ĐỘNG VẬT NGUYÊN SINH (PROTOZOA)

ĐỘNG VẬT NGUYÊN SINH
(PROTOZOA)
Giáo viên: TS. Bùi Thị Việt Hà
Mở đầu
•
Động vật nguyên sinh (Protozoa) là nhóm xuất hiện sớm nhất trong giới Động vật. Ước tính hiện nay có
khoảng 38.000 loài.
•
Đặc điểm chung:
–
Kích thước hiển vi từ 2 - 4 micromet, tuy vậy cũng có những loài có kích thước lớn, mắt thường có thể
nhìn thấy được:
Một số có kích thước đặc biệt: Trùng cỏ
Bursaria
có cơ thể dài tới 1,5mm; đường kính của loài Trùng lỗ
(
Foraminifera
) đạt đến 10mm, cá biệt có loài Trùng lỗ hóa thạch có vỏ đạt tới kích thước 15cm.
–
Cơ thể đơn bào là đặc điểm xuyên suốt toàn ngành. Về hình thái, Protozoa tương đương với một tế bào
nhưng về mặt sinh lý, chúng là một cơ thể hoàn chỉnh, do đó chúng có nhiều nét đặc trưng riêng.
1. Phân bố
Protozoa sống ở nhiều loại môi trường ẩm. (môi trường ẩm là rất cần thiết vì chúng nhạy
cảm với sự mất nước)
•
Phần lớn sống tự do trong nước (trong môi trường nước ngọt và nước mặn)
•
Một số sống trên cạn (dưới dạng sống hoại sinh tại những chỗ có vật chất hữu cơ phân
hủy trong đất)
•
Một số sống kí sinh (trong cơ thể thực vật, động vật)

1. Phân bố
Những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng Protozoa là nhóm Đa
phát sinh. Taxon “Protozoa” không nên áp dụng làm tiêu chí
phân loại thực sự trong lịch sử tiến hóa phân tử. Tuy nhiên,
thuật ngữ này vẫn có thể dùng để chỉ nhóm các động vật đa
phát sinh, ít có họ hàng với nhau nhưng có chung đặc điểm
hình thái, sinh sản, sinh thái học và một số đặc điểm
hóa sinh.
2. Tầm quan trọng và ảnh hưởng
•
Protozoa chính là một phần lớn trong các sinh vật phù du – plankton (có vai trò vô cùng
quan trọng trong chuỗi thức ăn)
•
Vai trò trong nghiên cứu hóa sinh và sinh học phân tử (nhiều con đường chuyển hóa
trong protozoa đều xuất hiện ở hầu hết các tế bào nhân thực khác)
•
Một số loài gây bệnh ở người và động vật (sốt rét, lị tiêu chảy )
3. Hình thái và cấu tạo chung
Vì protozoa là tế bào nhân thực, nên về nhiều mặt, hình thái và sinh lý của chúng giống như
các tế bào ở động vật đa bào. Tuy nhiên, vì tất cả các chức năng sống diễn ra trong duy nhất 1
tế bào nên protozoa có nhiều đặc điểm hình thái và sinh lý đặc trưng riêng.
3. Hình thái và cấu tạo chung
A. Đối xứng cơ thể:
Hình dạng của protozoa rất đa dạng, có hầu hết các kiểu đối xứng của động vật, ví dụ:
•
Trùng Chân giả chưa có đối xứng,
•
Trùng Phóng xạ, Trùng Mặt trời có đối xứng tỏa tròn.
•
Trùng Lỗ (

Globotrucana
) có đối xứng hai bên;
•
Trùng Cỏ có cơ thể mất đối xứng.
3. Hình thái và cấu tạo chung
B. Vỏ ngoài: Ở một số loài, phần tế bào chất nằm ngay dưới màng tế bào tồn tại ở thể bán rắn
(gelatin) > đó được gọi là phần Ngoại chất.
Phần gốc của Tiêm mao (flagella) hay Tiên mao (cilia) và các cấu trúc sợi tương tự khác đều gắn ở
phần Ngoại chất.
3. Hình thái và cấu tạo chung
B. Vỏ ngoài:
•
Một số nhóm protozoa chưa có vỏ, chỉ được bao ngoài đơn giản bởi
màng tế bào, chưa có hình dạng cố định.
•
Một số thuộc lớp Trùng Roi, Trùng Cỏ có cơ thể được bao ngoài bởi lớp
màng phim (pellicula), có hình dạng ổn định.
•
Một số thuộc lớp Trùng Lỗ có lớp vỏ cuticun đặc trưng bao ngoài do
ngoại chất tiết ra. Trong nhiều trường hợp lớp vỏ này được ngấm thêm
SiO
2
và CaCO
3
để tăng cường chức năng nâng đỡ và bảo vệ.
3. Hình thái và cấu tạo chung
C. Phần Nội chất và các bào quan:
Bên dưới phần Ngoại chất là phần Nội chất, có đặc tính lỏng và hạt,
vì là nơi chứa phần lớn các cơ quan tử.
Nhưng thường thì protozoa có 2 loại nhân riêng biệt là Nhân lớn

(macronuleous) và Nhân bé (micronucleus):
•
Nhân lớn thường gắn với nhiệm vụ dinh dưỡng và các quá trình
tái tạo.
•
Nhân bé là nhân lưỡng bội, liên quan đến sự tái tổ hợp gen trong
quá trình sinh sản và là nguồn hình thành nhân lớn.
3. Hình thái và cấu tạo chung
C. Phần Nội chất và các bào quan:
Không bào thường xuất hiện trong tế bào chất của protozoa. Chúng phân hóa thành các
dạng:
•
Không bào co bóp (contractile vacoules) điều hòa áp suất thẩm thấu, áp suất
được duy trì nhờ vào sự bơm nước liên tục của không bào, thường có ở các loài
sống trong môi trường nhược trương. Nhiều loài sống ở môi trường biển hoặc kí
sinh không có không bào co bóp.
•
Không bào tiêu hóa (phagocytic vacuoles) phổ biến ở các loài protozoa “ăn thịt”
và ki sinh.
•
Không bào chế tiết (secretory vacuoles) chứa một số enzym đặc hiệu, tham gia
vào quá trình thoát nang (excystation) ở một số loài có bào tử.
3. Hình thái và cấu tạo chung
D. Cơ quan tử chuyển vận:
•
Chân giả (pseudopodia) – đó là phần phình ra của tế bào chất (gắn liền
với sự biến đổi giữa dạng gel và sol của tế bào chất), điển hình là trùng
Amip. Có tác dụng di chuyển và bắt mồi.
•
Tiêm mao (flagellate) điển hình ở Trùng Roi.

•
Tiên mao (cilia) hay các lông bơi, mọc xung quanh cơ thể, quanh miệng.
Thường kết hợp thành dạng phiến để tạo chuyển động sóng hoặc tạo
thành túm ceri (ở Trùng Nhảy)
3. Hình thái và cấu tạo chung
D. Cơ quan tử chuyển vận:
4. Kiểu dinh dưỡng
Ở protozoa có cả 3 kiểu dinh dưỡng:
•
Dinh dưỡng tự dưỡng gặp ở Trùng Roi, cơ thể của chúng chứa hạt diệp lục để thực hiện chức
năng này.
•
Dị dưỡng thực bào hay “ăn thịt” là khi protozoa hấp thu các thức ăn như vi khuẩn bằng cách
thực bào và sau đó hình thành không bào tiêu hóa (điển hình ở Amip). Một số loài có cấu trúc
riêng gọi là cytostome (miệng).
•
Hoại sinh thường có ở các loài kí sinh, đó là sự hấp thu các chất hòa tan (như axit amin, glucose)
qua màng tế bào thông qua ẩm bào, khuếch tán, hoặc kênh vận chuyển trung gian (khuếch tán có
hỗ trợ hoặc vận chuyển chủ động).
4. Kiểu dinh dưỡng
Tiêu hóa ở Trùng Cỏ -
Paramecium caudatum
4. Kiểu dinh dưỡng
•
Phần lớn các loài protozoa sống kị khí, không có ty thể, không có cytochrome, và có
một chu trình Krebs không hoàn chỉnh.
•
Tuy nhiên, một số loài có gắn trên màng các cơ quan tử nhỏ gọi là hydrogenosome.
Cấu trúc này mang một chuối truyền điện tử riêng biệt, với H
+

là chất nhận điện tử
cuối cùng  hình thành khí hydro.
•
Một số loài có nhiều loại hình thái ty thể khác biệt như: Dạng lá discoid cristae (ở
trypanosomes
); dạng ống tubular mitochondria cristae (ở
celiates, sporozoa
); dạng
phiến lamellar cristae (ở
foraminiferans
)
5. Sự hóa nang và thoát nang
•
Nhiều loài protozoa có khả năng hóa nang – hóa bào tử (encystation). Chúng phát triển vào giai đoạn
cyst, đó là dạng ngủ của tế bào với đặc trưng hình thành vách ngăn với môi trường xung quanh, hoạt
động trao đổi chất giảm tối đa. Hình thành bào tử (cyst) thường có ở các loài sống tự do trong môi
trường nước và các loài kí sinh.
•
Nó có 3 tác dụng chính là:
–
Bảo vệ chống lại môi trường sống khắc nghiệt (thiếu dinh dưỡng, khô, pH không thuận lợi, thiếu Oxy)
–
Là nơi tái tổ chức lại nhân và phân chia tế bào (dạng bào tử sinh sản)
–
Là điều kiện để chuyển đổi vật chủ ở những loài kí sinh.
•
Khi gặp điều kiện môi trường thuận lợi, sẽ xảy ra sự thoát nang (excystation).
6. Sinh sản
Bao gồm cả sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính.
A. Sinh sản vô tính:

•
Phân đôi: có ở hầu hết các loài protozoa.
•
Mọc chồi: gặp ở Trùng Ống hút (
Suctoria
).
•
Liệt sinh: là kiểu sinh sản vô tính ở một số loài kí sinh. Trước tiên nhân phân chia nhiều
lần sau đó tế bào chất phân tách tiếp theo tương ứng với số lượng nhân phân chia để tạo
thành nhiều cá thể.
6. Sinh sản
B. Sinh sản hữu tính:
•
Tiếp hợp (conjungation): là quá
trình trao đổi giao tử giữa 2 cá
thể protozoa ghép cặp, hiện
tượng này phổ biến ở các loài có
lông bơi.
6. Sinh sản
B. Sinh sản hữu tính:
•
Dựa trên đặc tính các cá thể tiếp hợp, người ta phân chia ra: đẳng giao, dị giao và noãn giao.

Đẳng giao: giao tử đực và giao tử cái giống nhau. (gặp ở Trùng Roi tập đoàn
Stephonosphaera
).

Dị giao: giao tử đực và giao tử cái khác nhau về kích thước. (thường gặp ở tập đoàn
Pandorina
hay

Eudorina
)

Noãn giao: thường thấy ở tập đoàn Volvox, trong đó có 25 - 30 tế bào lớn lên hình thành giao tử cái; 5 -10
tế bào phân chia liên tiếp, mỗi tế bào cho 256 giao tử đực. Giao tử đực di động tìm gặp giao tử cái và thụ
tinh.
Kiểu sinh sản này giống với sinh sản hữu tính ở động vật đa bào, tuy nhiên giai đoạn lưỡng bội chỉ chiếm một
thời gian rất ngắn trong vòng đời.
7. PHÂN LOẠI
•
Nhiều nhà khoa học cho rằng Động vật nguyên sinh (protozoa) là một phân giới, chứa 7 ngành trong tổng số 14
ngành của giới Khởi sinh Protista.

Ngành
Sarcomastigophora
bao gồm các lớp Trùng Roi và Trùng Amip với 1 loại nhân.

Ngành
Labyrinthomorpha
,
Apicomlexa
,
Microspora
,
Ascetospora
và
Myxozoa
đều bào gồm các loài sống hoại sinh
và kí sinh.


Ngành
Cilliophora
gồm các loài có lông bơi và có 2 loại nhân.
•
Sự phân loại phân giới Protozoa như trên chủ yếu dựa trên đặc điểm nhân, hình thức sinh sản và cơ chế vận động.
•
Nhiều đề xuất gần đây có một số khác biệt. Năm 1993, T. Cavalier-Smith cho rằng protozoa nên được nâng lên làm 1 giới với 18
ngành dựa trên đặc điểm cấu trúc cristae ty thể và nhiều đặc điểm khác. Tuy nhiên, sự chấp nhận cách phân loại này vẫn chưa được
thống nhất. Trong những mô hình phần loại dựa trên nghiên cứu phân tử gần đây, protozoa không tồn tại như là một taxon riêng rẽ.
Các tế bào nhân thực giống protozoa đã được tìm thấy khắp nơi trong bậc thang tiến hóa.
7. PHÂN LOẠI
7. PHÂN LOẠI
Các dạng protist có 1 loại nhân và có tiêm mao, chân giả hoặc cả 2 được xếp vào ngành này. Hình thức sinh sản có cả
vô tính và hữu tính.
Phân ngành Mastigophora bao gồm: Trủng Roi thực vật (phytoflagellates) cùng 1 số họ hàng và Trùng roi động vật
(zooflagellates) – không có sắc tố diệp lục.
•
Sinh sản vô tính phân đôi.
•
Một số loài có sinh sản hữu tính,
•
Hiện tượng hóa bào tử phổ biến.
Một nhóm lớn là
kinetoplastids
,
có ADN ty thể nằm ở một
vùng đặc biệt gọi là kinetoplast.
Trypanosoma brucei rhodesiense
1. Ngành
Sarcomastigophora

1. Ngành
Sarcomastigophora
Phân ngành Mastigophora
Phân ngành Mastigophora
7. PHÂN LOẠI
•
Một số Trùng roi động vật sống tự do, ví dụ loài
choanoflagellates
có 1 tiêm mao, sống đơn độc hoặc tập
đoàn.
•
Một số Trùng roi động vật hình thành kiểu sống cộng sinh, ví dụ như loài
Trichonympha
, được tìm thấy
trong ruột của mối và sản xuất các enzym giúp tiêu hóa cellulose.
•
Một số Trùng roi động vật kí sinh trên người,
ví dụ
Giardia lamblia
có ở ruột người,
gây bệnh tiêu chảy.
Trichomonas vaginalis
,
cư trú trong âm đạo và đường
tiết niệu ở phụ nữ và trong tuyến
tiền liệt, tiết niệu ở nam.
Giardia lamblia
1. Ngành
Sarcomastigophora
1. Ngành

Sarcomastigophora
Phân ngành Mastigophora
Phân ngành Mastigophora
7. PHÂN LOẠI
•
Một họ Trùng roi động vật tên là
trypanosomes
- tác nhân gây bệnh về máu rất nguy hiểm ở người và động vật. Bởi vì
chúng sống trong máu, nên còn có tên là hemoflagellates. Những sinh vật kí sinh này có cấu trúc đặc trưng và dường
như là nhánh phát sinh sớm nhất của protists với ty thể và peroxisomes.
•
Một căn bệnh phổ biến và
nguy hiểm do
trypanosomes

gây ra ở người là
bệnh ngủ Châu Phi,
gây nên bởi loài
Trypansoma bruei rhodesiense

hay
Trypanosoma brucei gambiense
.
Trypanosoma brucei rhodesiense
Ngành
Sarcomastigophora
Ngành
Sarcomastigophora
Phân ngành Mastigophora
Phân ngành Mastigophora