Ekskavaatit

Ekskavaatit (Excavata) on yksi aitotumaisten eli eukaryoottien neljästä pääryhmästä (muut  kolme ovat ns. SAR-ryhmä, Archaeplastida ja Unikonta).

Ekskavaatteihin kuuluu yksisoluisia eliöitä, joilla on muuntuneita mitokondrioita, ja eliöitä, joilla on  rakenteeltaan ainutlaatuisia siimoja. Alunperin ryhmä perustettiin solun tukirangan morfologian perusteella. Joillakin lajeilla on soluruumiin sivulla uurre (ekskavaatio; tästä ryhmän nimi), joka palvelee ravinnon otossa. Ryhmä on varsin monimuotoinen, ja tunnetuimpina siihen kuuluvat diplomonadit, parabasalidit ja Euglenozoa-ryhmä.

Kaikki kolme alaryhmää ovat molekyylianalyysien mukaan monofyleettisiä, mikä merkitsee että kukin ryhmä käsittää kantamuotonsa kaikki jälkeläiset. Myös ekskavaattien pääryhmän monofyleettisyys saa tukea viimeaikaisista genomin selvityksistä.

Diplomonadeilla ja parabasalideilla on yhteisiä piirteitä. Plastidit puuttuvat kummastakin, ja mitokondriot ovat erittäin surkastuneita niin, että aiemmin luultiin, että ne puuttuvat niiltä kokonaan. Enimmäkseen kummankin ryhmän edustajat elävät hapettomissa oloissa eli ovat anaerobeja.

Diplomonadit

Diplomonadien surkastuneita mitokondrioita nimitetään mitosomeiksi. Niistä puuttuvat elektroninsiirtoketjut, mikä merkitsee kyvyttömyyttä käyttää happea energian saamiseksi hiilihydraateista ja muista orgaanisista molekyyleistä. Energiansa diplomonadit saavat anaerobisista biokemiallisista reaktiosarjoista.

Monet diplomonadit ovat loisia, kuten pahamaineinen Giardia intestinalis, joka elää nisäkkäiden suolistossa. Se voi tarttua ihmisiin näiden juodessa vettä, joka on Giardian kystien sisältämien ulosteiden saastuttamaa, vaikka vesi olisi näennäisesti puhdasta. Giardia voi olla oireeton, mutta voi aiheuttaa vakavan ripulin. Veden keittäminen tappaa loisen. Suomessa sitä on esiintynyt infektioina ainakin Nokialla vuonna 2007 viemäri- ja käyttöveden päästyä sekoittumaan. (Giardian kuvia löytyy tästä)

Diplomonadien solurakenteeseen kuuluu kaksi yhtä suurta tumaa ja monta siimaa. Muiden aitotumaisten tapaan siimat ovat soluliman laajentumia ja koostuvat mikrotubuluskimpuista, joita solun plasmakalvo peittää. Esitumaisilla siimat ovat sen sijaan pallomaisista proteiineista muodostuneita rihmoja, jotka kiinnittyvät solun pintaan.

Parabasalidien surkastuneita mitokondrioita nimitetään hydrogenosomeiksi. Ne tuottavat jonkin verran energiaa anaerobisesti ja vapauttavat sivutuotteena vetyä.

Tunnetuin parabasalidi on Trichomonas vaginalis, joka tarttuu seksin välityksellä. Se infektoi vuosittain noin viisi miljoonaa ihmistä. Se liikuskelee sukupuoli- ja virtsateiden limakalvoilla siimojensa ja aaltoilevan solukalvopalteen avulla. Jos emättimen (vagina) normaali happamuus häiriintyy, Trichomonas voi syrjäyttää hyödylliset mikrobit ja aiheuttaa tulehduksen. T. vaginalis voi aiheuttaa myös miehillä virtsatietulehduksen, vaikkakin usein oireettoman. Eliön genomissa on geeni, joka tekee mahdolliseksi emättimen pinnan syömisen, mikä edistää tulehdusta. Tutkimukset viittaavat siihen, että geeni on tullut horisontaalisen geenin siirtymisen vuoksi ja on peräisin emättimessä loisivista bakteereista.

Eräs toinen Trichomonas-laji, T. gallinae, on lintujen vitsaus ja aiheuttaa epidemioita etenkin kyyhkyjen, peippolintujen ja varpusten keskuudessa. Se leviää usein lintujen talviruokintapaikkojen välityksellä, ja sen aiheuttama trikomonoosi voi koitua lintujen kuolemaksi. Nisäkkäisiin tämä laji ei tartu.

Euglenozoa

Euglenozoa-kladi on varsin monimuotoinen ja käsittää saalistavia toisenvaraisia eli heterotrofisia, fotosynteettisiä autotrofeja eli omavaraisia eliöitä, vuoroin kummallakin tavalla eläviä (miksotrofisia) ja loisia. Kehityslinjaa yhdistävä piirre on kunkin siiman sisäinen sauva, joka on rakenteeltaan spiraalimainen tai kiteinen. Sen lisäksi siimoissa on mikrotubuluskimppuja, jotka eukaryoottiseen tapaan ovat poikkileikkaukseltaan rengasmaisessa muodostelmassa. Tunnetuimmat Euglenozoa-ryhmän edustajat ovat harvasiimaeliöt (Kinetoplastida) ja silmälevät (Euglenida).

Harvasiimaeliöt

Harvasiimaeliöillä eli kinetoplastideilla on yksi kookas mitokondrio, jossa on järjestynyttä DNA:ta, ja jota kutsutaan kinetoplastiksi. Elintavoiltaa harvasiimaeliöt ovat joko vapaana eläviä petoja, jotka saalistavat alkeistumallisia (bakteereja ja arkeoneja) merissä, sisävesissä ja kosteissa maaympäristöissä, tai eläinten, kasvien tai muiden alkueliöiden eli protistien loisina.

Tunnettu esimerkki loisista on Trypanosoma-suku. T. brucei aiheuttaa ihmisellä unitautia, joka on hermostollinen sairaus, joka hoitamattomana johtaa kuolemaan. Afrikkalaiset verta imevät tsetsekärpäset (Glossina) toimivat eliön levittäjinä eli vektoreina. Eräs toinen laji, T. cruzi, aiheuttaa Etelä-Amerikassa Chagasin tautia, joka niin ikään leviää verta imevien hyönteisten välityksellä ja voi johtaa sydänongelmiin jopa kuolettavasti.

Trypanosoma-loiset välttävät immuunipuolustuksen vaihtamalla pintaproteiinejaan sukupolvesta toiseen. Näin isännän immuunipuolustus estyy, kun loisen tunnistaminen vaikeutuu. Noin kolmannes Trypanosoma-lajien genomista on omistettu näiden pintaproteiinien tuottamiseen.

silmälevät

Silmälevien (Euglenida) pitkänomaisen soluruumiin toisessa päässä on taskumainen kohta, johon kiinnittyy yksi tai kaksi siimaa. Toinen siimoista on lyhyt, toinen ulottuu kauas taskun ulkopuolelle. Erikoisuutena niiden soluelinten joukossa on silmätäplä ja siihen liittyvä valoa aistiva elin. Edellinen sisältää pigmenttiä, joka toimii kilpenä valoa vastaan ja sallii valon tulemisen aistinelimeen vain tietyltä suunnalta. Pitkän siiman tyvellä on pullistuma, joka aistii valon. Silmälevä voi siten siirtyä sopivaan valoon, jotta sen kloroplastit eli viherhiukkaset voivat yhteyttää. Soluruumiissa näkyy myös sykkivä rakko (kontraktiilivakuoli). Solukalvon alla on ns. pellikula, joka koostuu proteiinivöistä ja tekee solusta vahvan ja taipuisan.

Eräät silmälevät ovat ns. miksotrofeja, mikä tarkoittaa, että ne ovat fotosyntetoivia, kun auringonvaloa on saatavilla, mutta muutoin toisenvaraisia ja absorboivat ravinteita ympäristöstään. Muut silmälevät nielevät toisia mikrobeja ravinnokseen fagosytoimalla.

Tunnetuimmat silmälevät kuuluvat Euglena-sukuun. Ne ovat yleisiä lammikoissa ja suolaisessa vedessä kaikkialla maapallolla. E. sanguinea voi muodostaa lämpimällä ja aurinkoisella säällä verenpunaisia joukkoesiintymiä makeanveden alueilla.

Seuraavassa videossa E, sanguinea, joka kerättiin punaisesta kukinnasta luonnonlammikosta paikassa  Wakefield, Quebec (Kanada).

Kuvannut Bruce Taylor.

– Deuterostome [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]