Der Begriff „Amöbe“ bezieht sich auf einfache eukaryotische Organismen, die sich charakteristisch kriechend bewegen. Ein Vergleich des genetischen Gehalts der verschiedenen Amöben zeigt jedoch, dass diese Organismen nicht unbedingt eng miteinander verwandt sind.
Zellstruktur
Alle lebenden Organismen können grob in zwei Gruppen eingeteilt werden — Prokaryoten und Eukaryoten — die sich durch die relative Komplexität ihrer Zellen auszeichnen. Im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen sind eukaryotische Zellen hoch organisiert., Bakterien und Archaeen sind Prokaryoten, während alle anderen lebenden Organismen Eukaryoten sind.
Amöben sind Eukaryoten, deren Körper meistens aus einer einzigen Zelle bestehen. Die Zellen der Amöben besitzen wie die anderer Eukaryoten bestimmte charakteristische Merkmale. Ihr Zytoplasma und zellulärer Inhalt sind in einer Zellmembran eingeschlossen. Ihre DNA ist in ein zentrales zelluläres Kompartiment verpackt, das als Kern bezeichnet wird. Schließlich enthalten sie spezialisierte Strukturen, sogenannte Organellen, die eine Reihe zellulärer Funktionen ausführen, einschließlich Energieproduktion und Proteintransport.,
Die meisten dieser Organellen sind allen eukaryotischen Zellen gemeinsam, es gibt jedoch einige Ausnahmen. Zum Beispiel hat der Parasit Entamoeba histolytica, der beim Menschen Amöbenruhr verursacht, nicht den Golgi-Apparat, die Organelle, die für die Modifikation und den Transport von Proteinen verantwortlich ist. Laut einem 2005 im Journal of Biological Chemistry veröffentlichten Artikel enthalten Entamoeba histolytica stattdessen Golgi-ähnliche Kompartimente oder Vesikel, die ähnliche Funktionen ausführen., Sutherland Maciver, ein Leser in der Abteilung für biomedizinische Wissenschaften an der Universität von Edinburgh, stellte fest, dass es Amöben gibt, die keine Mitochondrien haben (die Organelle, die für die Erzeugung zellulärer Energie verantwortlich ist), weil sie in sauerstoffarmen Umgebungen oder „anoxischen Bedingungen“ leben. „Laut einer 2014 in der Fachzeitschrift Biochemie veröffentlichten Übersicht können solche Organismen Organellen wie Hydrogenosomen oder Mitosomen enthalten, die mit Mitochondrien verwandt sind und als stark veränderte Versionen derselben angesehen werden., Dies ist der Fall bei Entamoeba histolytica und einer frei lebenden Amöbe, Mastigamoeba balamuthi.
Pseudopodien
Strukturell, Amöben ähneln den Zellen höherer Organismen. „Sie sind wie unsere Zellen, und wenn sie sich bewegen, sehen sie unseren weißen Blutkörperchen sehr ähnlich“, sagte Maciver gegenüber LiveScience.,
Wie unsere weißen Blutkörperchen bewegen sich Amöben mit Pseudopodien (was übersetzt „falsche Füße „bedeutet). Diese kurzlebigen äußeren Projektionen des Zytoplasmas helfen Amöben, eine Oberfläche zu greifen und sich vorwärts zu treiben. Laut Maciver zieht sich das hintere Ende der Amöbe zusammen, wenn sich das Pseudopodium entlang einer Oberfläche in eine Richtung bewegt. „Wenn es sich zusammenzieht, macht es zwei Dinge“, sagte er. „Die Kontraktion drückt das Zytoplasma nach vorne, um den expandierenden Pseudopoden zu füllen, aber die Kontraktion zieht auch Adhäsionen am hinteren Ende der Zelle hoch., „Maciver beschreibt diese Adhäsionen zwischen einer Amöbe und der Oberfläche, auf der sie sich bewegt, als physikalische molekulare Adhäsionen, die sich ständig am vorderen Ende bilden und hinten brechen. Diese Bewegung — unter Verwendung von Pseudopodien-vereint verschiedene Amöben und unterscheidet sie von anderen Protisten (einfache eukaryotische Organismen wie Amöben, die keine Pflanzen, Tiere oder Pilze sind).
Unter den Amöben gibt es verschiedene Arten von Pseudopodien, die sich durch ihr Aussehen auszeichnen., Laut dem Tree of Life-Webprojekt sind Lobose-Pseudopodien breite, stumpfe zytoplasmatische Projektionen, während Filose-Pseudopodien (oder Filopodien) dünne fadenförmige Projektionen sind. Andere Pseudopoden werden durch Strukturelemente unterstützt, die als Mikrotubuli bekannt sind und für die Ausführung von Zellbewegungen verantwortlich sind. Retikulopodien sind dünne filamentartige Projektionen, die sich zusammennetzen, und Aktinopoden (oder Axopodien) sind starr und bestehen aus einem Kern von Mikrotubuli, die von Zytoplasma umgeben sind.
Amöben können auch pseudopodien zu füttern., Ein 1995 in der Zeitschrift Applied and Environmental Microbiology veröffentlichter Artikel gibt das Beispiel einer bodenbewohnenden Amöbe, Acanthamoeba castellanii, die sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten unter Verwendung ihrer Pseudopodien aufnimmt. Der Prozess der Aufnahme von festem Material wird Phagozytose genannt. „Die meisten bekannten Amöben fressen Bakterien“, sagte Maciver. Er erklärte, dass Amöben Rezeptoren auf ihrer Zelloberfläche haben, die an Bakterien binden, die gesammelt und durch Phagozytose in die Amöbe aufgenommen werden, normalerweise an der Rückseite der Zelle., Im Falle der Riesenamöbe (zum Beispiel Amöbenproteus) ist der Prozess der Phagozytose laut Maciver etwas anders. Riesige Amöben verschlingen ihre Beute „durch die vorsätzliche Ansammlung von Pseudopoden um die Bakterien“. In beiden Fällen, wenn die Bakterien eingezogen werden, kneift die Zellmembran, die sie umgibt, ab, um ein intrazelluläres Kompartiment zu bilden, das als Vakuole bezeichnet wird. Der Prozess des Verschlingens von Flüssigkeitstropfen wird als Pinozytose bezeichnet.,
Klassifikation
Seit Jahrhunderten basierten die verschiedenen Systeme zur Klassifizierung von Organismen, einschließlich Amöben, auf Ähnlichkeiten in beobachtbaren Merkmalen und Morphologie. „Es gibt eigentlich keine kohärente Gruppe von Organismen, die Amöben genannt werden“, sagte Maciver. „Vielmehr sind Amöben irgendwelche Protozoenzellen, die sich durch Kriechen bewegen. „
Historisch wurden Amöben in einer einzigen taxonomischen Gruppe namens Sarcodina klassifiziert, die durch ihre Verwendung von Pseudopodien vereint wurde., Innerhalb von Sarcodina Amöben wurden basierend auf der Art der Pseudopodien unterteilt, nach einem 2008 Artikel in der Zeitschrift Protistology veröffentlicht. Dieses Klassifizierungssystem veranschaulichte jedoch nicht die evolutionären Beziehungen zwischen den Amöben. Es war sozusagen kein Stammbaum.
Die molekulare Phylogenetik veränderte insbesondere den Verlauf der taxonomischen Klassifikation für Eukaryoten. Durch den Vergleich der Ähnlichkeiten und Unterschiede in bestimmten DNA-Sequenzen innerhalb von Organismen konnten die Wissenschaftler erkennen, wie eng sie miteinander verwandt waren., Frühe Analysen verglichen die DNA-Sequenzen, die die 18S-Untereinheit von Ribosomen kodieren, oder „SSU rDNA“ (Ribosomen dienen als Ort für die Proteinsynthese). Basierend auf den Analysen von SSU — rDNA und anderen DNA-Sequenzen sind eukaryotische Organismen nun so organisiert, dass sie ihre evolutionären Beziehungen besser darstellen-der phylogenetische Baum, so der protistologische Artikel von 2008.
Jede Linie in einem phylogenetischen Baum wird durch eine verzweigte Struktur dargestellt. In diesem System werden die ersten Ebenen als „Supergruppen“ bezeichnet., „Fabien Burki, der Autor eines 2014 in der Zeitschrift Cold Spring Harbor Perspectives in Biology veröffentlichten Übersichtsartikels, beschreibt diese Supergruppen als „Bausteine“ des Baumes.
Burki listet fünf Supergruppen für eukaryotische Organismen auf: Ophiskontha, Amöbozoa, Excavata, Archaeplastida und SAR (bestehend aus drei Gruppen, Stramenopiles, Alveolata und Rhizaria). Tiere und Pilze fallen unter Ophiskontha. Amöboidprotisten und einige parasitäre Linien, denen Mitochondrien fehlen, sind ein Teil von Amöbozoen., Zusammen bilden die beiden Supergruppen Ophiskontha und Amöbozoa eine größere Supergruppe namens Amorphea. Heterotrophe Protisten-Organismen, die Nährstoffe von anderen Organismen aufnehmen-sind Teil von Excavata, während Pflanzen und die meisten anderen photosynthetischen Organismen Teil von Archaeplastida sind.
„Wenn man sich die große Vielfalt der Protisten anschaut, sieht man, dass es in praktisch allen Gruppen Amöben gibt“, sagte Maciver. „Es gibt sogar einen amöboiden Organismus in den Braunalgen . „Laut Maciver sind die meisten Amöben in Amöben vorhanden., Darüber hinaus stellte er fest, dass Amöben auch in Rhizaria, Excavata, Opisthokonta (zum Beispiel Nucleariids, die Filopodien haben) und innerhalb der Stramenopiles (zum Beispiel die Labyrinthuliden) vorhanden sind.
Es ist bekannt, dass Amöben eine Reihe menschlicher Krankheiten verursachen., Amöbiasis (oder Amöbenruhr)ist eine Infektion, die durch Entamoeba histolytica, einen menschlichen Darmparasiten, verursacht wird. Laut National Institutes of Health dringen Entamoeba Histolyticacillen in die Darmwand ein und verursachen Colitis oder können schweren Durchfall und Ruhr verursachen. Obwohl die Krankheit überall auf der Welt auftreten kann, ist sie in tropischen Regionen mit minderwertigen sanitären Einrichtungen und überfüllten Bedingungen am vorherrschendsten.
Kontaktlinsenträger sind potenziell gefährdet für eine seltene Infektion der Hornhaut, die als Acanthamoeba Keratitis bezeichnet wird., Laut den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) sind die Acanthamoeba-Arten freilebend und kommen häufig in Boden, Luft und Wasser vor. Schlechte Hygienepraktiken für Kontaktlinsen wie unsachgemäße Lagerung, Handhabung und Desinfektion oder Schwimmen mit Linsen sind einige der Risikofaktoren für die Krankheit. Während die ersten Symptome Rötung, Juckreiz und verschwommenes Sehen sind, führt die Infektion unbehandelt zu starken Schmerzen und kann zum Verlust des Sehvermögens führen.
Amöben verursachen auch verschiedene Infektionen des Gehirns., Naegleria fowleri, die „die gehirnfressende Amöbe“ genannt wurde, verursacht primäre Amöbenmeningoenzephalitis (PAM). Obwohl die Krankheit selten ist, ist sie fast immer tödlich. Nach Angaben der CDC umfassen frühe Symptome Fieber und Erbrechen, die letztendlich zu schwereren Symptomen wie Halluzinationen und Koma führen. Naegleria fowleri kommt in warmen Süßwasserkörpern wie heißen Quellen, Seen und Flüssen oder in schlecht chlorierten Schwimmbädern und kontaminiertem, heißem Leitungswasser vor. Die Amöbe dringt aus der Nase ein und gelangt zum Gehirn., Man kann sich die Infektion jedoch nicht durch Schlucken von Wasser anstecken lassen (laut CDC).
Eine weitere Amöbe, Balamuthia mandrillaris, kann die Hirninfektion granulomatöse Amöbenenzephalitis (GAE) verursachen. Balamuthia Infektionen sind selten, aber meistens tödlich. Die CDC gibt an, dass die Sterblichkeitsrate durch Infektion 89 Prozent beträgt. Frühe Symptome sind Kopfschmerzen, Übelkeit und leichtes Fieber, die letztendlich zu Gewichtsverlust, partieller Lähmung und Sprachschwierigkeiten führen., Balamuthia mandrillaris kommt im Boden vor und kann durch offene Wunden oder durch Einatmen von kontaminiertem Staub in den Körper gelangen.
Amöben können auch Bakterien beherbergen, die für den Menschen pathogen sind und bei der Verbreitung solcher Bakterien helfen. Bakterielle Krankheitserreger wie Legionellenkann der Verdauung widerstehen, wenn sie von Amöben konsumiert werden. Stattdessen werden sie intakt aus Vakuolen in das Zytoplasma einer Amöbe freigesetzt, wo sie sich vermehren. In solchen Fällen können Bakterien resistent gegen Behandlungen werden, die zur Kontrolle ihrer Anzahl entwickelt wurden (z. B. Chlorbehandlung von Wasser)., Dies kann dann die Wahrscheinlichkeit einer Exposition des Menschen gegenüber bakteriellen Krankheitserregern erhöhen, so ein Artikel aus dem Jahr 1995 in der Zeitschrift Applied and Environmental Microbiology. Maciver zitiert das Beispiel von Kühltürmen, in denen sowohl Amöben als auch Bakterien wachsen können. Diese Kühltürme neigen dazu, Wassertröpfchen auszustoßen, die Passanten einatmen können. „Es ist bekannt, dass wir bei vielen Gelegenheiten ein Wassertröpfchen einatmen, das eine Amöbe enthält, die voll mit diesen Krankheitserregern ist“, sagte er., Wenn Bakterien so in den Körper eines immungeschwächten Individuums gelangen, können sie letztendlich Makrophagen infizieren, eine der vielen Abwehrzellen des Immunsystems. „Ein Makrophage sieht nicht nur wie eine Amöbe aus, seine biochemischen Wege und die Zellbiologie sind sich ziemlich ähnlich“, sagte Maciver. „Die gleichen programmierten Ereignisse, die es den Bakterien ermöglichen, der Amöbe zu entkommen, ermöglichen es Legionellen nun, der Makrophage zu entkommen. „
Schließlich sind Amöben ein wichtiger Teil des Bodenökosystems. Sie regulieren Bakterienpopulationen., Es ist möglich, dass mehr als 60 Prozent der Abnahmen der Bakterienzahlen auf dem Gebiet auf nackte Amöben zurückzuführen sind, dh Amöben ohne Schale (Applied and Environmental Microbiology, 1995). Amöben sind auch wichtig für das recycling von Nährstoffen im Boden.Laut Maciver werden Nährstoffe, wenn sie verfügbar werden, von Bakterien aufgenommen, die „effektiv alle Nährstoffe in der Bakterienmasse einsperren. „Wenn Bakterien verbraucht werden, werden Nährstoffe wieder in den Boden freigesetzt., „Wenn Sie einen Zyklus haben, in dem Amöben Bakterien fressen, besteht der Gesamteffekt darin, die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen zu erhöhen“, sagte Maciver.