solo úmido

• Parasitas – ex. Trypanosoma eLeishmania -alimentos líquidos – pinocitose – endoparasitasintra e extracelulares do trato digestivo de invertebrados, floema de plantas e sangue de vertebrados

Filo Kinetoplastida

• Somente 1 flagelo nos parasitas – muitas vezes este fica encostado na lateral da célula e sua membrana externa está ligada com a MP do corpo; quando o flagelo bate, a MP da célula é levantada em uma crista ondulante

• Bodonídeos têm 2 flagelos

BodoTrypanosoma

Filo Kinetoplastida

• Reprodução por fissão binária longitudinal; reprodução sexuada não foi observada

Filo Kinetoplastida

Trypanosoma

• Vertebrados terrestres infectados por insetos hematófagos e aquáticos por sanguessugas

• Doença do sono (África – glândulas salivares da moscatsé-tsé) –T. brucei

• Doença de chagas (América Latina - fezes do barbeiro)– T. cruzi– Estima-se entre 12 e 14 milhões de infectados por ano na

América Latina– No Brasil: estima-se 2 a 3 milhões de infectados -30% dos

infectados morrem– Aumento e deformação do coração e sistema digestivo

barbeiro

Triatoma infestans– Triatominae – Reduvidae –Heteroptera – Insecta – Arthropoda – Metazoa - Eukaryota

No VertebradoSangue periférico – tripomastigota –invadem células (principalmente musculares) – amastigotas – divisão binária – ruptura da célula -tripomastigota

No Barbeiro•Intestino anterior – tripomastigota –epimastigota•Intestino posterior – fissão binária –tripomastigotas

Filo Kinetoplastida

• Leishmania – leishmaniose cutânea e visceral (baço, fígado, medula e

linfonodos)

– transmitida pelo mosquito palha ou birigui (Phlebotominae) para vertebrados

– No Brasil: L. braziliensis, L. gyanensis L. amazonensiseL. infantum(a última causa a visceral)

– cerca de 30 mil casos registrados no Brasil em 2004 (mais de 90% cutânea)

Leishmaniose cutânea

Leishmaniose visceral

Leishmania

Mosquito palha ou birigui (Lutzomyia ouPhlebotomus)

No Vertebrado:Amastigota intracelular -macrófagos – rompe e vai para o meio intercelular

No mosquito:Sistema digestivo -promastigota

invertebradovertebrado

Filo Ciliophora

• Cílios – simples ou múltiplos

• Bentônicos e planctônicos na água doce, salobra e marinha, solo úmido, simbiontes (mutualistas com ruminantes, alguns parasitam peixes)

• Alvéolos; extrussomos; alguns secretam tecas externas

• Euplotes– usam cirros para “caminhar” sobre superfícies

• Espécies errantes (a maioria) ou sésseis (ex.Stentor–pedúnculo de fixação contém elementos contráteis chamados de mionemas compostos de espasmina que requer cálcio)

• Poucas espécies coloniais

Filo Ciliophora

• 2 tipos de núcleos

– macronúcleo controla o funcionamento geral da célula, várias formas

– micronúcleo tem função reprodutiva

• Reprodução assexuada por fissão binária e brotamento

• Reprodução sexuada por conjugação – sem produção de gametas – há troca de micronúcleos

Filo Ciliophora

• Poucos parasitas (peixes, mamíferos e invertebrados)

• Maioria de vida livre – alimentando-se de protistas ou invertebrados microscópicos, filamentos de algas, bactérias, detritos

Em Didinium:• toxicistos• citofaringe éevertida para capturar presas grandes

Filo Ciliophora

• Comedores de suspensão (ex.Stentor) – cílios orais especializados que criam correntes de água que levam partículas até o citóstoma

• Acineta– sucção – adultos não apresentam cílios nas formas adultas e sim tentáculos com pontas dilatadas – haptocistos – tubo temporário no tentáculo –sugados pra dentro –vacúolos digestivos

Filo Apicomplexa

• Todas parasitas – tratos digestivos e cavidades do corpo de invertebrados e vertebrados

• Complexo apicalprende o parasita na célula do hospedeiro e libera uma substância que faz com que a célula do hospedeiro se invagine e arraste o parasita pra dentro do citoplasma num vacúolo –presente apenas nos estágios móveis (esporozoítos e merozoítos)

• Plasmodium –malária - mosquitoAnopheles• Toxoplasma –toxoplasmose – carne crua de gado,

carneiro e porco e fezes de gatos

Filo Apicomplexa

• Alvéolos• Sem cílios, flagelos ou pseudópodos• Alimentação por pinocitose e fagocitose• Reprodução assexuada por fissão binária e

múltipla • Reprodução sexuada por iso ou

anisogametas• Ciclo envolvendo 1 ou mais hospedeiros

Filo Dinoflagellata

• Aquáticos – 90% planctônicos marinhos• Bioluminescência• Alguns formam colônias• Zooxantelas- dinoflagelados imóveis que vivem

dentro de hospedeiro invertebrado ou protista• Maré vermelha – muita espécies (ex. Gonyaulaxe

Gymnodinium) produzem toxinas (saxitoxina) que bloqueiam a bomba de sódio-potássio dos neurônios – acumulam-se na cadeia trófica

Maré vermelha

Gymnodinium

Filo Dinoflagellata

• 2 flagelos – giram quando se locomovem (grego,dinos = rodando) – sulco longitudinal –movimento para frente e sulco equatorial –movimento giratório

• Alvéolos podem ser preenchidos com celulose (tecados) ou vazios (nus)

• Autotróficos (metade das espécies), heterotróficos (incolores e sem cloroplastos) ou ambos

• Nas autotróficas a xantofila mascara a clorofila –cor parda

Filo Rhizopoda

• Amebas

• Pseudópodos do tipo lobópodos (largos e arredondados) ou filópodos (estreitos) usados para locomoção e alimentação –pé em forma de raiz

• Ambiente aquático e solo úmido

• Nuas (ex.Amoeba) ou tecadas (ex. ArcellaeDifflugia)– Nas tecadas o material é secretado pela célula ou retirado

do ambiente

Amoebaspp.

Arcella

Filo Rhizopoda

• Maioria de vida livre, alguns parasitas (principalmente artrópodos, anelídeos e vertebrados)

• Naegleria fowleri –água doce- meningite amebiana – fatal – amebas entram nas vias nasais e vão para o cérebro

• Entamoeba hystolytica –disenteria amebiana-através de contaminação fecal – liberam enzimas que corroem o revestimento do intestino

Filo Rhizopoda

• Alimentação por pinocitose e fagocitose

• Sem citóstoma, citofaringe e citoprocto

• Fissão binária; reprodução sexuada não confirmada

Filo Actinopoda

• Planctônicos marinhos ou bentônicos de água doce

• Maioria com forma esférica

• Pés raiados– axópodes – pseudópodos muito finos, rígidos e longos em forma de agulha sustentados por um centro interno de microtúbulos localizado na região central da célula– Captura de presas, flutuação e fixação

– Com vesículas bidirecionais

Filo Actinopoda

• Maioria com uma teca interna orgânica ou silicosaperfurada– Axópodos emergem através dos poros e não são

recolhidos para dentro da teca como nas amebas e foraminíferos

– Também ocorrem outros tipos de pseudópodos

• A teca separa 2 regiões do protista: endoplasma e ectoplasma– Endoplasma contém o núcleo e outras organelas– Ectoplasma – mitocôndrias, muitos vacúolos

(alimentares e para flutuação), extrussomos e pode abrigar simbiontes fotossintéticos

Filo Actinopoda

• Locomoção limitada

• Todos heterotróficos

Filo Actinopoda

• Fissão binária, múltipla e brotamento

• Reprodução sexuada é rara, geralmente quando as condições ambientais não são favoráveis

Filo Granuloreticulosa

• Filo mais diverso• Aquáticos, maioria marinhos e bentônicos• Teca sobre a MP com 1 ou várias câmaras (1

grupo não possui teca)– orgânicas– flexíveis, compostas de proteínas e

mucopolissacarídeos – calcárias - camada orgânica reforçada com calcita – aglutinadas- materiais retirados do ambiente

embebidos numa camada de mucopolissacarídeo secretada pela célula

Filo Granuloreticulosa

• Pseudópodos do tiporeticulópodos emergem por 1 ou várias aberturas da teca, formando uma rede

• Heterotróficos por fagocitose

• Herbívoros, carnívoros e onívoros

• Reprodução assexuada (brotamento e fissão múltipla) e sexuadaReticulópodos: vesículasbidirecionais

secretam substância pegajosa que aprisiona as presas – aspecto granular

Filo Granuloreticulosa

• Foraminíferos• Excelente registro fóssil - usados por geólogos e

paleontólogos– Ex. indicativo de temperaturas passadas: tecas

enroladas para a esquerda baixa temperatura e para a direita alta temperatura

• Maioria do giz, mármore e rocha calcária mundiais são compostos em grande parte por tecas de foraminíferos

• Antes de serem depositadas no fundo, as tecas servem de abrigo para vários pequenos invertebrados marinhos

Filo Diplomonadida

• Um par de grandes núcleos• Normalmente 8 flagelos

• Sem mitocôndrias e Golgi

• Apenas membrana plasmática

• Fissão binária longitudinal, reprodução sexuada não conhecida

Filo Diplomonadida

• Predominantemente simbionte do tubo digestivo de animais, normalmente não patogênico

• Giardia lamblia– diarréia e dor intestinal em humanos – formam cistos

• Hexamita salmonis(salmão e truta) e H. meleagridis(peru)

• Os poucos de vida livre encontrados em águas poluídas

• Heterotróficos - fagocitose de bactérias oupinocitose de nutrientes do hospedeiro

Filo Parabasilida

• Mutualistas obrigatórios do sistema digestivo de insetos xilófagos e dos sistemas digestivo, respiratório e reprodutivo de vertebrados

• Trichonympha –intestino de cupins

• Trichomonas vaginalis –vagina e uretra da mulher e próstata, vesícula seminal e uretra do homem

Filo Parabasilida

• Fibra parabasal – feixe de microtúbulos – ajuda na sustentação

• Apenas membrana plasmática

• Com flagelos – de 4 a milhares

• Sem mitocôndria, mas com Golgi

• Heterotróficos - pinocitose e fagocitose

• Fissão binária e reprodução sexuada

Trichonympha

Filo Choanoflagellata

• Marinhos e de água doce

• Grupo irmão dos animais– principais sinapomorfias: sequências de DNA e 1

flagelo circundado por colarinhotransparente em forma de cesta que atua como rede de captura de alimento

• Sésseis (podem ter pedúnculos) ou livre-natantes

• Solitários ou coloniais

Filogenia

Vídeo

Bibliografia desta aula

• Brusca & Brusca, capítulo 5 • Ruppert et al, capítulos 2 e 3 • Rey, capítulos 10 a 30 – protistas de

importância médica

Bibliografia para a próxima aula

• Barnes et al., cap. 2