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23.4A: Protistas como productores primarios, fuentes de alimentos y simbiontes - Biología

23.4A: Protistas como productores primarios, fuentes de alimentos y simbiontes - Biología


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Los protistas funcionan como fuentes de alimento para organismos terrestres y marinos.

Objetivos de aprendizaje

  • Dar ejemplos de cómo actúan los protistas como productores primarios.

Puntos clave

  • Los protistas fotosintéticos sirven como productores de nutrición para otros organismos.
  • Los protistas como las zooxantelas tienen una relación simbiótica con los arrecifes de coral; los protistas actúan como fuente de alimento para el coral y el coral proporciona refugio y compuestos para la fotosíntesis de los protistas.
  • Los protistas alimentan a una gran parte de las especies acuáticas del mundo y realizan una cuarta parte de la fotosíntesis del mundo.
  • Los protistas ayudan a los animales terrestres como las cucarachas y las termitas a digerir la celulosa.

Términos clave

  • zooxantela: un animal del género Symbiodinium, un dinoflagelado amarillo, que se encuentra notablemente en los arrecifes de coral.
  • productor primario: un organismo autótrofo que produce materia orgánica compleja mediante la fotosíntesis o quimiosíntesis

Productores primarios / fuentes de alimentos

Los protistas funcionan en varios nichos ecológicos. Algunas especies protistas son componentes esenciales de la cadena alimentaria y son generadoras de biomasa.

Los protistas son fuentes esenciales de nutrición para muchos otros organismos. En algunos casos, como en el plancton, los protistas se consumen directamente. Alternativamente, los protistas fotosintéticos sirven como productores de nutrición para otros organismos. Por ejemplo, los dinoflagelados fotosintéticos llamados zooxantelas utilizan la luz solar para fijar carbono inorgánico. En esta relación simbiótica, estos protistas proporcionan nutrientes para los pólipos de coral que los albergan, dando a los corales un impulso de energía para secretar un esqueleto de carbonato de calcio. A su vez, los corales proporcionan a los protistas un entorno protegido y los compuestos necesarios para la fotosíntesis. Este tipo de relación simbiótica es importante en entornos pobres en nutrientes. Sin simbiontes de dinoflagelados, los corales pierden pigmentos de algas en un proceso llamado blanqueamiento de corales y finalmente mueren. Esto explica por qué los corales formadores de arrecifes no residen en aguas a más de 20 metros de profundidad: no llega suficiente luz a esas profundidades para que los dinoflagelados realicen la fotosíntesis.

Los propios protistas y sus productos de la fotosíntesis son esenciales, directa o indirectamente, para la supervivencia de organismos que van desde bacterias hasta mamíferos. Como productores primarios, los protistas alimentan a una gran proporción de las especies acuáticas del mundo. (En la tierra, las plantas terrestres sirven como productores primarios). De hecho, aproximadamente una cuarta parte de la fotosíntesis del mundo es realizada por protistas, particularmente dinoflagelados, diatomeas y algas multicelulares.

Los protistas no solo crean fuentes de alimento para los organismos marinos. Ciertas especies de parabasálidos anaeróbicos existen en el tracto digestivo de las termitas y cucarachas carnívoras donde contribuyen un paso esencial en la digestión de la celulosa ingerida por estos insectos a medida que atraviesan la madera.


23.4A: Protistas como productores primarios, fuentes de alimentos y simbiontes - Biología

Las interacciones del ciclo microbiano multitrófico impulsan la agricultura sostenible y los servicios de los ecosistemas.

Estas interacciones son relativamente menos investigadas con respecto al desarrollo de eco biotecnologías y agrobiotecnologías sostenibles.

Los cambios climáticos y de uso de la tierra están afectando negativamente al ecosistema terrestre, lo que provoca una degradación trófica microbiana, como la pérdida de diversidad microbiana, que puede afectar los servicios de los ecosistemas.

La investigación impulsada por la teoría no solo puede mejorar las implicaciones de estas interacciones microbianas en las ecobiotecnologías basadas en microbios, sino que también puede ayudar a preservar la salud y la productividad de los ecosistemas acuáticos y agrícolas.

La investigación futura debe combinar enfoques genéticos ecológicos, ambientales y moleculares para diseccionar los patrones funcionales de las interacciones multitróficas microbianas para dilucidar si estos son impulsados ​​por especies o por diversidad de rasgos funcionales para desarrollar estrategias exitosas para la agricultura sostenible y los servicios de los ecosistemas.

Las interacciones del ciclo microbiano de nivel multitrófico mediadas por depredadores protistas, bacterias y virus impulsan procesos ecológicos y agrobiotecnológicos como la biorremediación, el tratamiento de aguas residuales, la promoción del crecimiento de las plantas y el funcionamiento del ecosistema. Hasta qué punto estas interacciones microbianas dependen del contexto en la realización de procesos biotecnológicos y ecosistémicos permanece en gran parte sin estudiar. La investigación impulsada por la teoría puede avanzar en la comprensión de los procesos ecoevolutivos que subyacen a los patrones y el funcionamiento de las interacciones microbianas para el desarrollo exitoso de biotecnologías basadas en microbios para aplicaciones del mundo real. Esta también podría ser una gran vía para probar la validez o las limitaciones de la teoría de la ecología para el manejo de diversos recursos microbianos en una era de alteración de nichos microbianos, interacciones multitróficas y pérdida de diversidad microbiana causada por cambios climáticos y de uso de la tierra.


Historia de la clasificación

Los protistas incluyen una notable cantidad y variedad de organismos vivos que superan con creces el número de bacterias y virus en su diversidad de especies. Se estima que hay casi tres veces más protistas sin descubrir que los que se han descrito. Su diversidad funcional y el carácter cosmopolita de los nichos que habitan los hacen cruciales para la conservación y el mantenimiento de la biodiversidad.

Los protistas fueron clasificados por primera vez como un grupo de organismos por Ernst Haeckel en la década de 1860, utilizando el término derivado de la palabra griega protistos lo que significa & # 8216el primero & # 8217. Inicialmente se usó para indicar que estos organismos probablemente eran formas primitivas de plantas y animales. Este término apareció en el contexto de la invención del microscopio y el descubrimiento de una amplia variedad de microorganismos.

La secuenciación del ADN y la genética molecular han facilitado el establecimiento de linajes evolutivos y las relaciones entre diferentes grupos de organismos. Esto ha contribuido aún más a la redistribución de protistas entre los otros cinco reinos eucariotas. Sin embargo, algunos científicos los clasifican en función de su ultraestructura y bioquímica. La clasificación de protistas sigue siendo un área de investigación activa, incluso cuando están surgiendo nuevas herramientas para el estudio de la filogenia.


Resumen de la sección

Los procariotas existieron durante miles de millones de años antes de que aparecieran las plantas y los animales. Se cree que las esteras microbianas representan las primeras formas de vida en la Tierra, y hay evidencia fósil, llamados estromatolitos, de su presencia hace unos 3.500 millones de años. Durante los primeros 2 mil millones de años, la atmósfera fue anóxica y solo los organismos anaeróbicos pudieron vivir. Las cianobacterias iniciaron la oxigenación de la atmósfera. El aumento de la concentración de oxígeno permitió la evolución de otras formas de vida.

Los procariotas (dominios Archaea y Bacteria) son organismos unicelulares que carecen de núcleo. Tienen una sola pieza de ADN circular en el área nucleoide de la célula. La mayoría de los procariotas tienen una pared celular fuera de la membrana plasmática. Las bacterias y las arqueas difieren en la composición de sus membranas celulares y las características de sus paredes celulares.

Las paredes de las células bacterianas contienen peptidoglicano. Las paredes de las células arcaicas no tienen peptidoglicano. Las bacterias se pueden dividir en dos grupos principales: Gram-positivas y Gram-negativas. Los organismos grampositivos tienen una pared celular gruesa. Los organismos gramnegativos tienen una pared celular delgada y una membrana externa. Los procariotas utilizan diversas fuentes de energía para ensamblar macromoléculas a partir de moléculas más pequeñas. Los fotótrofos obtienen su energía de la luz solar, mientras que los quimiótrofos la obtienen de compuestos químicos.

Las enfermedades infecciosas causadas por bacterias siguen siendo una de las principales causas de muerte en todo el mundo. El uso excesivo de antibióticos para controlar las infecciones bacterianas ha dado lugar a la selección de formas resistentes de bacterias. Las enfermedades transmitidas por los alimentos son el resultado del consumo de alimentos contaminados, bacterias patógenas, virus o parásitos que contaminan los alimentos. Los procariotas se utilizan en productos alimenticios para humanos. La biorremediación microbiana es el uso del metabolismo microbiano para eliminar contaminantes. El cuerpo humano contiene una gran comunidad de procariotas, muchos de los cuales brindan servicios beneficiosos como el desarrollo y mantenimiento del sistema inmunológico, la nutrición y la protección contra patógenos.