Rozmnażanie eukariotów cz.2

Sposoby rozmnażania:
-wegetatywne przez:
 podział kom. (jednokomórkowe),
 rozpad kolonii (kolonijne),
 fragmentacja plechy (wielokom.),

-bezpłciowe przez:
 zarodniki [spory] (niektóre org. wielokom.) (btw. jest taka ciekawa gra Spore ;),

-płciowe przez:
 gametogamię, czyli połączenie gamet
a) izogamia,

                                                        

b) anizogamia,
c) oogamia,

__________________

Dwie komórki, które się łączą to gamety. Gametami więc będą plemniki i kom.jajowe. Kiedy się połączą gamety osobników różnych płci powstaje zygota.

Miejsce, gdzie są wytwarzane gamety to gametangium. Gametangia żeńskie to lęgnie, a męskie to plemnie.

 Mejoza postgamiczna ( pozapłodnieniowa, dosł. mejoza po gamii): zygota (2n, bo powstała z dwu gamet 1n) szybko się dzieli mejotycznie na 4 kom. po 1n. Pewnie Cię to zastanawia jak z jednej kom. 2n powstały 4 po 1n. To jest mechanizm mejozy, który omówimy później:)

Z jednej (tylko diploidalnej, nigdy haploidalnej) zawsze powstają 4 haploidalne. Następnie te komórki dzielą się jak chcą i kiedy kolejne 2 gamety się połączą cykl zaczyna się od początku.

 Mejoza pregamiczna ( przedzapłodnieniowa, dosł. mejoza przed gamią): ten rodzaj mejozy występuje tylko u protistów (przyp. najprostszych eukariotów). Tutaj faza 2n jest dłuższa. W tym czasie zygota 2n dzieli się mitotycznie przez jakiś czas, następnie przechodzi dopiero mejozę na 4  kom. 1n. One szybko łączą się z innymi gametami, tworząc spowrotem zygotę.

 Miejsce wytworzenia gamet to gametangium.


Spory - zarodniki 1n.
Sporangium - miejsce wytworzenia zarodników.

Rodzaje przemian pokoleń:
- izomorficzna - sporofit i gametofit wyglądają identycznie.
- heteromorficzna - sporofit i gametofit różnią się od siebie wyglądem zewnętrznym.

Rozmnażanie eukariotów cz.1.

Tutaj już sprawy stają się trudniejsze, ponieważ w porównaniu do prokariotów (przyp. organizmów bezjądrowych), eukarioty (w tym protisty) znacznie powiększyły ilość swojego materiału genetycznego. Podział komórki już nie jest taki prosty. Materiał począł kondensować się w formy tzw. chromosomów.

Chromosomy uwidaczniają się jedynie w początkowej fazie podziału mitotycznego lub mejotycznego (profazie). W przypadku mitozy tworzą się, aby materiał genetyczny został podzielony równomiernie i precyzyjnie. Natomiast w przypadku mejozy dodatkowo między chromosomami zachodzi tzw. crossing-over. Jest to wymiana odcinków chromosomów (wymiana genami).



 Proces podziału stawał się bardziej skomplikowany, aż w końcu przypominał dzisiejszą mitozę.
 Mitoza jest to bezpłciowy podział komórki, w którym powstają dwie potomne. Są one identyczne z macierzystym - mają taki sam materiał genetyczny i taką samą jego ilość. Mitozę mogą przeprowadzać zarówno komórki haploidalne, jak i diploidalne.

W czasie mitozy mogą pojawiać się sporadyczne mutacje spowodowane błędami w kodzie genetycznym, jednak najczęściej są one niekorzystne i 'nosiciel' szybko ginie. Sprawdza się tu zasada: Wytrwa najlepszy. Całkowite powielanie genów zaczęło nie wystarczać...
W trudnych warunkach organizmy prawdopodobnie zaczynały łączyć się, zlewać ze sobą. Jest to tzw. gamia. W ten sposób z haploidalnych osobników 1n tworzyły się diploidalne 2n. W razie poprawy warunków komórki rozdzielały się przeprowadzając podział redukcyjny 2n ->1n , czyli mejozę.

 Mejoza jest to podział jednej diploidalnej komórki na 4 potomne, które mają zredukowaną ilość chromosomów o połowę, czyli są haploidalne.Podczas mejozy pamiętaj, że geny mieszają się (rekombinacja materiału genetycznego).

Występują również:

• przemiany pokoleń - następowanie po sobie pokolenia rozmnażającego się płciowo i bezpłciowo wraz z przemianą faz jądrowych,
• przemiany faz jądrowych - zmiana liczby chromosomów w jądrze,

Wyróżnia się dwa typy mejozy:
- postgamiczna,
- pregamiczna,

Lokomocja, czyli poruszanie się.

 Organizmy....

•  ...które potrafią się samodzielnie poruszczać charakteryzuje ruch :

                - pseudopodialny [ameboidalny] - cytoplazma wysuwa się tworząc tzw. nibynóżkę,
                - undulipodialny - kiedy wykorzystywane są rzęski lub wici,

• ...które nie potrafią się samodzielnie poruszać charakteryzuje ruch:

                - bierny - przenoszenie przez wodę,
                - żaden - organizm ma formę osiadłą i nie porusza się :)


Filmiki do ruchu:
1. Ameboidalnego.
2. Undulipodialnego.

Osmoregulacja, wydalanie.

Osmoregulacja 

Osmoza - przechodzenie wody z roztworu hipotonicznego do roztworu hipertonicznego przez błonę półprzepusczalną (tu: błonę kom.).

Obok widzimy przedstawienie roztworów. Pierwszy to hipotoniczny - cząteczek osadu jest mało - a jest dużo w nim wody; jest mało stężony.

Drugi to roztwór hipertoniczny - "hiper" oznacza czegoś nadmiar, a więc jak też widać jest dużo cząteczek osadu i stosunkowo mało cząsteczk wody; roztwór jest bardzo stężony.

Jeśli poprowadzisz strzałkę od roztworu pierwszego do drugiego, zobaczysz kierunek przepływu wody przez błonę (^czarną kreskę). Na tym przepływie właśnie polega osmoregulacja, kiedy komórka stara się wyrównać stężenia tak, aby roztwory były izotoniczne, czyli takie same.


Które organizmy morskie przeprowadzają osmozę?
 Protisty pasożytnicze (żyjące w innym org.) i morskie (żyjace w środowisku słonym -> woda zawiera różne sole) nie mają tego problemu, ponieważ ich ciała są izotoniczne z otoczeniem.
Inaczej jest w wypadku mieszkańców wód słodkich, np. jezior...
Woda z jeziora jest roztworem hipotonicznym dla organizmów. Osmoza będzie więc powodować napływanie wody do komórek organizmu. Po co? Aby go "rozcieńczyć" i przywrócić do izotonicznej równowagi.
Komórka musi więc wciąż wodę usuwać, aby nie pękła z jej nadmiaru. Tym zajmują się wodniczki tętniące. Są to specjalnie do tego wykształcone wakuole - zbierają nadmiar wody z komórki i wypompowują go na zewnątrz.
A co jeśli umieścimy komórkę w roztworze hipertonicznym?
 Woda będzię uciekać z komórki, co też będzie prowadzić do jej śmierci.

Wydalanie 

Osmoregulację organizmy słodkowodne wykorzystują też do wydalania niepotrzebnych produktów przemiany materii. Wydalają je przez wodniczki tętniące. Wszystkie pozostałe Protisty używają po prostu błon komórkowych.

______________
Możesz zapytać dlaczego to woda przepływa tylko a wszystkie substancje rozpuszczone nie. Odpowiedź jest prosta - błona nie przepuści aż tak dużych cząsteczek jak sole mineralne, cukry i inn. Dlatego też jest nazywana półprzepuszczalną.

 Na koniec filmik obrazujący przechodzenie cząsteczek wody do roztworu hipertonicznego zawierającego cukry. Jest to opisywane zjawisko osmozy, które działa podobnie jak wspomniana wcześniej dyfuzja.

Oddychanie i odbieranie bodźców - Protista.

 Protisty oddychają:
- tlenowo - większość,
- beztlenowo (fermentacja) - tylko formy pasożytnicze,

Odbieranie bodźców 
  Protisty to organizmy proste i nie mają jeszcze żadnych typowych narządów zmysłów. Jednakże formom cudzożywnym oraz innym żyjącym w zbiornikach wodnych wykształciły się pewne systemy odbioru bodźców z zewnątrz.
 Pierwszy z nich polega na odbieraniu słabych bodźców świetlnych (u miksotroficznych wiciowców) przez narząd światłoczuły. Składa się na niego fotoreceptor i plamka oczna [stigma].
_____________________
 W tym miejscu chciałabym polecić dwa filmy dotyczące ewolucji oka, które pomogą Ci zrozumieć ten mechanizm.
1. Ewolucja oka - David Attenborough.
2. Ewolucja oka - Richard Dawkins. 
_______________________ 

 Drugi z mechanizmów i zarazem najprostszym jest zmiana polaryzacji błony komórkowej. Na czym to polega? To prostsze niż myślisz. Wyobraź sobie, że pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną stroną błony jest niewielkie napięcie elektryczne. Występuje to dzięki zewnętrznemu rozmieszczeniu jonów dodatnich i wewnętrznemu jonów ujemnych.
 W momencie, gdy COŚ dotknie błony, jony przemieszczają się co powoduje zmianę polaryzacji, czyli depolaryzację. Depolaryzację dzielimy na:
- rozległą - było to coś dużego i mamy prosty komunikat "uciekać",
- lokalną - było to coś małego i mamy prosty komunikat "zjadać".

Endocytozy protistów

• Pinocytoza 

     Pobierane - substancje: drobiny białek, wielkocząsteczkowe substancje rozpuszczalne w wodzie.
 Gdy komórka chce pobrać potrzebną substancję otacza ją swoją błoną komórkową, tworząc kanalik a następnie pęcherzyk pinocytarny (wodniczkę pokarmową). Przechodząc w głąb cytoplazmy pęcherzyk rozpuszczany jest przez lizosom. Wszystko zostaje strawione.
 Błona kom.: skraca się.

• Fagocytoza 

    Pobierane - bakterie, mikroorganizmy.
  Cytoplazma zalewa dokoła mikroorganizm. Otaczająca błona komórkowa ponownie tworzy wodniczkę pokarmową, lecz znacznie większą. Lizosom trawi potrzebną zawartość pęcherzyka, natomiast resztki są usuwane na zewnątrz podczas wbudowywania się błony komórkowej.
 Błona kom : nie skraca się.









 Bywają protisty, które są otoczone pancerzykiem, pellikulą lub też alweolami*, co uniemożliwia przeprowadzanie endocytozy na całej powierzchni ciała. Dlatego odbywa się ona w specjalnie do tego przeznaczonych miejscach - cytostomach.

*alweola - pęcherzyk powietrzny u alweolatów, który leży pod pellikulą wzmacniając ją. Są częściowo odpowiedzialne za ruch pobliskich rzęsek.

[w późniejszym czasie dołączę rysunki i wideo- chwilowe problemy...mam nadzieję ;) ]

Procesy życiowe protistów - odżywianie

 

Sposoby odżywiania protistów:
- heterotroficzne/cudzożywne,

- autotroficzne/samożywne,

- miksotroficzne/samożywne, gdy jest dostępne światło; gdy nie jest - cudzożywne,


Jeśli chodzi o autotrofy, same wytwarzają sobie potrzebne do życia związki organiczne z wykorzystaniem energii ze światła słonecznego. Wykorzystanie jej umożliwiają chloroplasty, w których jest zawarty barwnik asymilacyjny ( chlorofil a, oraz dodatkowo inne rodzaje).
 Nadmiar pożywienia jest gromadzony w postaci ziaren materiału zapasowego. U Protistów mogą to być: skrobia, glikogen, tłuszcze lub inne.

Protisty heterotroficzne przeprowadzają tzw. endocytozy. Jest to trawienie związków pochodzących ze środowiska zewnętrznego w ciele komórki. Przechodzą do kom. otoczone błoną i następnie zostają rozłożone przez enzymy.
 Najprostszym sposobem  odżywiania jest wchłanianie, jednak dotyczny tylko niewielkich cząstek. Wchłanianie odbywa sie dzięki dyfuzji i osmozie.  
Dyfuzja to swobodne mieszanie się cząstek ze względu na spontaniczne zderzenia, natomiast osmoza to naturalne dążenie cząstek do wyrównania stężeń między dwoma ośrodkami.

Wchłanianie dzielimy na:
- dyfuzję prostą,
- dyfuzję wspomaganą,
- transport aktywny,

 Wyróżniamy też endocytozy:
- pinocytozę,
- fagocytozę,

I. Po lewej proces wchłaniania - konkretniej dyfuzja. Drobne cząsteczki pokarmu przenikają przez błonę do wnętrza komórki na zasadzie różnicy stężeń.








II. Wchłanianie - dyfuzja wspomagana.

III. Wchłanianie - transport aktywny zobaczyć możemy....na powyższych obrazkach. Oba typy wchłaniania wyglądać będą tak samo. Zauważyć jednak warto, że w transporcie aktywnym wchłaniane zostają większe ilości substancji odżywczych. Dokładniej o tych mechanizmach w dalszym toku nauki :)

__________
Egzocytoza - wydalanie niestrawionych resztek pokarmu. Zachodzi podczas fagocytozy.

Jeśli chcesz wiedzieć więcej o transporcie przez błonę komórkową, koniecznie zobacz mój post. 

Budowa kom. Protista

Najprostszymi organizmami jądrowymi są Protista, które obejmują:
krasnorosty, zielenice, stramenopile, alweolaty, euglenozoa, sarkodowe.

Omówię teraz ogólną budowę pojedynczej komórki:

• Błona komórkowa - białkowo-lipidowa, półprzepuszczalna. Pośredniczy między ciałem kom. a środowiskiem.
• Cytoplazma - galaretowata substancja wypełniająca kom. zawierająca zawieszone w sobie wszystkie struktury oprócz jądra.
• Siateczka śródplazmatyczna (ER, Retikulum endoplazmatyczne) -  sieć kanalików, cystern w okolicy jądra (występują dwa rodzaje).
• Aparat Golgiego - modyfikacje subst. chemicznych, wydzielanie.
• Lizosomy - uczestniczą w trawieniu, zawierają enzymy trawienne.
• Wakuole (wodniczki) - wodniczki tętniące, wodniczki trawiące; wakuole utrzymują turgor i magazynują różne substancje chemiczne (czasem szkodliwe dla kom.).
• Rybosomy - synteza białek, znajdują się na ER.
• Mitochondrium - siłownia komórki, tutaj zachodzi oddychanie i jest wytwarzana energia. Zawiera własny materiał genetyczny i rybosomy, dlatego mówi się, że jest to oragnellum półautonomiczne. 
• Plastydy - wyst. tylko u roślin, dzielą się na kilka rodzajów; niekóre z nich są nieaktywne, inne biorą udział w fotosyntezie lub magazynują subts. chemiczne. Do plastydów zaliczamy m.in. chloroplasty(zawierają własny materiał genetyczny i rybosomy, dlatego mówi się, że są to oragnella półautonomiczne).
• Jądro komórkowe - magazynuje informację genetyczną, steruje metabolizmem komórki i decyduje o podziałach.

Eukarioty - skąd się wzięły?

 Eu (właściwy, poprawny) + caryon (jądro) = eucaryota.
Eukarioty - organizmy jądrowe, czyli takie których materiał genetyczny jest oddzielony od reszty komórki.
Skąd się wzieły, jak powstały? Wyjaśnia to teoria endosymbiozy.

 1. Zanik ściany komórkowej. 
 Początkowo, gdy komórki miały ścianę komórkową ograniczała ich wzrost. Te, które miały ją cieńszą były faworyzowane przez 'Matkę Naturę'. Lepiej sobie radziły w środowisku i więcej ich przeżywało. Przez to cecha cienkiej ściany komórkowej utrwalała się. Jeszcze lepiej radziły sobie org. nie posiadające prawie ściany. Powoli ściana kom. naturalnie zaczęła zanikać z pokolenia na pokolenie (mechanizm ewolucji).

 2. System pęcherzyków i jądro.
 Komórka odżywiała się poprzez zalewanie sobą innych cząstek pokarmowych, w tym małych organizmów. Zalewanie i ciągłe cofanie się cytoplazmy spowodowało wytworzenie pęcherzyków w obrębie materiału genetycznego. Stopniowo odgrodziły materiał genetyczny tworząc jądro komórkowe.

 3. Pochłonięcie aerobów.
 Organizm pochłaniając inne organizmy tlenowe nie wszystkie trawił. Zdarzało się, że wbudowywały się one w strukturę eukarionta i żyły w endosymbiozie (symbiozie wewnętrznej). Tak powstały eukarionty tlenowe.

 4. Eukarioty samożywne.
 Jeśli eukariont pochłonął, lecz nie strawił samożywnego prokarionta również zaczynał z nim żyć w symbiozie. Tak powstały eukarioty samożywne.