Vienšūņi

Šis raksts ir par eikariotisku vienšūnas organismu grupu. Par visiem vienšūnas organismiem skatīt rakstu vienšūnas organisms.

Balantīdija

Vienšūņi jeb protozoji (Protozoa, no sengr. πρῶτος "pirmais" un ζῷα "dzīvas būtnes", daudzskaitlis no sengr. ζῷον "dzīvā būtne") ir polifilētiska eikariotisku vienšūnas organismu grupa ar heterotrofu barošanās veidu. Vienšūņi dzīvo visās ūdenstilpēs (no peļķes līdz okeānam), mitrā augsnē, augos, dzīvniekos un cilvēkā. Tos atklāja 1675. gadā pirmā mikroskopa izgudrotājs holandietis Antonijs van Lēvenhuks. Mūsdienās ir zināms vairāk nekā 30000 recentu (tagad dzīvojošu) vienšūņu sugu. Ar vienšūņu pētniecību nodarbojas bioloģijas nozare — protozooloģija.

Galvenie vienšūņu tipi

Katrs vienšūnis pieder pie kāda noteikta vienšūņu tipa. Mainīgā amēba, zaļā eiglēna un lamblijas pieder pie sarkodīnvicaiņu tipa (grieķu valodā sarkos nozīmē plazma). Raksturīga šī tipa organismu pazīme ir pārvietošanās ar māņkājiņām vai vicām. Tupelīte un bursārija ietilpst skropstaiņu jeb infuzoriju tipā (latīņu valodā infusium — uzlējums). To pazīme ir daudzas skropstiņas uz ķermeņa virsmas. Sarkodīnas un vicaiņi, kā arī skropstaiņi dzīvo galvenokārt saldūdeņos un jūrās. Pārējie vienšūņi ir parazīti.

Elpošana

Tāpat kā visi dzīvie organismi, arī vienšūņi elpo. Skābeklis nonāk to citoplazmā caur visu ķermeņa virsmu. Tas apgādā ar skābekli sarežģītas organiskās vielas, līdz tās pārvēršas par ūdeni, oglekļa dioksīdu un dažiem citiem savienojumiem. Šai procesā atbrīvojas vienšūņa eksistencei nepieciešamā enerģija. Oglekļa dioksīds elpošanas procesā izdalās caur visu ķermeņa virsmu.

Vairošanās

Visbiežāk vienšūņi vairojas bezdzimumiski — daloties. Viens indivīds parasti dod sākumu diviem meitu īpatņiem. Dalīšanās sākas ar kodola (vai kodolu) dalīšanos. Kodols izstiepjas, pakāpeniski kļūst arvien garāks un beidzot vidū pāržmaudzas. Dalīšanās laikā notiek pulsējošo vakuolu, vicu un citu organoīdu veidošanās. Organoīdi var dalīties uz pusēm, vai arī izzust un rasties jauni meitu īpatņos. Meitu īpatņus kādu laiku vēl savieno smalks citoplazmas tilts, bet beidzot arī tas pārtrūkst. Daudzi parazītiskie vienšūņi daloties izveido nevis divus, bet vairākus jaunus indivīdus. Parazīti strauji vairojas, jo tikai tā tie var izdzīvot sarežģītajos apstākļos līdz iekļūšanai saimnieka organismā.

Vienšūņiem raksturīgi 2 vairošanās veidi: bezdzimumvairošanās un dzimumvairošanās.

Bezdzimumvairošanās veidi:

1. binārā dalīšanās, kuras rezultātā, pateicoties mitozei, rodas divas meitšūnas
2. šizogonija — daudzkārtēja kodola dalīšanās ar sekojošu citoplazmas un šūnas membrānas dalīšanos, kuras fragmenti apņem jaunos kodolus
3. endodiogēnija — (iekšējā pumpurošanās)
4. sporogonija — vairošanās ar sporām.

Binārās dalīšanās laikā mitotiski dalās kodols. Organoīdi spēj dalīties, bet var arī kāds no tiem palikt vesels jaunajā organismā un otrā veidoties no jauna, kā arī var vecie organoīdi izzust un abos meitu īpatņos formēties no jauna.

Šizogonijā vispirms kodols vairākkārt sadalās. Jaunie kodoli atvirzās šūnas perifērijā un ap katru no tiem norobežojas daļa citoplazmas, kad, beidzot, mātes īpatnis sairst daudzos meitu īpatņos. Pāri paliek atlieku ķermenis, kurš sastāv no lielas daļas citoplazmas, kas ir piesātināta ar galaproduktiem. Šis vairošanās veids sekmē īpatņu skaita strauju pieaugumu.

Endodiogēniju raksturo nelielas citoplazmas un kodola daļas, jeb pumpura, noriešanās no mātes organisma. Pumpurs sākumā peld, atrod piemērotu apmešanās vietu, piestiprinās pie tās un pārvēršas par dzimumgatavu sēdošu sūcējskropstaini. Šis vairošanās veids sekmē sugas izplatīšanos.

Dzimumvairošanās notiek ar gametu palīdzību. Vienšūņiem viss ķermenis pārvēršas par gametu un gametu saplūšanu sauc par kopulāciju. Izšķir izogāmiju, kad saplūst 2 vienādas šūnas un anizogāmiju, kad saplūst 2 dažādas šūnas — liela nekustīga makrogameta un maza kustīga mikrogameta. Dažreiz novēro metaģenēzi — bezdzimumvairošanās un dzimumvairošanās maiņu. Bez tam, infuzoriju klases pārstāvjiem novēro dzimumvairošanās procesu konjugāciju, kurā 2 īpatņi īslaicīgi satuvinās un notiek ģenētiskā materiāla apmaiņa, paaugstinās kombinatīvās mainības iespējas. Visizplatītākā dzimumvairošanās paveids ir kopulācija.

Barošanās

Vienšūņa tupelītes (Paramecia sp.) shematisks zīmējums

Vienšūņi barojas autotrofi, heterotrofi un miksotrofi. Gandrīz visi vienšūņi pārtiek no gatavām organiskām vielām. Mainīgās amēbas barība ir baktērijas, vienšūnas aļģes un citi vienšūnas organismi. Amēbas izveidotās māņkājiņas apņem ceļā sastapto barības objektu un pēc tam, saplūstot kopā, medījumu ieslēdz citoplazmā. Skropstaiņiem (tupelītei un bursārijai) atšķirībā no amēbām ir šūnas mute un rīkle. Barību ievada mutē, vēzējot ap muti esošās skropstiņas. Tupelīte barojas galvenokārt ar baktērijām, bet plēsīgā bursārija — ar tupelītēm un citiem vienšūņiem.

Ap barības piciņu vienšūņa ķermenī izveidojas gremošanas vakuola, kurā no citoplazmas ieplūst gremošanas sula. Gremošanas sulas ietekmē sarežģītās barības vielas (olbaltumi, tauki un ogļhidrāti) sašķeļas vienkāršākās vielās. Tās uzsūcas citoplazmā un piedalās amēbai vai citam vienšūnim raksturīgo olbaltumu, tauku un ogļhidrātu veidošanā. Pēc tam gremošanas vakuolas pievirzās pie ķermeņa sieniņas un nesagremotās barības atliekas izgrūž laukā. Amēbām tas notiek jebkurā ķermeņa vietā, bet skropstaiņiem tikai vienā noteiktā vietā. Vienšūņu ķermenī var vienlaikus atrasties vairāki desmiti gremošanas vakuolu.

Osmotisko spiedienu regulē pulsējošā vakuola, kuru skaits katrā sugā ir nemainīgs. Pulsējošā vakuola ir kontraktils pūslītis, kur no citoplazmas ieplūst liekais ūdens. Vakuolai ritmiski saraujoties, šķidrums tiek izvadīts no ķermeņa. Pulsējošās vakuolas ir galvenokārt saldūdeņos dzīvojošiem vienšūņiem, jo citoplazmas sāļu koncentrācija ir augstāka nekā saldūdens vidē, tādēļ cauri ķermeņa apvalkam ķermenī nepārtraukti sūcas ūdens.

Zaļā eiglēna un tai līdzīgi vienšūņi var baroties gan kā zaļie augi, gan kā dzīvnieki. To citoplazmā atrodas hloroplasti, kuros gaismas klātbūtnē no neorganiskajām vielām veidojas organiskās. Tumsā šie vicaiņi uzsūc organisko vielu šķīdumu vai rij baktērijas.

Izdzīvošana nelabvēlīgos apstākļos

Pazeminoties ūdens temperatūrai, palielinoties piesārņojumam vai ūdenim izžūstot, vienšūņu kustības kļūst gausākas. Uz ķermeņa virsmas no citoplazmas izdalās ūdens un vielas, kas ap ķermeni veido blīvu apvalku. Vienšūņi veido cistu un pāriet miera stāvoklī. Iestājoties labvēlīgiem apstākļiem, vienšūņi atgūst agrāko izskatu un kļūst aktīvi. Cistas stāvoklī vienšūņi ne tikai saglabājas sliktos apstākļos, bet arī izplatās ar vēja un dzīvnieku starpniecību.

Vienšūņu savstarpējā radniecība

Savstarpēji salīdzinot dažādu vienšūņu tipu pārstāvjus, redzams, ka jebkura vienšūņa ķermenis ir vienšūnas veidojums, kas pilda visas dzīvam organismam nepieciešamās funkcijas (kustības, barošanos, elpošanu u.c.). Līdzīgi tiem notiek vairošanās, cistu veidošana. Tas norāda, ka vienšūņi ir savstarpēji radniecīgi. Par senākajiem vienšūņiem zinātnieki uzskata vicaiņus, kas, līdzīgi zaļajai eiglēnai, spēj baroties kā ar gatavām organiskām vielām (tumsā), tā ar neorganiskām vielām (gaismā). Hloroplastus saturošie vicaiņi ieņem it kā starpstāvokli starp vienšūnas aļģēm un vienšūnas dzīvniekiem. Tas norāda uz abu šo organismu grupu radniecību un izcelšanos no senajiem vicaiņiem. Zinātnieki uzskata, ka senie vicaiņi dzīvojuši uz Zemes pirms apmēram 1,5 miljardiem gadu. Pierādījums vienšūņu izcelsmei no senajiem vicaiņiem ir tādu vienšūņu esamība, kuriem vienlaikus ir gan vicas, gan māņkājiņas, kā arī skropstaiņu skropstu līdzība ar vicaiņu vicām.

Vienšūņu nozīme dabā un cilvēka dzīvē

Brīvi dzīvojošie vienšūņi

Neskatoties uz niecīgo ķermeni, vienšūņiem ir liela nozīme dabā un cilvēka dzīvē. Piemēram, tupelītes aprij ļoti daudz baktēriju un tādējādi attīra ūdeni. Vienšūņi noder par barību zivju mazuļiem, vēžiem (dafnijām un ciklopiem) un odu kāpuriem, ar kuriem savukārt barojas zivju mazuļi un citi dzīvnieki.

Jūrās un okeānos ik dienas iet bojā milzums čaulaino sarkodīnu. Nogrimstot dibenā, tās veido kaļķa nogulas. Krīts, ar kuru raksta klasē uz tāfeles, balina ēku sienas un griestus, kā arī kaļķakmens, no kura ceļ namus, sastāv galvenokārt no šo dzīvnieciņu čaulām. Pēc izmirušo (fosilo) jūras sarkodīnu čaulu atliekām ģeologi atrod naftas un citu derīgo izrakteņu slāņus.

Parazītiskie vienšūņi

Daudzu sugu vienšūņi parazitē dzīvniekos un cilvēkā. Cilvēka un daudzu zīdītāju zarnās mītošās lamblijas izraisa slimību, kura izpaužas kā zarnu darbības traucējumi. Lamblijas bieži iekļūst žultspūslī un izraisa tā iekaisumu. Aplipšana (invadēšanās) notiek, norijot vicaiņa cistas.

Lielu ļaunumu nodara dizentērijas amēba. Tās cistas cilvēka organismā visbiežāk nonāk, lietojot nevārītu ūdeni no piesārņotām ūdenstilpēm. No cistas iznākusī dizentērijas amēba ieceļo resnajā zarnā, iespiežas tās sienās un rada brūces. Cilvēka zarnās parazitē arī liels skropstainis — balantīdijs.

Nesenā pagātnē daudzās pasaules zemēs plosījās bīstama slimība - malārija. Tās izraisītājs - sporaiņu tipam piederošais malārijas plazmodijs — apmetas cilvēka asinīs (sarkanajos asinsķermenīšos). Savairojušos jauno parazītu iznākšana no sarkanajiem asinsķermenīšiem un iespiešanās citos notiek periodiski ik pēc 2 - 3 diennaktīm (atkarībā no malārijas plazmodiju sugas). Laikā, kad parazīti iznāk no sarkanajiem asinsķermenīšiem, sākas malārijas lēkme. Slimnieku krata spēcīgs drudzis, augstās temperatūras dēļ var zust samaņa. Malārijas plazmodijus izplata malārijas odi, kuru ķermenī parazīti vairojas. Veselības aizsardzības un malārijas odu apkarošanas pasākumu rezultātā malārija dažās valstīs praktiski ir likvidēta.

Dzīvnieku vidū plaši izplatīta ir kokcidioze - slimība, kuru izraisa kokcīdijas — sīki, ieapaļi sporaiņu tipa vienšūņi. Tie apmetas trušu, vistu un citu dzīvnieku zarnu epitēlija šūnās. Saslimušie dzīvnieki atsakās no barības un nobeidzas. Zināmi gadījumi, kad ar kokcidiozi saslimis arī cilvēks.

Vienšūņu sistemātika

Šeit par pamatu ir ņemta 1985. gadā izveidotā klasifikācija (no J.J. Lee, S.H. Hutner and E.C. Bovee, (eds.), An Illustrated Guide to the Protozoa, Society of Protozoologists, 1st ed., 1985.).

Apakšvalsts: Protozoa (Goldfuss, 1818) von Siebold, 1846

• Tips: Sarcomastigophora Honigberg & Balamuth, 1963

• Apakštips: Mastigophora Diesing, 1866
• Apakštips: Opalinata Wenyon, 1926
• Apakštips: Sarcodina Schmarda, 1871

• Virsklase: Rhizopodea von Siebold, 1845

• Klase: Lobosea Carpenter, 1861
• Klase: Acarpomyxea Page, 1976 (= Class Acrasea Schroter, 1886)
• Klase: Mycetozoea de Bary, 1859 (= Class Plasmodiophorea Cook, 1928)
• Klase: Filosea Leidy, 1879
• Klase: Granuloreticulosea e Saedeler, 1934 (= Class Xenophyophorea Schulze, 1904)

• Virsklase: Actinopodea Calkins, 1902

• Klase: Acantharea Haeckel, 1881
• Klase: Polycystinea (Ehrenberg, 1838) Riedel, 1967
• Klase: Phaeodarea Haeckel, 1879
• Klase: Heliozoea Haeckel, 1866

Skatīt arī

• Cista
• Šūna