Prvok
Obsah boxu
Prvoci (vědecky Protozoa, z řeckého protos - první a zoon - živočich) je tradiční, dnes již z fylogenetického hlediska překonané, označení pro skupinu jednobuněčných eukaryotických organismů. Historicky byli řazeni do samostatné říše, případně jako podříše v rámci živočichů. Vyznačují se heterotrofní výživou (energii získávají z organických látek) a absencí buněčné stěny (s výjimkou některých životních stádií).
Ačkoliv koncept "prvoků" jako jednolité, příbuzné skupiny (monofyletického taxonu) byl moderní biologií opuštěn, termín se stále používá jako praktické, ekologické a morfologické označení pro jednobuněčné heterotrofní protisty. Zahrnují volně žijící organismy, symbionty i významné parazity člověka a zvířat. Studium prvoků se nazývá protozoologie.
📜 Historie a klasifikace
Objev prvoků je spojen s vynálezem mikroskopu. Jako první je pozoroval a popsal nizozemský přírodovědec Antonie van Leeuwenhoek v 70. letech 17. století, který je nazval animalcules (zvířátka).
Vědecký název Protozoa zavedl v roce 1818 německý přírodovědec Georg August Goldfuss. Původně do této skupiny řadil i některé mnohobuněčné organismy, jako jsou žahavci nebo houbovci. Později byla definice zúžena pouze na jednobuněčné organismy.
Tradiční systém
Klasický systém, používaný po většinu 20. století, dělil prvoky do čtyř hlavních kmenů na základě jejich pohybových organel:
- Bičíkovci (Mastigophora nebo Flagellata) – pohyb pomocí jednoho či více bičíků.
- Kořenonožci (Sarcodina nebo Rhizopoda) – pohyb pomocí panožek (pseudopodií). Patřila sem například měňavka.
- Výtrusovci (Sporozoa nebo Apicomplexa) – specializovaní parazité, v dospělosti bez pohybových organel, tvoří spory.
- Nálevníci (Ciliophora nebo Infusoria) – pohyb pomocí velkého množství krátkých řasinek (cilií). Typickým zástupcem je trepka velká.
Moderní pojetí
S rozvojem molekulární biologie a genetiky se ukázalo, že skupina Protozoa je vysoce polyfyletická, což znamená, že její členové si nejsou navzájem blízce příbuzní a jejich společné znaky (jednobuněčnost, heterotrofie) se vyvinuly nezávisle (konvergentně).
Dnes jsou organismy dříve řazené mezi prvoky rozděleny do několika velkých nadskupin (supergroups) v rámci domény Eukaryota. Neexistuje žádný formální taxon "Protozoa", který by zahrnoval všechny tyto linie a zároveň nezahrnoval mnohobuněčné živočichy, houby nebo rostliny.
Mezi hlavní nadskupiny, kam spadají bývalí prvoci, patří:
- Amoebozoa: Zahrnuje většinu klasických měňavek a také hlenky.
- Excavata: Skupina bičíkovců s charakteristickým břišním žlábkem. Patří sem například trypanozomy, lamblie nebo krásnoočka (která jsou ovšem mixotrofní).
- SAR: Obrovská a rozmanitá nadskupina zahrnující:
- Alveolata: Zahrnuje nálevníky (Ciliophora), výtrusovce (Apicomplexa) a obrněnky (Dinoflagellata).
- Rhizaria: Zahrnuje dírkonošce (Foraminifera) a mřížovce (Radiolaria), kteří mají složité schránky.
- Stramenopila: Většinou řasy (např. rozsivky), ale patří sem i někteří heterotrofní zástupci, jako jsou oomycety.
🔬 Stavba buňky
Jako eukaryotické organismy mají prvoci pravé buněčné jádro obsahující chromozomy a řadu dalších organel obalených membránou. Jejich jediná buňka musí vykonávat všechny životní funkce, a proto je často mnohem složitější než buňky mnohobuněčných organismů.
Pohybové organely
- Panožky (pseudopodia): Dočasné výběžky cytoplazmy, které slouží k pohybu (tzv. améboidní pohyb) a k pohlcování potravy (fagocytóza). Mohou mít různý tvar (lalokovité, nitkovité, síťovité).
- Bičík (flagellum): Dlouhý bičovitý výběžek, jehož krouživý pohyb udílí buňce pohyb. Buňka má obvykle jeden nebo několik málo bičíků.
- Řasinky (cilie): Krátké, vlasovité struktury pokrývající povrch buňky ve velkém počtu. Jejich koordinovaný kmitavý pohyb umožňuje rychlý a plynulý pohyb. U přisedlých druhů slouží k přihánění potravy.
Trávicí a vylučovací organely
- Buněčná ústa (cytostom): Místo na povrchu buňky specializované na příjem potravy.
- Potravní vakuola: Měchýřek, ve kterém probíhá trávení potravy pomocí enzymů.
- Buněčná řiť (cytopyge): Místo, kde jsou nestrávené zbytky odstraňovány z buňky.
- Stažitelná vakuola (pulzující vakuola): Organela sloužící k osmoregulaci, tedy k odstraňování přebytečné vody, která do buňky proniká osmózou, zejména u sladkovodních druhů.
Ochranné a oporné struktury
- Pelikula: Zpevněná vrstva pod cytoplazmatickou membránou, která dává buňce pevný tvar (např. u nálevníků nebo krásnooček).
- Schránka: Někteří prvoci si vytvářejí pevné vnější schránky z organického materiálu (chitin), oxidu křemičitého (mřížovci) nebo uhličitanu vápenatého (dírkonošci).
- Cysta: Klidové, vysoce odolné stádium, které prvokům umožňuje přežít nepříznivé podmínky (sucho, mráz, nedostatek potravy).
⚙️ Životní funkce
Výživa
Většina prvoků je heterotrofní. Způsob příjmu potravy se liší:
- Fagocytóza: Aktivní pohlcování pevných částic (např. bakterie, řasy, detrit) pomocí panožek nebo buněčných úst.
- Pinocytóza: Pohlcování tekutých látek a v nich rozpuštěných molekul.
- Osmotrofie: Příjem rozpuštěných živin celým povrchem těla. Tímto způsobem se živí mnoho parazitů.
Někteří bičíkovci (např. krásnoočko) jsou mixotrofní, což znamená, že jsou schopni fotosyntézy (autotrofie) i heterotrofního příjmu potravy.
Dýchání a vylučování
Výměna plynů (kyslík, oxid uhličitý) a vylučování zplodin metabolismu (např. amoniak) probíhá difuzí přes celý povrch buňky.
Dráždivost
Prvoci jsou schopni reagovat na různé podněty z okolí (tzv. taxie):
- Chemotaxe: Reakce na chemické látky (pohyb za potravou, od škodlivin).
- Fototaxe: Reakce na světlo (pohyb ke světlu nebo od něj).
- Termotaxe: Reakce na teplotu.
- Thigmotaxe: Reakce na dotek.
🔄 Rozmnožování
Prvoci se rozmnožují nepohlavně i pohlavně, často dochází ke střídání obou způsobů (metageneze).
Nepohlavní rozmnožování
Je nejčastějším způsobem a umožňuje rychlé zvýšení počtu jedinců.
- Binární dělení: Buňka se rozdělí na dvě dceřiné buňky. Může být podélné (u bičíkovců), příčné (u nálevníků) nebo nepravidelné (u měňavek).
- Schizogonie (mnohočetné dělení): Jádro se nejprve mnohokrát rozdělí a teprve poté se rozdělí cytoplazma, čímž vznikne velké množství dceřiných buněk najednou. Typické pro výtrusovce.
- Pučení: Na mateřské buňce vyroste pupen, který se oddělí a doroste.
Pohlavní rozmnožování
Zajišťuje genetickou rekombinaci a zvyšuje odolnost populace.
- Kopulace (syngamie): Dva jedinci splynou v zygotu. Tyto jedinci fungují jako gamety.
- Konjugace: Složitý proces typický pro nálevníky. Dva jedinci se k sobě přiloží a vymění si malá mikronukleová jádra. Nedochází ke zvýšení počtu jedinců, ale k obnovení genetické informace.
🌍 Ekologie a význam
Prvoci jsou kosmopolitní a obývají prakticky všechny typy prostředí, kde je přítomna alespoň minimální vlhkost.
- Vodní prostředí: Jsou klíčovou součástí planktonu (zooplankton) a bentosu v oceánech, jezerech, řekách i malých tůních. Tvoří důležitý článek potravních řetězců – živí se bakteriemi a fytoplanktonem a sami jsou potravou pro větší organismy (např. korýše, larvy hmyzu).
- Půda: V půdní vodě žije obrovské množství prvoků, kteří regulují populace bakterií a podílejí se na koloběhu živin.
- Symbióza: Mnoho prvoků žije v symbióze s jinými organismy. Příkladem je mutualismus bičíkovců v trávicím traktu termitů, kde jim pomáhají trávit celulózu.
- Parazitismus: Řada druhů jsou významnými parazity, kteří způsobují vážná onemocnění lidí, zvířat i rostlin.
🧑🔬 Vztah k člověku
Původci nemocí
Někteří prvoci jsou původci závažných lidských onemocnění, zejména v tropických a subtropických oblastech.
- Zimnička (Plasmodium sp.): Původce malárie, přenášený komáry rodu Anopheles. Jedno z nejzávažnějších infekčních onemocnění na světě.
- Trypanozoma spavičná (Trypanosoma brucei): Původce spavé nemoci v Africe, přenášený mouchou bodalkou tse-tse.
- Měňavka úplavičná (Entamoeba histolytica): Způsobuje amébovou úplavici, závažné průjmové onemocnění.
- Toxoplazma gondii (Toxoplasma gondii): Původce toxoplazmózy, nebezpečné zejména pro těhotné ženy a lidi s oslabenou imunitou. Hostitelem jsou kočkovití.
- Lamblie střevní (Giardia intestinalis): Způsobuje střevní onemocnění giardiózu.
- Ničivka (Leishmania sp.): Způsobuje leishmaniózy, nemoci kůže, sliznic a vnitřních orgánů, přenášené koutulemi.
Pozitivní význam
- Geologický význam: Schránky mořských dírkonošců a mřížovců se po miliony let usazovaly na mořském dně a vytvořily mohutné vrstvy vápence a křídy (např. bílé útesy doverské). Jsou to důležité vůdčí fosilie pro datování geologických vrstev.
- Čištění vod: V čistírnách odpadních vod se prvoci (zejména nálevníci) podílejí na biologickém čištění tím, že požírají bakterie a organické částice.
- Bioindikátory: Přítomnost určitých druhů prvoků může indikovat stupeň znečištění vody.
💡 Pro laiky
Představte si prvoka jako mikroskopického jednobuněčného "živočicha". Zatímco naše tělo se skládá z miliard buněk, které mají různé úkoly (nervové, svalové, kožní), prvok musí všechny tyto úkoly – pohyb, dýchání, trávení, rozmnožování i vnímání okolí – zvládnout sám v rámci jediné buňky.
Někteří se pohybují jako miniaturní chobotničky pomocí výběžků zvaných panožky (měňavky). Jiní mají jakoby "motor" v podobě dlouhého bičíku, kterým mávají jako vrtulí. Další, například známá trepka, jsou pokryti stovkami malých řasinek, které fungují jako vesla a umožňují jim elegantně plavat ve vodě.
Žijí téměř všude, kde je vlhko: v kapce vody z rybníka, ve vlhké půdě na zahradě, v oceánech, ale i v tělech jiných organismů. Většinou jsou neškodní a dokonce užiteční, protože "uklízejí" prostředí požíráním bakterií. Několik druhů se však přizpůsobilo parazitickému životu a mohou způsobovat vážné nemoci, jako je malárie nebo spavá nemoc.