¿Cuáles son algunos de los protistas más interesantes?

Oxytricha trifallax.
No van a ganar ningún concurso de belleza protista (como se puede ver arriba, se ve como un maní peludo), y su comportamiento no es particularmente interesante (nadan y comen), pero su enfoque hacia la reproducción sexual es probablemente una de las cosas más locas que he encontrado como biólogo.

Al igual que la mayoría de los ciliados, Oxytricha tiene dos tipos de núcleos, cada uno con un genoma diferente: los macronúcleos son los sitios de expresión génica y transportan alrededor de 1000 copias del genoma macronuclear. Los micronúcleos, por otro lado, son diploides (portan dos copias del genoma micronuclear) y transcripcionalmente silenciosos. El genoma macronuclear se deriva del genoma micronuclear con una gran diferencia: el 95% del genoma micronuclear se ha eliminado del genoma macronuclear. El genoma macronuclear se mantiene como una serie de nanocromosomas, ¡muchos de los cuales tienen un solo gen!

Durante la reproducción sexual, dos células se emparejan e intercambian productos meióticos de sus respectivos micronúcleos. Los viejos macronúcleos se descartan y los micronúcleos se usan para construir nuevos macronúcleos. Aquí es donde el proceso se vuelve alucinante: la gran mayoría de los genes macronuclear no son secuencias contiguas en el genoma micronuclear. ¡Los genes macronucleares deben reconstruirse a partir de los fragmentos sobrantes del genoma micronuclear después de que se hayan eliminado las secuencias no retenidas!
fuente: eliminación del ADN en ciliados: domótica de transposones y vigilancia del genoma

Todo este proceso está guiado por ARN: pequeños ARNs correspondientes a secuencias que deben retenerse en el macronúcleo están “protegidos” por ARN complementarios pequeños, y se piensa que el reensamblaje del nuevo genoma macronuclear está modelado por ARN largos derivados del macronúcleo antiguo.

Tengo una gran afición por las diatomeas y los radiolarios, que son algunas de las criaturas geométricamente más perfectas que he visto bajo el microscopio. Muchos radiolarios tienen intrincados esqueletos minerales que hacen hincapié en su simetría radial; por ejemplo, algunas especies parecen pelotas de golf, pero con “agujeros” en lugar de hoyuelos. Las diatomeas también tienen pruebas de minerales (sílice), y ellas también son muy bonitas. Aquí hay una foto (de USGS)

Para mí, la forma de diatomeas ejemplifica los misterios de la selección natural, las cosas que aún no comprendemos acerca de los elementos básicos de la forma. Los radiolarios también son hermosos:

Me pregunto qué tipo de principios guían las formas de estas pruebas de sílice (vidrio). ¿Son muy eficientes? Casi con seguridad, lo son, pero ¿qué parámetros estamos evaluando para evaluar su eficiencia? Y si son tan eficientes, ¿cómo podemos incorporar elementos de estos diseños para resolver nuestros propios problemas? Para mí, estas son algunas de las preguntas más interesantes en biología evolutiva, vale la pena pensarlo seriamente.

Los euglenoides también son muy lindos, pero solo cuando están vivos, con su clorofila verde brillante intacta. Muertos y montados en una diapositiva preparada, son bastante aburridos.

EDITAR: Gracias a Steve Haddock por las correcciones importantes.

Yo nominaría Dinofisis dinoflagelados, Myrionecta rubra ciliados y Geminigera o Teleaulax cryptomonad algas como el protista más interesante. No, eso no es un error gramatical. . .

DE ACUERDO. Asi que. Lynn Margulis elaboró ​​la teoría moderna de la endosimbiosis en serie: los cloroplastos eran originalmente procariotas, específicamente cianobacterias, o lo que solía llamarse “algas verdeazuladas”, que fueron engullidas por un eucariota temprano, ancestral de las algas verdes y rojas vivas. Una línea de evidencia es que los cloroplastos de las algas verdes y rojas (y las plantas terrestres, descendientes de las algas verdes) están rodeados por una doble membrana, lo que tiene sentido si alguna vez fueron engullidos por un huésped ancestral. Otra línea de evidencia es que los cloroplastos retienen su propio ADN, no tanto como las cianobacterias de vida libre, no lo suficiente como para que puedan sobrevivir por sí mismos, pero lo suficiente como para mostrar su ascendencia cianobacteriana. Este evento es la principal endosimbiosis primaria en la evolución de eucariotas (aunque evidentemente una ameba testada llamada Paulinella ha logrado el mismo truco de forma independiente).

Las criptomonas son flagelados fotosintéticos, en su mayoría bastante pequeños. (La imagen de arriba muestra Geminigera , del sitio web Tree of Life: Geminigera | Plagioselmis | Teleaulax). Pero cada cryptomonad contiene cloroplastos envueltos, no en dos, sino en cuatro membranas, y cada cloroplasto de cryptomonad contiene una estructura que contiene ADN llamada nucleomorfo. Lo que sucedió parece ser que un antepasado de las criptomonas envolvió a una alga roja unicelular, cuyo núcleo se redujo al nucleomorfo. De hecho, el nucleomorfo todavía tiene un nucleolo y sintetiza sus propios ribosomas. (Las algas Cryptomonad son quimeras evolutivas de dos eucariotas unicelulares filogenéticamente distintas) Bien, entonces tenemos tres genomas aquí: el antiguo genoma de plastidio derivado de cianobacterias, el genoma de algas rojas en el nucleomorfo y el genoma del hospedador cryptomonad. Esta endosimbiosis secundaria es en realidad bastante común; las algas pardas, diatomeas, crisófitas o “algas doradas”, etc., adquirieron sus cloroplastos de una alga roja, y las euglenas obtuvieron las suyas de una alga verde, aunque en esos casos no guardaron los núcleos. (Ver El origen endosimbiótico, la diversificación y el destino de los plástidos, de los cuales se toma la siguiente imagen).

Y luego comienza a ponerse raro.

Aquí está Myrionecta rubra, un ciliado marino que se alimenta de cryptomonads. O tal vez esa no es la palabra; más bien “desmembra a los cryptomonads mientras mantienen vivas sus partes corporales cercenadas, como un Dr. Frankenstein ciliado”. Myrionecta engulle cryptomonads, analiza su membrana celular, y mantiene los cloroplastos (y sus mitocondrias). Pero también mantiene el núcleo de cryptomonad, en un compartimiento separado de los cloroplastos, pero vivo y transcripcionalmente activo. Además, Myrionecta tiene su propio núcleo (bueno, un macronúcleo y un micronúcleo, ya que es ciliada). Así que tenemos el genoma de Myrionecta , el genoma de cryptomonad, el genoma de nucleomorfos de algas rojas y el genoma de cianobacterias, todo en una célula. ( Myrionecta no puede mantener los núcleos cryptomonad vivos para siempre, mueren en aproximadamente un mes, y luego se cierran los cloroplastos cryptomonad. Pero Myrionecta envuelve cryptomonads frescas para reemplazar los bits desgastados. (Pequeñas cosas consideradas, o si has obtuve acceso a Nature en línea, vea http://www.nature.com/nature/jou …)

Y luego se pone raro.

OK, más raro.

Dinophysis caudata se alimenta de Myrionecta rubra , no envolviéndola sino apuñalándola con una gaseosa (bueno, un pedúnculo ), paralizándola y sorbiendo el citoplasma. (Ver el artículo de Park et al. En http://www.int-res.com/articles/ …) ¡Y Dinophysis mantiene los plastidios de Myrionecta y los usa para fotosíntesis! “Descompone” su comida solo al cloroplasto derivado de cianofito, elimina el nucleoide de algas rojas y el núcleo y mitocondrias cryptomonad. Pero tiene suficientes genes en su propio núcleo -algunos que fueron evidentemente recogidos a través de la transferencia horizontal de genes- que puede mantener sus cloroplastos vivos durante un tiempo, aunque todavía tiene que reponerlos de las víctimas de Myrionecta . (Ver el artículo técnico, el análisis de Transcriptome revela proteínas codificadas por el núcleo para el mantenimiento de plastidios temporales en el dinoflagelado acuminado Dinofysis, o un buen blogpost no técnico aquí: fotosintética criminal)

Estos protistas me recuerdan la película Pink Panther , con los cloroplastos como el diamante que todos intentan robar. O, posiblemente, un conjunto de cinco muñecas matryoshkas rusas, si pudieras obtener la muñeca # 4 para desmembrar la muñeca # 3 y la muñeca # 5 para digerir o escupir todo menos la muñeca # 1. De todos modos, son cosas raras como esta las que me alegran de ser un biólogo.