¡Descarga Apunts microbiologia y más Resúmenes en PDF de Biología solo en Docsity!
- Comprendre i conèixer l’estructura i la fisiologia dels microorganismes.
- Distingir les característiques d’alguns grups significatius de microorganismes per tal
d’apreciar-ne la gran diversitat.
- Raonar sobre el sentit de les classificacions dels éssers vius i els possibles criteris
que s’utilitzen.
- Reconèixer la importància ecològica dels microorganismes.
- Conèixer la constitució dels virus i el seu cicle de reproducció.
- Valorar la importància de les aplicacions dels microorganismes en diverses activitats hu-
manes.
Objectius previstos
Microorganismes
9 i virus
Abans de començar...
Organització dels continguts
Recorda
- Bàsicament, la cèl·lula eucariota es distingeix de la procariota perquè conté un embolcall nuclear que aïlla el material genètic de la res- ta de la cèl·lula.
- A més dels regnes vegetal i animal que hem tractat en diverses ocasions, existeixen tres regnes més d’éssers vius: el regne de les mo- neres, el regne dels protoctists i el regne dels fongs.
- Els bacteris, els protozous i els fongs són re- presentants, respectivament, d’aquests tres regnes.
- Els virus són estructures amb una única fun- ció vital: la reproducció. Per aquesta raó, no se’ls considera éssers vius.
En aquesta unitat estudiarem els bacteris, els virus, els protozous i els fongs. Tot i que s’acos- tumen a estudiar com a microorganismes, al- guns es poden observar a simple vista.
És el cas d’alguns protozous que no són mi- croscòpics. Especialment destacable és el cas dels fongs que, juntament amb nombrosos exem- plars microscòpics, presenten espècies que for- men espectaculars i artístics cossos fructífers com els bolets.
Tots els microorganismes inclouen espècies cau- sants de greus malalties humanes que tracta- rem en el següent bloc d’unitats.
El fet de conèixer detalls del món dels microor- ganismes ens ajuda a percebre en tota la seva amplitud la meravella del fenomen de la vida.
1.1. Estructura cel·lular
1.2. Fisiologia bacteriana
1.3. Classificació dels bacteris
1.4. Cicles biogeoquímics
5. Usos dels
microorganismes
1. Bacteris
3.1. Estructura cel·lular
3.2. Fisiologia dels protozous
3.3. Ecologia
3.4. Classificació dels protozous
3. Protozous
4.1. Estructura cel·lular
4.2. Fisiologia dels fongs
4.3. Ecologia
4.4. Classificació dels fongs
4. Fongs
2.1. Estructura dels virus
2.2. Cicle de replicació
2.3. Classificació dels virus
2. Virus
Funcions
La paret cel·lular bacteriana:
- Proporciona forma i rigidesa a la cèl·lula. Les cèl·lules procariotes po- den ser arrodonides (cocs), en forma de bastó (bacils), corbes (vibrions) o en espiral (espirils).
- Protegeix la cèl·lula de possibles atacs de patògens o substàncies que la podrien destruir.
- Permet el pas de substàncies nutritives i de rebuig.
- Evita l’esclat osmòtic en mitjans hipotònics.
Membrana plasmàtica
Té una estructura similar a la de la cèl·lula eucariota, amb un gruix de 7,5 a 8 nm. Tanmateix, en difereix en algunes de les funcions.
Estructura
Està formada per una doble capa de fosfolípids, amb proteïnes incloses. Els fosfolípids presenten les regions hidròfiles polars cap a l’exterior de la membrana i cap al citoplasma. Les cadenes hidròfobes apolars d’àcids grassos es dirigeixen cap al centre de la bicapa.
La membrana conté múltiples proteïnes, entre les quals hi ha enzims com ara permeases i, en alguns grups, pigments fotosintètics, com ara bacterioclorofil·les.
En moltes espècies, pot formar plecs cap a l’interior de la cèl·lula. D’a- questa manera, n’augmenta la superfície. Aquests plecs s’anomenen mesosomes.
Funcions
La membrana plasmàtica acompleix diverses funcions. Les principals són:
- Regula l’ intercanvi de substàncies entre l’interior i l’exterior cel·lular.
- Controla la síntesi i el creixement de la membrana i de la paret cel·lu- lar.
- Contribueix a la distribució dels components cel·lulars cap a les cèl·lules filles durant la reproducció.
A més, desenvolupa altres funcions, que en la cèl·lula eucariota són prò- pies d’orgànuls com les mitocòndries, com ara el transport electrònic de la cadena respiratòria i la síntesi d’ATP.
En alguns grups que contenen bacterioclorofil·la, aquesta es concentra en la membrana per tal de dur a terme la fotosíntesi.
Genòfor
Els bacteris contenen un únic cromosoma, anomenat genòfor. No pos- seeix embolcall nuclear que el separi de la resta de la cèl·lula.
De vegades, també contenen plasmidis.
Estructura
El cromosoma està constituït per una doble cadena de DNA, tancada sobre si mateixa i molt replegada.
Proteïna de membrana
Fosfolípid
Fosfolípid
Bacterioclorofil·la
Cap hidrofílic Cua hidròfoba
Citoplasma (^) Ribosoma
Grànul de glicogen
Genòfor
Mesosoma
Carboxisoma
Grànul de midó
Paret cel·lular
Grànul d’àcid β-hidroxibutíric
Vesícula gasífera
Grànul de polifosfat
Membrana plasmàtica
Clorosoma
Funcions El cromosoma controla les funcions de la cèl·lula i transmet les carac- terístiques hereditàries a les cèl·lules filles. Els plasmidis contenen gens que proporcionen avantatges als bacteris, com ara resistència als antibiòtics.
Citoplasma
Té una estructura fibrosa, similar al citoesquelet de les cèl·lules euca- riotes. Està constituït per proteïnes que s’entrellacen per formar una matriu. La resta està format per un 80 % d’aigua. A més del genòfor, conté els ribosomes i les inclusions citoplasmàti- ques. Les fibril·les entrellacen tots els components de l’interior de la cèl·lula, inclosos els ribosomes, que en la cèl·lula eucariota estan lliu- res.
Ribosomes Són els responsables de la síntesi de proteïnes. En els bacteris, la trans- cripció i la síntesi de proteïnes es duen a terme totalment en el cito- plasma.
Inclusions citoplasmàtiques En les cèl·lules bacterianes existeixen diversos tipus d’inclusions en- voltades per una membrana que consisteix en una única capa en la qual predominen les proteïnes.
- Els vacúols de gas són vesícules d’aspecte cilíndric. Afavoreixen la flotació dels bacteris que viuen en un medi aquàtic.
- Els carboxisomes, que també s’anomenen cossos polièdrics, són pe- tites estructures membranoses que contenen ribulosa difosfat carbo- xilasa (rubisco), el principal enzim fixador de diòxid de carboni per al cicle de Calvin. Per tant, són presents en els bacteris fotoautòtrofs i quimioautò- trofs.
- Els clorosomes són vesícules allargades que entapissen l’interior de la membrana plasmàtica i contenen pigments verds fotosintètics. Són característics dels bacteris que realitzen la fotosíntesi.
- Altres inclusions contenen materials cel·lulars de reserva. Així, es presenten diversos tipus d’inclusions citoplasmàtiques, com les de midó, glicogen, àcid -hidroxibutíric o polifosfats.
Altres estructures presents en alguns tipus de bacteris A més dels elements que hem explicat, existeixen altres estructures que poden pertànyer a determinats tipus de bacteris. Entre aquestes estructures trobem la càpsula, els flagels i les fímbries.
Ribosoma 70 S
Subunitat major 50 S
Subunitat menor 30 S
1.2. Fisiologia bacteriana
Els bacteris poden colonitzar qualsevol substrat i viure en els ambients més diversos, fins i tot els de condicions més extremes, on no és pos- sible cap altra forma de vida.
Aquesta elevada capacitat d’adaptació es deu a tres característiques de la seva fisiologia:
- La diversitat en els tipus de nutrició els permet d’utilitzar com a fonts d’energia i de matèria una gran varietat de recursos.
- Les cèl·lules tenen una taxa de divisió molt elevada. Això afavoreix una ràpida extensió pel medi en el qual es desenvolupen.
- Mitjançant mecanismes de resistència com les espores, poden so- breviure a condicions adverses, com la manca d’aigua, de nutrients, etc.
La nutrició
Els bacteris constitueixen l’únic grup d’éssers vius que posseeixen re- presentants de tots els tipus de nutrició que expliquem en la unitat 8.
- Els bacteris fotoautòtrofs utilitzen la llum com a font d’energia, com en el cas dels bacteris que contenen clorosomes amb pigments ca- paços de realitzar la fotosíntesi.
La font de matèria més freqüent és el CO 2 que, igual que les plantes, capten de l’atmosfera i l’incorporen al cicle de Calvin. També poden utilitzar el sofre i compostos de sofre (S, H 2 S), o l’amoníac, NH 3 , per tal d’obtenir les molècules necessàries per al metabolisme. Un exem- ple de bacteris fotoautòtrofs són els que pertanyen al gènere Chloro- bium.
- Els bacteris fotoheteròtrofs utilitzen també la llum com a font d’ener- gia, encara que la font de matèria no és el CO 2 , sinó compostos orgà- nics, en la seva majoria glúcids. Els bacteris del gènere Rhodospiri- llum són fotoheteròtrofs. - Els bacteris quimioautòtrofs oxiden diversos compostos inorgànics (NO 2 – , NH 3 , H 2 S). Com a font de matèria poden te- nir diversos substrats (CO 2 , S, H 2 S, NH 3 ), igual que els bac- teris fotoautòtrofs. El gènere Nitrobacter està constituït per bac- teris quimioautòtrofs. - Els bacteris quimioheteròtrofs utilitzen glúcids, lípids i pro- teïnes per a l’obtenció d’energia i de matèria.
Algunes espècies quimioheteròtrofes colonitzen altres éssers vius, dels quals obtenen els nutrients. De vegades, aquesta relació beneficia tant els bacteris com l’organisme al qual colonitzen, i altres vegades el perjudiquen, com en el cas dels bacteris que provoquen malalties.
També poden ser descomponedors de les restes de matèria orgànica, la qual cosa els converteix en microorganismes amb un important paper ecològic. El gènere Mycobacterium con- té exemples de bacteris quimioautòtrofs.
Clostridium tetani és el bacteri causant del tètanus.
Els bacteris que utilitzen oxigen per a degradar la matèria i per a obte- nir ATP s’anomenen aeròbics. Aquests bacteris desprenen CO 2 com a producte final de l’oxidació.
Quan no utilitzen l’oxigen, els bacteris són anaeròbics. Degraden la matèria orgànica per mitjà de fermentacions, en les quals l’acceptor d’e- lectrons és una molècula orgànica. En alguns tipus de fermentacions es pot desprendre diòxid de carboni. Alguns bacteris anaeròbics utilitzen nitrits o sofre com a acceptors d’electrons, al final del procés.
Els bacteris anaeròbics es poden classificar en:
- Anaeròbics estrictes. No toleren l’oxigen i moren. Pertanyen a aquest grup alguns gèneres de Clostridium. - Anaeròbics facultatius. El seu metabolisme depèn de la presència d’oxigen; si hi ha oxigen en el medi l’utilitzen; si no, poden prescindir- ne i utlilizar un altre acceptor d’electrons. Escherichia coli pertany a aquest grup. - Aerotolerants. No utilitzen l’oxigen però en toleren la presència. Strep- tococcus thermophilus és un bacteri d’aquest tipus.
La relació
Els bacteris es mouen orientats envers estímuls concrets. Aquests mo- viments s’anomenen tactismes. Les condicions del medi poden induir els bacteris a acostar-se, per exemple per tal de nodrir-se, o bé a allu- nyar-se, davant la presència d’un element nociu.
Es produeixen tres tipus de moviment en els bacteris:
- Moviment quimiotàctic. Determinades concentracions de substàn- cies provoquen el moviment. Els nutrients, com ara glúcids (maltosa, glucosa…) o aminoàcids, com la serina, atreuen determinats bacteris.
En canvi, les substàncies tòxiques per als bacteris, com el lisozim de les llàgrimes, els repel·leixen, i el moviment s’orienta cap al sentit con- trari.
- Moviment fototàctic. Els bacteris fotosintètics responen als estí- muls lluminosos.
Així, s’ha comprovat que els bacteris vermells, que contenen bacte- rioclorofil·la i carotenoides, es desplacen cap a la llum.
- Moviment aerotàctic. Els bacteris aeròbics estrictes es desplacen cap a zones on hi ha una concentració d’oxigen més gran, mentre que els anaeròbics estrictes ho fan en sentit contrari.
Exercicis
- Explica quines són les diferències entre els bacteris autòtrofs i els he- teròtrofs.
- Lactobacillus és un tipus de bacteri que utilitza la lactosa, el sucre de la llet, com a font d’energia i de matèria. — A quin grup de bacteris pertany segons el seu tipus de nutrició?
1.3. Classificació dels bacteris
Existeixen diferents maneres de classificar els bacteris; en aquest llibre utilitzem el sistema que es basa en el tipus de nutrició que presenten.
A continuació, mostrem alguns grups de bacteris classificats segons aquest criteri:
Grup Característiques
Bacteris fotoautòtrofs
Bacteris que realitzen la fotosíntesi i utilitzen CO 2 o sofre (S, H 2 S) com a font de matè- ria. Contenen bacterioclorofil·la i carotenoides per tal de captar la llum. La seva paret és gramnegativa. S’hi inclouen els bacteris vermells del sofre, com Thiospirillum, i els bacteris verds, com Chlorobium.
Bacteris quimioautòtrofs
Els bacteris quimioautòtrofs creixen normalment en la foscor sobre substrats minerals, dels quals obtenen energia i matèria. Els substrats que utilitzen són compostos del nitrogen (NH 4 , NO – 2 ), minerals que con- tenen ions de ferro, sofre (H 2 S), hidrogen molecular i monòxid de carboni. Poden presentar paret gramnegativa o grampositiva, segons l’espècie. Un exemple de bacteri nitrificant és l’espècie Nitrobacter, mentre que Gallionella per- tany als bacteris del ferro.
Bacteris quimioheteròtrofs aeròbics
Són capaços d’uilitzar nombrosos compostos orgànics com a nutrients. Utilitzen O 2 en el seu metabolisme, i desprenen CO 2 com a producte final. La seva paret és gramnegativa. Exemples: Pseudomonas, Rhizobium.
Bacteris quimioheteròtrofs que formen endòspores
Utilitzen substrats orgànics. Són bacteris que viuen en el sòl i formen endòspores. Existeixen espècies aeròbiques i anaeròbiques. Moltes són patògenes, ja que produei- xen toxines. La seva paret és grampositiva. Dos dels grups més característics són Clostridium i Bacillus.
Bacteris fotoheteròtrofs
Bacteris vermells que no són del sofre. Duen a terme la fotosíntesi i es nodreixen mit- jançant compostos orgànics, com àcids grassos, alcohols i glúcids. Aquest és un procés anaeròbic. Tanmateix, algunes espècies són aeròbiques, i poden créixer en la foscor per oxidació de substrats orgànics. La seva paret és gramnegativa. Alguns exemples d’aquests bacteris són Rhodomicrobium i Rhodopseudomonas.
Bacteris aeròbics faculta- tius
Són un grup de bacteris que utilitzen molècules orgàniques com a substrat. En absèn- cia d’oxigen, realitzen fermentacions anaeròbiques, i en presència d’oxigen, duen a terme la respiració. Tenen paret gramnegativa. Algunes de les espècies més conegudes són Escherichia coli, Salmonella, Shigella.
Bacteris fermentadors
El seu metabolisme és fermentatiu; per tant, són anaeròbics. Un dels grups més cone- guts són els bacteris de l’àcid làctic, que utilitzen glucosa i lactosa com a substrat; com a resultat s’obté àcid làctic_._ La seva paret és grampositiva. Lactobacillus i Leuconostoc pertanyen a aquest grup de bacteris.
1.4. Cicles biogeoquímics
Tots els elements necessaris per a la vida (nitrogen, sofre, carboni, fòs- for…) són transformats cíclicament. Un cicle biogeoquímic és el recorregut que segueix un element quí- mic en la natura: és captat del medi ambient pels éssers vius, passa d’un ésser viu a un altre, i torna de nou al medi. Els bacteris contribueixen de manera decisiva al reciclatge continu d’aquests elements. Vegem amb detall els cicles del nitrogen i del sofre, i algunes caracte- rístiques del cicle del carboni i del fòsfor.
Cicle del nitrogen
El nitrogen es troba principalment en forma de gas (N 2 ) i constitueix el 78 % del volum de l’atmosfera. Per als éssers vius, el nitrogen és un element imprescindible com a com- ponent de les proteïnes i dels àcids nucleics.
El nitrogen també és captat i fi- xat al sòl mitjançant les des- càrregues elèctriques dels llamps, que dissolen el N 2 en aigua de pluja i l’incorporen al sòl en for- ma d’àcid nítric (HNO 3 ). Els fertilitzants dels conreus tam- bé incorporen al sòl nitrats o sals d’amoni.
Els bacteris fixadors de nitrogen són els organismes capaços de captar-lo de l’atmosfera per mitjà de la fixa- ció i transformar-lo en amoníac (NH 3 ).
Rhizobium és un gènere de bacteris fixadors de nitrogen que s’associa com a simbiont a les arrels de les plantes lleguminoses formant nòduls.
Azotobacter i Clostridium són bacteris fixadors de nitro- gen que viuen lliures en el sòl.
La nitrificació és la transformació de l’amoníac en ni- trats. Els bacteris nitrificants són els responsables d’a- quest procés. En concret, el gènere Nitrosomonas trans- forma l’amoníac en nitrits, i el gènere Nitrobacter passa els nitrits a nitrats.
Una part dels nitrits retornarà novament a l’atmosfera en
forma de nitrogen gas, pel fet que són sotmesos a un pro- cés de desnitrificació per part dels bacteris desnitri- ficants, com Rhodobacter i Agrobacterium. Els nitrats són captats per les plantes, que serveixen d’a- liment als animals. D’aquesta manera, el nitrogen s’in- corpora a tots els éssers vius, formant part de les pro- teïnes i els àcids nucleics. Els compostos de nitrogen que excreten els éssers vius, com també les restes procedents de la mort dels orga- nismes, es degraden fins a NH 3 en un procés anomenat amonificació. Aquest procés és dut a terme per bacte- ris del gènere Clostridium. El NH 3 pot ser transformat novament en nitrats, i així es completa el cicle.
Desnitrificació
Fixació (^) Nitrificació Bacteris Amonificació fixadors de nitrogen
Bacteris desnitrificants
Bacteris nitrificants
N 2
NO 3 –
NO 2 –
NH 3
2. Virus
Els virus són estructures acel·lulars i no es consideren éssers vius. Les seves dimensions oscil·len entre els 20 i els 300 nm. A causa de les seves petites dimensions, no van poder ser observats fins a mitjan se- gle XX, quan es va inventar el microscopi electrònic. Van ser fotografiats per primera vegada el 1942. Els virus no presenten metabolisme propi i aconsegueixen la seva re- producció com a paràsits obligats intracel·lulars dels éssers vius. Poden parasitar bacteris i cèl·lules eucariotes.
2.1. Estructura dels virus
La seva estructura és molt simple. Consten de:
- Una coberta exterior de proteïnes, anomenada càpsida. De vegades, també posseeixen un embolcall extern, que procedeix de la bicapa lipídica de la cèl·lula infectada; s’hi troben, però, proteïnes específi- ques del virus.
- En el seu interior contenen un àcid nucleic, que pot ser DNA o RNA. El DNA pot ser lineal o tancat sobre si mateix. Tant el DNA com l’RNA poden estar formats per una cadena senzilla o una cadena do- ble.
La càpsida està formada per subunitats proteiques anomenades capsò- mers. La unió dels capsòmers i la seva distribució en l’espai determinen la forma del virus. Se’n distingeixen tres models bàsics:
L’any 1892, el científic rus Di- mitri Ivanovski va demostrar l’existència del virus que provo- ca la malaltia del mosaic del ta- bac. Va efectuar un extracte de fulles de tabac malaltes, i el va fer pas- sar per un filtre de porcellana, que tenia uns porus tan diminuts que no permetien el pas dels bacteris més petits. Amb el líquid que travessava el filtre, va inocular plantes sanes, que aviat van manifestar la ma- laltia.
Àcid nucleic Càpsida
Virus polièdrics. La càpsida està for- mada per nombrosos capsòmers que formen un poliedre. Aquest poliedre pot tenir moltes cares.
És el cas del virus de la varicel·la.
Virus helicoïdals. Els capsòmers s’enrotllen en espiral formant un ci- lindre. És helicoïdal el virus del mosaic del tabac.
Virus de forma combinada. Una zona de la càpsida, anomenada cap, té for- ma polièdrica i una altra zona, anome- nada cua, forma helicoïdal. Un exemple d’aquest tipus és el virus T2, que infecta bacteris.
2.2. Cicle de replicació
En el cicle de replicació d’un virus es distingeixen dos períodes: un pe- ríode inactiu extracel·lular i un període infectiu intracel·lular.
En el període extracel·lular les partícules víriques no presenten cap ti- pus d’activitat metabòlica ni reproductiva, són totalment inerts.
Durant aquesta fase poden ser fàcilment destruïts per agents físics, com les elevades temperatures, o químics, com el lleixiu.
En el període intracel·lular es distingeixen diverses fases:
— Entrada a la cèl·lula. Per diversos mecanismes el virus penetra en la cèl·lula o bé li injecta el seu material genètic.
L’acció d’enzims proteolítics cel·lulars dissol la càpsida i deixa l’àcid nucleic del virus en contacte directe amb el citoplasma de la cèl·lula hoste.
— Síntesi de proteïnes i replicació de l’àcid nucleic. En aquesta fase el virus utilitza la maquinària metabòlica de la cèl·lula per a obtenir rèpliques de si mateix. A més dels gens que codifiquen per a la sín- tesi de les proteïnes de la càpsida, alguns virus contenen informació per a la síntesi d’enzims propis que replicaran el seu material genè- tic. En els virus amb un genòfor de menors dimensions, els enzims uti- litzats en la replicació són els característics de la cèl·lula infectada.
— Acoblament dels components del virus. Els components de la càp- sida es polimeritzen i s’uneixen a les còpies del material genètic del virus. D’aquesta manera es produeixen desenes de milers de còpies del virus, amb capacitat per a infectar noves cèl·lules.
— Sortida de les partícules víriques. Pot esdevenir-se seqüencial- ment, de manera que els virus surten de la cèl·lula per un procés anomenat gemmació, inclosos en fragments de la membrana de la cèl·lula infectada, o bé s’alliberen per lisi de la cèl·lula i la sortida de totes les partícules víriques s’esdevé alhora.
Els virus amb embolcall extern efec- tuen una fusió d’aquest embolcall amb la membrana de la cèl·lula infectada, de manera que la partícula vírica que- da immersa en el citoplasma.
Els virus sense embolcall extern penetren en la cèl·lula per endocitosi o invaginació de la membrana cel·lu- lar a la zona on s’ha adherit el virus.
Els bacteriòfags són un grup de vi- rus especialitzats a infectar bacteris. S’adhereixen a la paret cel·lular i in- jecten l’àcid nucleic cap a l’interior del bacteri.
2.3. Classificació dels virus
Els virus es classifiquen en famílies. S’agrupen segons la forma de la seva càpsida, la seva mida i l’àcid nucleic que contenen.
Els virus animals, vegetals i bacterians es classifiquen separadament. Per la seva importància en relació amb les malalties infeccioses, que tractarem en la unitat següent, resumim les característiques d’algunes famílies de virus animals.
Exercicis
- Observa les fotografies següents i identifica a quin tipus de virus, se- gons la forma de la seva càpsida, corresponen.
— Quin és un virus bacteriòfag? Descriu algunes característiques d’a- quest tipus de virus.
Existeixen unes partícules més petites que els virus, anomena- des prions. Els prions són molècules de proteïna que posseeixen la pro- pietat de transformar-se en estructures inestables. Aquesta alteració pot causar malalties molt greus en els animals i en l’ésser humà. Família Forma Mida (nm) Àcid nucleic
Herpesvirus 200 2 cadenes de DNA lineal
Picornavirus 27 1 cadena de RNA lineal
Paramyxovirus 200 1 cadena de RNA lineal
Orthomyxovirus 110 8 cadenes de RNA lineal
Retrovirus 50 1 cadena de RNA lineal
3. Protozous
Anthony van Leeuwenhoek fou qui, en el segle XVII, va observar per pri- mera vegada els protozous. El seu aspecte i la seva activitat van sug- gerir als científics el nom de protozous (del grec proton ‘primer’ i zoon ‘animal’), ja que aparentaven ser petits animals primitius. En l’actualitat, els protozous no s’inclouen dins del regne animal, sinó dins del regne dels protoctists. Són organismes eucariotes, unicel·lu- lars i heteròtrofs. Tanmateix, alguns exemplars presenten característiques típiques dels éssers vegetals, com la presència de pigments sensibles a la llum i la capacitat per a realitzar la fotosíntesi.
3.1. Estructura cel·lular
La cèl·lula dels protozous presenta les característiques pròpies d’una cèl·lula eucariota.
Membrana plasmàtica. La cèl·lula està envoltada per una membrana plasmàtica típica, és a dir, una bicapa lipídica amb proteïnes incloses. En alguns grups de protozous, per la part exterior de la membrana exis- teix un glicocalze, una capa de mucopolisacàrids amb una funció pro- tectora i que participa en les reaccions de reconeixement cel·lular. Citoplasma. S’hi poden distingir el hialoplasma i els orgànuls envol- tats de membrana. En el hialoplasma és habitual diferenciar una part fluida i homogènia i una altra més viscosa, d’aspecte granular i amb abundants inclusions.
Pel que fa als orgànuls, podem trobar-hi els components característics de qualsevol cèl·lula eucariota animal amb les seves funcions habituals, com ara l’aparell de Golgi o el reticle endoplasmàtic. Alguns grups de protozous presenten components modificats com a conseqüència del seu mode de vida, com ara el vacúol contràctil que posseeixen els pro- tozous de vida aquàtica lliure i que permet d’evacuar a l’exterior l’ai- gua que, per fenòmens d’osmosi, penetra a l’interior de la cèl·lula.
Protozou del gènere Paramecium.
Membrana plasmàtica
Vacúol contràctil Glicocalze
Embolcall nuclear Macronucli
Vacúols
Mitocondri
Ribosoma
Citoplasma
Aparell de Golgi
Reticle endoplasmàtic
Micronucli
Funció de relació Els protozous viuen en medis líquids, ja sigui en aigües dolces, en ai- gües marines o en els líquids corporals dels animals. En general, es mouen en aquests medis d’una manera molt activa buscant l’aliment i les condicions ambientals més adequades. Aquest tipus de moviments s’anomenen tactismes i són una clara ma- nifestació de la funció de relació. Els protozous presenten quimiotac- tisme i geotactisme, entre d’altres. Les estructures especialitzades en el moviment són els pseudopodis, els cilis i els flagels. Els pseudopodis se solen presentar en els protozous que no tenen coberta externa i, per tant, poden deformar la superfície cel·lular. A més d’intervenir en el procés de nutrició, permeten el moviment de l’organis- me. L’emissió dels pseudopodis es deu a canvis en la consistència del ci- toplasma i a la participació de fibres del citoesquelet. En alguns grups amb coberta esquelètica, els pseudopodis s’emeten a través de petits orificis d’aquestes cobertes i s’estenen al voltant del protozou. Els cilis i flagels, l’estructura dels quals està formada per microtúbuls, es mouen de maneres diferents:
- Els cilis es mouen en dos temps: primerament, baten amb força l’ai- gua i provoquen el desplaçament de la cèl·lula; a continuació, recu- peren la posició inicial amb un moviment lent.
- Els flagels es mouen a partir d’un moviment ondulatori constant que s’origina en la seva base i recorre tota la longitud del flagel. Les cèl·lules que contenen cilis acostumen a tenir-ne en gran nombre, distribuïts per tota la cèl·lula o localitzats en zones específiques com al voltant de la boca. Les que tenen flagels en presenten un nombre re- duït, normalment 1 o 2, i sempre en regions concretes de la cèl·lula; aquests flagels poden desaparèixer en alguna fase del cicle vital. En els grups que no presenten orgànuls especialitzats en el moviment, es produeixen contraccions i flexions de la cèl·lula que impulsen l’or- ganisme. En alguns grups es formen quists com a formes de resistència en pe- ríodes de condicions desfavorables. Quan les condicions ambientals tornen a ser favorables, el quist ab- sorbeix aigua, la seva coberta s’obre i s’allibera el protozou.
Funció de reproducció
Els protozous presenten sistemes de reproducció asexual i sexual.
Reproducció asexual
És el tipus de reproducció més freqüent. Es pot produir per divisió binària: — El nucli de la cèl·lula es divideix, mitjançant mitosi, per originar dos nuclis amb idèntica dotació genètica. — Al mateix temps, duplica els seus orgànuls cel·lulars i, finalment, es divideix originant dos individus fills genèticament idèntics.
Moviment de cilis
Moviment de flagels
Dos exemples d’una divisió binària: a dalt, una divisió longitudinal; a baix, una divi- sió transversal.
També es pot presentar una divisió múltiple. En aquest cas:
— La divisió del nucli no va seguida de la divisió del citoplasma, sinó d’una nova divisió dels nuclis fills.
— El procés es repeteix diverses vegades, de manera que s’obtenen cèl·lules amb nombrosos nuclis, anomenades esquizonts.
— Finalment, cada nucli s’envolta d’una part de citoplasma que conté els orgànuls imprescindibles i es divideix per a formar tantes cèl·lu- les filles o esquizoits com nuclis conté.
Aquest procés també s’anomena esquizogònia.
En alguns grups, la reproducció asexual pot ser també per gemma- ció. Per aquest procediment:
— Sobre la superfície de l’organisme es defineix un bony o gemma que va augmentant de mida.
— La gemma es desenvolupa fins a assolir les característiques d’un in- dividu adult. A partir d’aquest moment es pot desprendre i adoptar una manera de vida lliure.
Reproducció sexual
Aquest tipus de reproducció comporta la unió de dues cèl·lules anome- nades gàmetes que es fusionen i originen un zigot. El desenvolupa- ment del zigot dóna lloc a un nou individu.
Els gàmetes poden ser de característiques molt similars, anomenats isogàmetes, o bé molt diferents o anisogàmetes. S’anomena isogà- mia o anisogàmia la unió de cada tipus de gàmetes.
Per tal de mantenir constant el nombre de cromosomes de l’espècie, en algun moment del cicle vital es produeix la meiosi.
Molts protozous es reprodueixen de manera asexual un nombre inde- finit de generacions. Tanmateix, és molt més habitual que es presen- tin cicles biològics en els quals es produeixen fenòmens de repro- ducció asexual que s’alternen amb processos de reproducció sexual.
D’altra banda, en els grups de protozous que presenten macronucli i mi- cronucli es produeix la conjugació, és a dir, un intercanvi de material genètic entre dues cèl·lules.
Plasmodi vivax és el protozou causant de la malària o paludis- me. El seu cicle biològic supo- sa el pas per dos hostes dife- rents: el mosquit Anopheles i l’ésser humà. En el primer es des- envolupa la part del cicle que im- plica la reproducció sexual i en el segon, l’asexual.
Esquizont Esquizoits
Gemmació.
