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Zoologie (Fach) / Protisten (Lektion)
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- Was sind Protisten? Protisten sind einzellige Organismen, die weder Tiere, Pflanzen oder Pilze sind. CAVE: Einzellig bedeutet nicht automatisch auch „einfach gebaut“! → Eine Zelle muss alle Leistungen des Organismus übernehmen, deswegen ist die Differenzierung oft höher als bei Mehrzellern → Zellorganelle übernehmen die Funktion von ganzen Organen
- Einordnung der Amoeba Amoeben gehören zur Gruppe der Rhizopoda (Wurzelfüßer). Wurzelfüßer sind in der Lage, Scheinfüßchen (Pseudopodien) zur Fortbewegung und zur Nahrungsaufnahme auszubilden. Je nach Form werden diese Scheinfüßchen anders bezeichnet: Lobopodien: zungen- oder fingerförmig Filopodien: fadenartig, evtl. verzweigt Axopodien: fadenartig, aber steif und unverzweigt Reticulopodien: verzweigt, auch mit Querverbindungen
- Lebensweise von Amoeba Amoeben sind normalerweise frei lebend, aber es gibt auch einige parasitische Arten → z.B. den Erreger der Amoebenruhr: Entamoeba histolytica
- Aufbau von Amoeba Man kann zwischen granulärem Entoplasma und klarem Ektoplasma unterscheiden Scheinfüßchen sind in Form von Lobopodien ausgebildet entstehen durch Strömungen des Entoplasmas angetrieben durch ein Aktin-Myosin-System (ähnlich wie im menschlichen Muskel, aber mit einer geringeren räumlichen Anordnung) zur Fortbewegung und Nahrungsaufnahme Nahrungsvakuolen treten temporär auf Beute wird umkrochen und durch Phagocytose aufgenommen unverdauliche Reste werden durch Exocytose wieder augeschleust kleine Flüssigkeitsmengen werden durch Pinocytose aufgenommen Kontraktile Vakuole osmotisch bedingt strömt permanent Wasser in die Zelle ein damit die Amoebe nicht platzt, sammelt sich das Wasser in der kontraktilen Vakuole und wird durch Kontraktion über einen Porus nach außen abgegeben Zellkern
- Vermehrung von Amoeba Die Vermehrung erfolgt ungeschlechtlich durch Mitose → Agamogonie (= asexuelle Fortpflanzung)
- Radiolarien die phylogenetische Position ist unbekannt kapselartiges Skelett aus Silikat, darin ein amoeboider Körper Fortbewegung durch Pseudopodien rezent ausschließlich marin Fossilien als Leitfossilien wichtig (z.B. bei Erdölsuche, Paläoklimatologie) Skelette gesteinsbildend (Radiolarienschlamm in der Tiefsee)
- Foraminiferen Kammerlinge die phylogenetische Position ist unbekannt Gehäuse aus Calcit, mit mehreren Kammern Fortbewegung durch Pseudopodien rezent ausschließlich marin, eher in den oberen Wasserschichten Fossilien als Leitfossilien wichtig (z.B. bei Erdölsuche, Paläoklimatologie) gesteinsbildend (Felsen von Dover) Numuliten: Riesenforaminiferen, Durchmesser bis zu 15 cm
- Fortpflanzung von Foraminiferen Wechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung (heterophasischer Generationswechsel) → Wechsel zwischen einer diploiden ungeschlechtlichen Generation(Agamonten) und einer haploiden geschlechtlichen Generation(Gamonten) → aus Agamonten können sich ungeschlechtlich neue Agamonten oder Gamonten bilden → Gamonten können Meiose durchlaufen und so Gameten produzieren
- Einordnung von Paramecium Paramecium gehört zur Gruppe der Ciliaten. Ciliaten zeichnen sich durch den Besitz von Cilien zur Fortbewegung aus. Cilien ermöglichen eine präzisere Fortbewegung als Geißeln oder Pseudopodien.
- Aufbau von Paramecium Cilien Pellicula: steife Zellmembran Basalkörper der Cilien Fibrillen Mikrotubuli und Mikrofilamente Alveolen ( = Vakuolen aus der Plasmamembran, die zu einer Stabilisierung nach dem Wellpappeprinzip führen) Trichocysten: mit Sekret gefüllte Zellorganellen zur Abwehr Mikronucleus und Makronucleus (Kerndualismus) Makronucleus enthält zahlreiche Kopien der genetischen Information und steuert vegetative Vorgänge Mikronucleus entspricht einem typischen eukaryotischen Zellkern und ist wichtig für die genetische Rekombination pulsierende Vakuole (Osmoregulation) Vakuole setzt sich aus mehreren radiär angeordneten Ampullen zusammen distale Enden der Ampullen münden in Sammelkanäle Sammelkanäle stehen mit einem Tubuligeflecht in Verbindung (Spongiom) Peristom: Mundfeld Cytostom: Zellmund Cytopyge: Zellafter
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- Vermehrung von Paramecium Die Vermehrung erfolgt asexuell durch mitotische Teilung. Aber es findet durch Konjugation ein Austausch von genetischem Material statt. Dabei kommt es nicht zur Vermehrung! Ablauf der Konjugation: Paramecien lagern sich aneinander und verschmelzen in der Mundregion Mikronuclei der Partner durchlaufen 2 meiotische Teilungen → Ergebnis: 4 haploide Kerne in jeder Zelle Degeneration der Makronuclei In jedem Partner lösen sich 3 der haploiden Mikronuclei wieder auf, der 4. durchläuft eine mitotische Teilung Austausch von je einem der beiden Mikronuclei Verschmelzen der beiden nun vorhandenen Mikronuclei (ein eigener und einer vom Konjugationspartner) Mitotische Kernteilungen, Trennung der Partner Bildung eines neuen Makronucleus
- Trypanosoma gambiense: Einordnung, Aufbau Erreger der Schlafkrankheit wird zur Gruppe der Kinetoplastida gerechnet → charakteristisches Merkmal: Kinetoplast = extrem DNA-reicher Abschnitt in einem einzelnen meist körperlangen Mitochondrium 1 bis 2 Geißeln (eine ist jedoch meist reduziert) Geißel ist durch Mikrotubuli an die Zellmembran gekoppelt = undulierende Membran Glycocalyx = ca. 15 µm dicke Schicht aus Glycoproteinen, die auf die Zellmembran von endoparasitischen Formen aufgelagert ist → die Zusammensetzung des Glycocalyx ist veränderlich → dadurch Entzug der Immunerkennung durch den Wirtsorganismus
- Erscheinungsformen von Trypanosoma gambiense Je nachdem, wo der Ansatzpunkt der Geißel ist, werden 4 verschiedene Formen unterschieden: A, amastigote Form: Geißel tritt nicht hervor B, promastigote Form: Geißel am Vorderende der länglichen Zelle C, epimastigote Form: Geißel setzt in der Mitte an D, trypomastigote Form: Geißel setzt am Hinterende an
- Vermehrungszyklus von Trypanosoma gambiense Endwirt: Mensch, Säuger Zwischenwirt: Tse-Tse-Fliege Infizierte Fliege sticht Menschen und überträgt dabei Erreger (trypomastigot) Vermehrung im Bereich der Einstichstelle Weg über das Lymphsystem in den Blutkreislauf, evtl. auch ins ZNS extreme Vermehrung, bis eine bestimmte Erregerdichte erreicht ist Veränderung in eine für die Tse-Tse-Fliege infektiöse Form Aufnahme von der Tse-Tse-Fliege beim Blutsaugen Vermehrung im Mitteldarm der Fliege Umwandlung zu epimastigoter Form, Wanderung in die Speicheldrüse, Vermehrung Umwandlung in die trypomastigote Form
- Symptome der Schlafkrankeit Schwellung mit Bläschen um die Einstichstelle Fieber, Schüttelfrost, Kopf- und Gliederschmerzen Verwirrung, Koordinationsstörungen Endstadium: Dämmerzustand, Tod
- Plasmodium - Einordnung und wesentliches Kennzeichen = Erreger der Malaria wird zur Gruppe der Apicomplexa gerechnet → charakteristisches Merkmal ist der Apikalkomplex = Ansammlung von Zellorganellen am apikalen Ende zum Eindringen in den Wirtsorganismus → im Apikalkomplex sind folgende Organelle enthalten: Conoid (zur Penetration der Wirtszelle) Rhoptrien (= Sekretionsorganellen) Mikronemen (= sekretgefüllte Abkömmlinge des Golgi-Apparats) Mikrotubuliorganisationszentrum
- Plasmodium- Entzug der Immunerkennung durch den Wirt Apicomplexa sind intrazelluläre Parasiten und werden somit vom Immunsystem des Wirtes nicht erfasst.
- Lebenszyklus von Plasmodium Wirt: Mensch, Säugetier Zwischenwirt: Anophelesmücke Mücke überträgt beim Stich Erreger in den Blutkreislauf des Menschen. Die Erreger werden als Sporozoiten bezeichnet aus der Blutbahn gelangen die Sporozoiten in die Leber wo sie sich ungeschlechtlich vermehren und dort zu Schizonten / Merozoiten heranreifen Platzen der Leberzelle; Merozoiten gelangen ins Blut Befall von Erythrocyten, Vermehrung Platzen der Erythrocyten (→ Fieberschub!), Neubefall von Erythrocyten usw. In den Erythrocyten verwandelt sich ein Teil in weibl. und männl. Gametocyten Aufnahme der Gametocyten durch die Mücke beim Blutsaugen Entwicklung zu Gameten Befruchtung → Bildung einer Zygote Zygote durchbohrt die Darmwand und wird zur Oocyste In der Oocyste entstehen Sporozoiten Sporozoiten wandern zur Speicheldrüse der Mücke geschlechtliche Vermehrung in der Mücke = Gamogonie ungeschlechtliche Vermehrung im Säuger = Agamogonie