pochodzenie komÓrki zwierzĘcej · 2008-03-17 · popularne pojmowanie zwierząt: organizmy...
TRANSCRIPT
Jerzy Dzik
Instytut Paleobiologii PAN
Instytut Zoologii UW
Warszawa 2006
POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI POCHODZENIE KOMÓRKI ZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJZWIERZĘCEJ
Wykład 2.
popularne pojmowanie zwierząt: organizmy cudzożywne popularne pojmowanie zwierząt: organizmy cudzożywne
zdolne do ruchuzdolne do ruchu
przedmiotem zoologii byłyby wówczas wszystkie wiciowce przedmiotem zoologii byłyby wówczas wszystkie wiciowce
bez chloroplastówbez chloroplastów
ale chloroplasty zanikły w wielu liniach ewolucyjnychale chloroplasty zanikły w wielu liniach ewolucyjnych
pokrewne gatunki mogą mieć chloroplasty lub niepokrewne gatunki mogą mieć chloroplasty lub nie
tak jest m.in. wśród euglen tak jest m.in. wśród euglen
ZWIERZĘTA ZWIERZĘTA tradycyjne ujęcietradycyjne ujęcie
chloroplast z czterema błonamichloroplast z czterema błonami
między nimi nukleomorf z DNAmiędzy nimi nukleomorf z DNA
interpretowane jako resztka interpretowane jako resztka
eukariotycznego endosymbiontaeukariotycznego endosymbionta
CRYPTOPHYTACRYPTOPHYTAseryjna endosymbiozaseryjna endosymbioza
nucleomorph
Chroomonas
dwustopniowa symbioza
nucleomorph
krasnorost
Bangiophyceae
sinica
zielenica
Prasinophyceae
Pyrenomonas
Cryptophyceae
dyskowate dyskowate cristaecristae mitochondriów mitochondriów
chlorofil chlorofil bb obok obok aa; potrójna błona ; potrójna błona
chloroplastów (jeśli są)chloroplastów (jeśli są)
wić z prostymi mastigonemami i wić z prostymi mastigonemami i
pęczkiem mikrotubulpęczkiem mikrotubul
złożony cytoszkielet, cytostom z złożony cytoszkielet, cytostom z
pękami mikrotubul (pękami mikrotubul (cytopharynxcytopharynx), ),
ściana komórkowa tworzy śrubowe ściana komórkowa tworzy śrubowe
podłużne żebrapodłużne żebra
EUGLENYEUGLENYswobodnie żyjąceswobodnie żyjące
Euglena
wielowiciowy Stephanopogonprzypomina orzęska
microtubuli
EUGLENIDA
nieznana mejoza ani procesy płciowe
osiowa wiązka mikrotubul osiowa wiązka mikrotubul
(jak w plemniku roślin)(jak w plemniku roślin)
wydłużone mitochodrium z wydłużone mitochodrium z
rozszerzeniem (kinetoplast)rozszerzeniem (kinetoplast)
pierwotne dwuwiciowe, pierwotne dwuwiciowe,
trypanosomy mają jedną wić trypanosomy mają jedną wić
wewnątrz błonywewnątrz błony
EUGLENYEUGLENYcudzożywne i pasożytniczecudzożywne i pasożytnicze
Bodo
Trypanosoma
kinetoplast
TRYPANOSOMATIDA
(m.in. śpiączka)
osiowa wiązka mikrotubulosiowa wiązka mikrotubul
pierwotnie podwójne pierwotnie podwójne –– czterowiciowe i dwujądroweczterowiciowe i dwujądrowe
pasożytnicze beztlenowce, wtórnie utraciły mitochondriapasożytnicze beztlenowce, wtórnie utraciły mitochondria
EUGLENYEUGLENYbez mitochondriówbez mitochondriów
DIPLOMONADIDA
Giardia
Trichomonas(rzęsistkowica)
cristae mitochondriów cristae mitochondriów
tubularne (jak zielenice)tubularne (jak zielenice)
chlorofil chlorofil cc obok obok aa; potrójna ; potrójna
błona (jak eugleny)błona (jak eugleny)
prostopadle ustawione wici prostopadle ustawione wici
z włoskami (mastigonemami)z włoskami (mastigonemami)
chromosomy permanentnie chromosomy permanentnie
skondensowaneskondensowane
komórki z celulozowymi komórki z celulozowymi
tabulami wewnątrz cysterntabulami wewnątrz cystern
BRUZDNICE BRUZDNICE budowa komórkibudowa komórki
cysta
chromosomy
DINOFLAGELLATA = DINOPHYTA
pierwotnie liczne tabule i pierwotnie liczne tabule i
równikowa wić równikowa wić
ewolucja ku redukcji liczby ewolucja ku redukcji liczby
tabul i uporządkowaniu lub tabul i uporządkowaniu lub
zmniejszeniu górnej półkulizmniejszeniu górnej półkuli
BRUZDNICEBRUZDNICEewolucjaewolucja
Ceratium
200 mln lat
Prorocentrum Oxyrrhis
150 mln lat
Dinophysis
DINOFLAGELLATA = DINOPHYTA
kurczliwa „nóżka”kurczliwa „nóżka”
soczewka nad stigmąsoczewka nad stigmą
zanik tabulacji zanik tabulacji
luminescencjaluminescencja
BRUZDNICEBRUZDNICEzaawansowanezaawansowane
ErythropsidiniumNoctiluca
soczewka
mikrotubulikurczliwe
nanofilamenty
niektóre powodują toksyczne zakwity
DINOFLAGELLATA = DINOPHYTA
aparat wici przekształcony aparat wici przekształcony
w strukturę apikalną w strukturę apikalną
stadium inwazyjnegostadium inwazyjnego
wytwarzają dwojakie wytwarzają dwojakie
gamety i stadia gamety i stadia
przetrwalnikoweprzetrwalnikowe
ewolucja ku uproszczeniuewolucja ku uproszczeniu
SPOROZOASPOROZOApasożytnictwopasożytnictwo
mastigonemy
mikrotubuli
APICOMPLEXA
Gregarina
bruzdnica
Perkinsusz aparatem apikalnym
(pasożyt ostryg)
aparat apikalny
Plasmodium
Cryptosporidium
(malaria)
wyodrwyodręębnienie szlaku pbnienie szlaku płłciowego ciowego
((mimiccronuronuccleusleus) od somatycznego ) od somatycznego
((mamaccronuronuccleusleus) jak u zwierz) jak u zwierząąt t
wielokomwielokomóórkowychrkowych
u najpierwotniejszych makronukleus u najpierwotniejszych makronukleus
diploidalny, zwykle zwielokrotnione DNA diploidalny, zwykle zwielokrotnione DNA
miewają łuski; miewają łuski; pokrewne pokrewne i i bruzdnicombruzdnicom
(tubularne cristae) i euglenom (tubularne cristae) i euglenom
rozbudowany system ukorzenienia wicirozbudowany system ukorzenienia wici
ORZĘSKIORZĘSKIpochodzeniepochodzenie
cortex Tetrahymena
Loxodes
z diploidalnym makronukleusem
CILIATA
skrajna złożoność skrajna złożoność
cytoszkieletu cytoszkieletu
częściowo odziedziczona częściowo odziedziczona
po przodkachpo przodkach--wiciowcachwiciowcach
mechanosensoryczne mechanosensoryczne
kanały jonowe kanały jonowe –– wapniowe wapniowe
z przodu (odwracają ruch z przodu (odwracają ruch
wici), potasowe z tyłu wici), potasowe z tyłu
(wzmacniają)(wzmacniają)
ORZĘSKIORZĘSKIanatomiaanatomia
heterotrich Blepharisma
cytopharynx eugleny
CILIATA
orzęska
mechanosensoryczny
kanał jonowy (nicienia)
asymetria pierwotnaasymetria pierwotna
przekształcenia przekształcenia
aparatu gębowegoaparatu gębowego
wtórnie osiadłewtórnie osiadłe
ORZĘSKIORZĘSKIewolucjaewolucja
diploidalny makronukleus„poliploidalny” makronukleus
ZŁOTOWICIOWCEZŁOTOWICIOWCEewolucja jak zielenicewolucja jak zielenic
Vaucheria
Synura
CHRYSOPHYTA = STRAMENOPILES
krzemionkowa igła Dictyocha
� chlorofil a i c
� złożone mastigonemy przedniej wici
� pokrewne plechowym brunatnicom (Phaeophyta)
także pozbawione chloroplastów formy ameboidalne (Labyrinthula),
„grzyby” (Saprolegnia) i pasożytnicze wielowiciowe (Opalina)
KOKKOLITY KOKKOLITY oceaniczne wiciowceoceaniczne wiciowce
chlorofil chlorofil aa i i cc
obydwie wici gładkie; zwykle kurczliwa haptonemaobydwie wici gładkie; zwykle kurczliwa haptonema
łuski powstają w aparacie Golgiego, łuski powstają w aparacie Golgiego,
mineralizowane na zewnątrzmineralizowane na zewnątrz
stadium diploidalne ma inne łuski niż haploidalnestadium diploidalne ma inne łuski niż haploidalne
dzisiejszy muł oceaniczny
kreda pisząca
stadia wiciowe pokryte łuskami; stadia wiciowe pokryte łuskami;
złożone mastigonemy jak Chrysophytazłożone mastigonemy jak Chrysophyta
dwuczęściowe krzemionkowe skorupkidwuczęściowe krzemionkowe skorupki
pierwotnie radialna symetriapierwotnie radialna symetria
OKRZEMKI OKRZEMKI ewolucjaewolucja
raphe
Pennatae
CentralesSEM
świetlny
formowanie szkieletu
podstawa produkcji biologicznej w wodach; ziemia okrzemkowa
DIATOMAE
AMEBYAMEBYmechanizm pełzakowatościmechanizm pełzakowatości
(makrofag)
RHIZOPODA
bez ściany komórkowej bez ściany komórkowej
lokomocja ameboidalna dzięki lokomocja ameboidalna dzięki
labilności cytoszkieletulabilności cytoszkieletu
zdarza się utrata mitochondriów zdarza się utrata mitochondriów
i stadium wiciowegoi stadium wiciowego
lądowe śluzowce wytwarzają lądowe śluzowce wytwarzają
sporangiasporangia
AMEBYAMEBYskorupkowe z lobopodiamiskorupkowe z lobopodiami
RHIZOPODA
Arcella
wytwarzają organiczne skorupki wytwarzają organiczne skorupki
z doklejanymi obcymi obiektamiz doklejanymi obcymi obiektami
dawne geologiczniedawne geologicznie
Arcellida = Testacealobosa
Cyclopyxis
Difflugia
Bonniea 740 mln lat
Alopiella
pełzający wiciowiec
Cercomonas
AMEBYAMEBYskorupkowe z filopodiamiskorupkowe z filopodiami
CERCOZOA
zewnętrzne skorupki organiczne albo z zewnętrzne skorupki organiczne albo z
krzemionkowych płytek z aparatu Golgiegokrzemionkowych płytek z aparatu Golgiego
nowy zestaw płytek powstaje w trakcie podziałunowy zestaw płytek powstaje w trakcie podziału
pokrewne otwornicompokrewne otwornicom
Gromiida = Testaceafilosa
Tracheleuglypha
Chlorarachnion ma plastydy z nukleomorfem (zielenica)
organiczna Gromia
krzemionkowa
Paulinella
potomna komórka
nowe płytki
filopodium
anastomozujące nibynóżki anastomozujące nibynóżki
(granularne retikulopodia)(granularne retikulopodia)
skorupka pierwotnie organiczna, z skorupka pierwotnie organiczna, z
wbudowanymi ziarnami osadu wbudowanymi ziarnami osadu
(aglutynowana), wtórnie wapienna(aglutynowana), wtórnie wapienna
OTWORNICEOTWORNICEbentosowebentosowe
FORAMINIFERA
reticulopodia
wielokomorowa skorupka
wapienna
Allogromia
skorupka organiczna
spiralny Ammodiscus z ziarenek piasku
rurkowata
Hyperammina
OTWORNICEOTWORNICEprzemiana pokoleńprzemiana pokoleń
FORAMINIFERA
gameta
skorupki powstałe po kopulacji gamet rzadsze
(stadium diploidalnez mniejszą pierwszą komorą)
wielojądrowe (polienergidy)wielojądrowe (polienergidy)
dwuwiciowe jednakowe gamety (izogamia)dwuwiciowe jednakowe gamety (izogamia)
przemiana pokoleń haploidalnego i diploidalnego przemiana pokoleń haploidalnego i diploidalnego
(jak u roślin)(jak u roślin)
Pyrgo
od 150 mln lat pospolite w planktonie od 150 mln lat pospolite w planktonie
oceanicznym (globigeryny)oceanicznym (globigeryny)
w kalcytowej skorupce izotopowy zapis w kalcytowej skorupce izotopowy zapis
zmian klimatuzmian klimatu
OTWORNICEOTWORNICEplanktonoweplanktonowe
FORAMINIFERA
Hantkeninaprzodek miał aragonitową skorupkę
Globigerina
Heterohelix
numulit
Cycloclypeus
Discocyclina 50 mln lat
Sorites
OTWORNICEOTWORNICErafowerafowe
Nummulites 50 mln lat
symbiontami bruzdnice lub okrzemkisymbiontami bruzdnice lub okrzemki
przejrzystość zależna od nasłonecznieniaprzejrzystość zależna od nasłonecznienia
wielojądrowość i metaboliczna autonomia wielojądrowość i metaboliczna autonomia
energid pozwala na duże rozmiary energid pozwala na duże rozmiary
FORAMINIFERA
Heterostegina
RADIOLARIERADIOLARIEwewnętrzny szkielet krzemionkowywewnętrzny szkielet krzemionkowy
ACTINOPODA
actinopodium
microtubuli
krzemionkowy szkielet z radialnych krzemionkowy szkielet z radialnych
igieł i koncentrycznych sferigieł i koncentrycznych sfer
sfery koncentryczne lub szeregowesfery koncentryczne lub szeregowe
zwykle endosymbiontyzwykle endosymbionty
nieznana mejoza ani procesy płciowe510 mln lat
pokrewieństwo molekularne Choanoflagellata, pokrewieństwo molekularne Choanoflagellata,
grzybów i zwierzątgrzybów i zwierząt
wspólny dla nich plemnik z pojedynczą wicią wspólny dla nich plemnik z pojedynczą wicią
skierowaną do tyłuskierowaną do tyłu
plemniki
ORIENTACJA WICI ORIENTACJA WICI a pochodzenie zwierząta pochodzenie zwierząt
choanoflagellat
Stephanoeca
OPISTHOCONTAE
stadia pływające (mitotyczne zooospory stadia pływające (mitotyczne zooospory
lub plemniki) z wicią do tyłulub plemniki) z wicią do tyłu
chitynowa ściana komórkowachitynowa ściana komórkowa
wielojądrowa grzybnia jednokomórkowa wielojądrowa grzybnia jednokomórkowa
lub podzielona septami lub podzielona septami
GRZYBYGRZYBYwiciowewiciowe
CHYTRIDIOMYCETES
Blastocladiales
plemnik
zarodniki
Chytridiales
PalaeoblastocladiaBlastocladiales
380 mln lat
nie mają wicinie mają wici
przetrwalnikowa zygotaprzetrwalnikowa zygota
także spory bezpłciowe (konidia)także spory bezpłciowe (konidia)
pierwotnie mikoryzalnepierwotnie mikoryzalne
GRZYBY LĄDOWE GRZYBY LĄDOWE trufle i pleśńtrufle i pleśń
ZYGOMYCETES
mycorrhiza psylofitów
380 mln lat
zarodnik
Glomus
Endogone
pierwotnie pasożyty roślinpierwotnie pasożyty roślin
przetrwalnikowe spory mejotyczneprzetrwalnikowe spory mejotyczne
zwykle po osiem, wewnątrz ściany zwykle po osiem, wewnątrz ściany
macierzystej komórki (macierzystej komórki (ascusascus) lub ) lub
z niej (z niej (basidiumbasidium) wypączkowują) wypączkowują
u podstawczaków permanentna u podstawczaków permanentna
dwujądrowość od płciowego dwujądrowość od płciowego
kontaktu plech do mejozykontaktu plech do mejozy
GRZYBY WYŻSZE GRZYBY WYŻSZE owocnikiowocniki
ASCOMYCETES & BASIDIOMYCETESasci
drożdże
Saccharomyces
Taphrina
ascus
wszystkie podstawowe funkcje wszystkie podstawowe funkcje
życiowe realizują się w każdej życiowe realizują się w każdej
pojedynczej komórcepojedynczej komórce
wielokomórkowość polega na wielokomórkowość polega na
regulacji ekspresji w klonieregulacji ekspresji w klonie
DRZEWO RODOWE DRZEWO RODOWE EukaryotaEukaryota
wielokomórkowe Opisthocontae wytwarzające kolagenową wielokomórkowe Opisthocontae wytwarzające kolagenową
substancję międzykomórkowąsubstancję międzykomórkową
wywodzą się od wspólnego przodka o takich cechach ale wywodzą się od wspólnego przodka o takich cechach ale
niektóre wtórnie mogły zatracić część cech diagnostycznychniektóre wtórnie mogły zatracić część cech diagnostycznych
zwierzęta w takim ujęciu są grupą monofiletycznązwierzęta w takim ujęciu są grupą monofiletyczną
ZWIERZĘTA ZWIERZĘTA naukowo ścisłe ujęcienaukowo ścisłe ujęcie