23.4: Ecología de los Protistas

Habilidades para Desarrollar

• Describir el papel que juegan los protistas en el ecosistema
• Describir especies patógenas importantes de protistas

Los protistas funcionan en diversos nichos ecológicos. Mientras que algunas especies protistas son componentes esenciales de la cadena alimentaria y generadoras de biomasa, otras funcionan en la descomposición de materiales orgánicos. Aún otros protistas son patógenos humanos peligrosos o agentes causantes de enfermedades devastadoras de las plantas.

Productores primarios/Fuentes Alimentarias

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 el carbono inorgánico. En esta relación simbiótica, estos protistas aportan nutrientes para los pólipos corales (Figura\(\PageIndex{1}\)) 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 al protista un ambiente protegido y los compuestos necesarios para la fotosíntesis. Este tipo de relación simbiótica es importante en ambientes pobres en nutrientes. Sin simbiontes dinoflagelados, los corales pierden pigmentos algales en un proceso llamado blanqueo de coral, y eventualmente mueren. Esto explica por qué los corales constructores de arrecifes no residen en aguas de más de 20 metros: la luz insuficiente alcanza esas profundidades para que los dinoflagelados puedan fotosintetizar.

Figura\(\PageIndex{1}\): Los pólipos corales obtienen nutrición a través de una relación simbiótica con dinoflagelados.

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 (Figura\(\PageIndex{2}\)). Como productores primarios, los protistas alimentan a una gran proporción de las especies acuáticas del mundo. (En tierra, las plantas terrestres sirven como productores primarios.) De hecho, aproximadamente una cuarta parte de la fotosíntesis mundial es realizada por protistas, particularmente dinoflagelados, diatomeas y algas multicelulares.

Figura\(\PageIndex{2}\): Prácticamente todos los organismos acuáticos dependen directa o indirectamente de los protistas para su alimentación. (crédito “moluscos”: modificación de obra de Craig Stihler, USFWS; crédito “cangrejo”: modificación de obra de David Berkowitz; crédito “delfín”: modificación de obra de Mike Baird; crédito “pez”: modificación de obra de Tim Sheerman-Chase; crédito “pingüino”: modificación de obra de Aaron Logan)

Los protistas no crean fuentes de alimento solo para organismos que habitan en el mar. Por ejemplo, ciertas especies de parabasalidos anaerobios existen en el tracto digestivo de termitas y cucarachas madereras, donde aportan un paso esencial en la digestión de la celulosa ingerida por estos insectos a medida que perforan la madera.

Patógenos humanos

Un patógeno es cualquier cosa que cause enfermedad. Los parásitos viven en o sobre un organismo y dañan al organismo. Un número significativo de protistas son parásitos patógenos que deben infectar a otros organismos para sobrevivir y propagarse. Los parásitos protistas incluyen los agentes causantes de la malaria, la enfermedad africana del sueño y la gastroenteritis transmitida por el agua en humanos. Otros patógenos protistas se aprovechan de las plantas, efectuando la destrucción masiva de cultivos alimentarios.

Especies de Plasmodium

Los miembros del género Plasmodium deben colonizar tanto un mosquito como un vertebrado para completar su ciclo de vida. En los vertebrados, el parásito se desarrolla en las células hepáticas y continúa infectando a los glóbulos rojos, estallando y destruyendo los glóbulos con cada ciclo de replicación asexual (Figura\(\PageIndex{3}\)). De las cuatro especies de Plasmodium conocidas por infectar humanos, P. el falciparum representa el 50 por ciento de todos los casos de malaria y es la principal causa de muertes relacionadas con enfermedades en las regiones tropicales del mundo. En 2010, se estimó que la malaria causó entre medio y un millón de muertes, principalmente en niños africanos. Durante el transcurso de la malaria, P. el falciparum puede infectar y destruir más de la mitad de las células sanguíneas circulantes de un ser humano, lo que lleva a una anemia severa. En respuesta a los productos de desecho liberados cuando los parásitos estallan de las células sanguíneas infectadas, el sistema inmune del huésped monta una respuesta inflamatoria masiva con episodios de fiebre inductora de delirio a medida que los parásitos lisan los glóbulos rojos, derramando desechos de parásitos en el torrente sanguíneo. P. el falciparum es transmitido a los humanos por el mosquito africano de la malaria, Anopheles gambiae. Las técnicas para matar, esterilizar o evitar la exposición a esta especie de mosquito altamente agresiva son cruciales para el control de la malaria.

Figura\(\PageIndex{3}\): Se muestra que los glóbulos rojos están infectados con P. falciparum, el agente causante de la malaria. En esta imagen microscópica de luz tomada con una lente de inmersión en aceite 100×, el P. falciparum en forma de anillo se tiñe de púrpura. (crédito: modificación de obra de Michael Zahniser; datos de barra de escala de Matt Russell)

Tripanosomas

El Trypanosoma brucei, el parásito responsable de la enfermedad africana del sueño, confunde al sistema inmunológico humano al cambiar su gruesa capa de glicoproteínas superficiales con cada ciclo infeccioso (Figura

En América Latina, otra especie, la T. cruzi, es responsable de la enfermedad de Chagas. T. Las infecciones cruzi son causadas principalmente por un insecto chupador de sangre. El parásito habita en los tejidos del corazón y del sistema digestivo en la fase crónica de infección, lo que lleva a desnutrición e insuficiencia cardíaca por ritmos cardíacos anormales. Se estima que 10 millones de personas están infectadas con la enfermedad de Chagas, y causó 10,000 muertes en 2008.

Figura\(\PageIndex{4}\): Los tripanosomas se muestran entre los glóbulos rojos. (crédito: modificación del trabajo del Dr. Myron G. Shultz; datos de barra de escala de Matt Russell)

Parásitos de Plantas

Los parásitos protistas de las plantas terrestres incluyen agentes que destruyen los cultivos alimentarios. El oomiceto Plasmopara viticola parasita las plantas de uva, provocando una enfermedad llamada mildiú velloso (Figura\(\PageIndex{5}\)). Plantas de uva infectadas con P. viticola aparecen atrofiadas y tienen hojas decoloradas y marchitas. La propagación del mildiu velloso casi colapsó la industria vitivinícola francesa en el siglo XIX.

Figura\(\PageIndex{5}\): Tanto los mildius vellosos como los polvorientos de esta hoja de uva son causados por una infección de P. viticola. (crédito: modificación de obra por USDA)

Phytophthora infestans es un oomiceto responsable del tizón tardío de la papa, lo que provoca que los tallos y tallos de papa se descompongan en limo negro (Figura\(\PageIndex{6}\)). Tizón generalizado de la papa causado por P. los infestanos precipitaron la conocida hambruna irlandesa de papa en el siglo XIX que cobró la vida de aproximadamente 1 millón de personas y provocó la emigración de al menos 1 millón más de Irlanda. El tizón tardío sigue plagando los cultivos de papa en ciertas partes de Estados Unidos y Rusia, aniquilando hasta el 70 por ciento de los cultivos cuando no se aplican pesticidas.

Figura\(\PageIndex{6}\): Estos remanentes poco apetitosos son el resultado de una infección por P. infestans, el agente causante del tizón tardío de la papa. (crédito: USDA)

Agentes de Descomposición

Los sasondas protistas similares a hongos están especializados para absorber nutrientes de la materia orgánica no viva, como los organismos muertos o sus desechos. Por ejemplo, muchos tipos de oomicetos crecen en animales muertos o algas. Los protistas saprobios tienen la función esencial de devolver nutrientes inorgánicos al suelo y al agua. Este proceso permite el crecimiento de nuevas plantas, lo que a su vez genera sustento para otros organismos a lo largo de la cadena alimentaria. De hecho, sin especies saprobas, como protistas, hongos y bacterias, la vida dejaría de existir ya que todo el carbono orgánico se “ataba” en organismos muertos.

Resumen

Los protistas funcionan en varios niveles de la red alimentaria ecológica: como productores primarios, como fuentes directas de alimentos y como descomponedores. Además, muchos protistas son parásitos de plantas y animales que pueden causar enfermedades humanas mortales o destruir cultivos valiosos.