Chromista: Inleiding

deur François Durand

Die Koninkryk Chromista bestaan uit organismes wat op ‘n tyd as plante en protiste beskou was maar, vanweë sekere unieke gedeelde kenmerke, word hulle nou in ‘n aparte groep geklassifikeer. Hierdie groep is in 1981 deur die Britse bioloog Thomas Cavalier-Smith geïdentifiseer.  Oorspronkik het Chromista slegs alge bevat maar Cavalier-Smith het later verskeie protiste geïdentifiseer wat dieselfde morfologiese en genetiese kenmerke besit.  Daar is tans reeds agt Filums onder die Chromista geïdentifiseer wat ‘n wye verskeidenheid organismes soos: bruinwiere, waterskimmel, dinoflagellate en die breinparasiet Toxoplasma en die malariaparasiet Plasmodium insluit.

Cavalier-Smith (2018) het bepaal dat die Chromista die meeste mariene alge en heterotrofiese protiste, onder andere sekere mens-, dier- en plantpatogene, insluit.  Hierdie feit maak Chromista geweldig belangrik vir mariene ekologie, grondbiologie, klimaatsekerheid, landbou en gesondheid en verskaf ook insae oor eukariotiese evolusie en die diversifisering van lewe.  Dit dus ondenkbaar hoekom dit nie deel van die skoolkurrikulum is nie.

Cavalier-Smith (2018) wys daarop dat chromiste ‘n groter variasie in liggaamsvorme en lewenswyses as die hele Koninkryk Plantae (groen plante) het en meer filums as die Koninkryke Fungi of Protista bevat.  Slegs die Koninkryke Animalia (diere) en Bacteria (bakterieë) het meer filums as die Koninkryk Chromista maar hulle kan nie kers vashou met chromiste se ongelooflike verskeidenheid van liggaamsvorme en lewenswyses nie wat wissel vanaf bruinwiere, wat langer as ‘n blouwalvis kan wees, tot eensellige parasiete soos Toxoplasma wat in tot soveel as ‘n derde van die mensdom se breins leef en sekere dinoflagellate wat koraalriwwe help bou en foraminifera wat die wit kranse van Dover in Engeland vorm, tot haptofitiese plankton wat die talrykste enkelsellige fotosintetiserende organismes in die oseane is.

Daar is waarskynlik meer as 150 000 vrylewende Chromista spesies waarvan die diatome en foraminifere die talrykste groepe is.  Die parasitiese chromiste kan egter tot tien keer meer as dié wat reeds bekend is wees aangesien chromiste soos Apicomplexa klaarblyklik elke dierspesie op aarde parasiteer en oor miljoene jare aan derduisende gasheerspesifieke spesies oorsprong gegee het.  Daar is ook chromiste wat talle plant- en swamspesies en selfs protiste parasiteer.  Tans is daar reeds meer as 180 000 chromiste bekend maar dit is waarskynlik net die oortjies van die seekoei wat beteken dat daar meer chromiste as al die dier- en plantspesies saam mag wees.

Die lede van die Chromista is een- en meersellige eukariote wat een of beide van die volgende kenmerke besit:

• Plastiede wat chlorofil c bevat en wat in vier membrane gehul is.
• Twee verskillende flagella waarvan een in sekere spesies silia het. Die benaming Heterokonta (Grieks hetero “verskillend” & kontos “paal”) is van hierdie verskynsel afgelei.

Verskeie chromiste het sakkies vloeistof onder die selmembraan.  Die sakkies wat alveoli genoem word, bevat lipiede of was.  Die funksie van die alveoli is nog onbekend.  Organismes met hierdie kenmerk word alveolate genoem.

Die belangrikste kenmerk van die Chromista wat hulle van ander organismes onderskei is die voorkoms van fotosintetiese plastiede wat deur vier membrane omhul word.  Chlorofil c kom andersins net in rooiwiere voor wat deesdae ook nie meer as plante beskou nie maar as lede van die Koninkryk Protista wat hoofsaaklik eensellige organismes bevat.  Sommige lede van die Chromista het intussen hierdie plastiede verloor maar het ander kenmerke behou wat hulle verwantskap aan die Chromista bevestig.

Dit is duidelik dat die voorouer van die Chromista op rooiwiere gevoed het, net soos wat die voorouer van die plante op sianobakterieë gevoed het.  En net soos wat die sianobakterieë uiteindelik as endosimbionte binne die plantsel as chloroplaste met chlorofil a en b begin leef het, het die rooiwier as endosimbionte binne die Chromista se selle oorleef.

Die dubbelmembraanorganelle in eukariotiese selle is volgens die Endosimbiont-teorie van besondere energieryke bakterieë afkomstig.  Die mitochondrion het uit pers bakterieë, wat die eerste organismes was wat die Krebssiklus of sitroensuursiklus ontwikkel het, ontstaan.  Die chloroplast het uit sianobakterieë, wat die eerste fotosintetiese organismes was, ontstaan.  Dit lyk asof hierdie bakterieë waarop die voorsate van die plante en Chromista gevoed het, uiteindelik weerstand teen hul verteringsensieme begin bied het en het uiteindelik as nuttige simbionte binne die sel bly voortbestaan.

As mens na die chemiese samestelling van die twee membrane van dubbelmembraanorganelle kyk, is die buitenste membraan identies aan dié van die sel s’n terwyl die binneste membraan identies aan dié van ‘n bakterieë s’n is.  Die dubbelmembraanorganelle lyk dus nie anders as voedselvakuole met bakterieë in nie.  Dubbelmembraanorganelle plant self binne die sitoplasma van die sel deur tweedeling voort – nes bakterieë doen en word nie deur die sel self onder die beheer van die DNS in die kern vervaardig nie.

Die vierdubbele membraan van die Chromista se plastiede dui daarop dat die voorsaat van die Chromista op rooiwiere gevoed het.  Die rooiwier was binne die endoplasmiese retikulum van die predatoriese sel opgeneem wat die buitenste membraan (die epiplastiede membraan) van die vier membrane gevorm het.  Die eensellige rooiwier se buitenste membraan vorm die tweede membraan (die periplastiede membraan) van die vier membrane en die endosimbiotiese plastied binne die rooiwier was ‘n dubbelmembraanorganel om mee te begin en daardie twee membrane vorm die derde en vierde membrane (die oorspronklike buitenste en binneste membrane van die plastied).

Dit dui daarop dat die Chromista heeltemal onafhanklik van die plante ontstaan het wat ‘n aparte Koninkryk vir hulle regverdig.  Die Chromista is eukariotiese een- tot meersellige organismes met chlorofil c.  Hierdie nuwe klassifikasie het soos ‘n mes deur verskeie Koninkryke gesny om alle organismes met chlorofil c op te neem.  Talle organismes wat oorspronklik as deel van die Koninkryk Protista beskou was – soos diatome en sekere protozoa, Waterskimmels wat eens deel van die Koninkryk Fungi beskou was en bruinwiere wat eens deel van die Koninkryk Plantae beskou was, word nou as Chromista beskou.

Waterskimmels is egter ‘n interessante groep want hulle het nie plastiede nie, maar hulle soöspore is identies aan die unieke bruinwier soöspore.  Die enigste verklaring is dat hulle uit die bruinwiere ontstaan het nadat hulle voorsaat sy plastiede verloor het en sodoende weer ‘n heterotroof geword het wat dus nie meer ‘n outotrofiese of mikstropiese bestaan soos meeste Chromiste kon handhaaf het nie.

Sekere Chromista soos die Heterokonta het sekondêr ook sianobakterieë as bykomstige plastiede deur endiosimbiose verkry.

Chromista is waarskynlik ‘n polifiletiese groep wat uit ‘n paar groepe bestaan wat met die ontstaan van eukariote onafhanklik van mekaar rooiwiere as endosimbiotiese plastiede opgeneem het en waarskynlik is hul naaste gemeenskaplike voorouer die organisme wat aan alle eukariote oorsprong gegee het (om as monofiletiese groep erken te word moet die laaste gemeenskaplike voorouer van al die lede van die groep in die groep ingesluit wees).

Volgens Cavalier-Smith (2018) bestaan die Chromista die volgende filums:

Filum Gyrista (bruinwiere, waterskimmels, diatome)

Filum Bigyra (eensellige selwandlose mariene heterotrofe met heterokont flagella)

Filum Cercozoa (eenselliges wat m.b.v. filose pseudopodiums voed)

Filum Retaria (Foraminifera en Radiolaria)

Filum Cryptista (enkelselliges met unieke silia op hul flagella)

Filum Haptista (enkelselliges met unieke uitwendige bedeking van mikrotubuli)

Filum Miozoa (alveolate soos Dinoflagellata en Apicomplexa wat “sel-vampiere” is)

Filum Ciliophora (alveolate wat met silia beweeg)

Ruggiero et al. (2015) (wat T. Cavalier-Smith insluit) verdeel die Chromista as volg:

Koninkryk Chromista

• Subkoninkryk Hacrobia
• Subkoninkryk Harosa
  • Infrakonikryk Halvaria
    • Superfilum Alveolata
    • Superfilum Heterokonta
      • Filum Bigyra
      • Filum Ochrophyta
      • Filum Pseudofungi (Oomycota)
    • Infrakoninkryk Rhizaria

Verwysings:

Cavalier-Smith, T. (2018). Kingdom Chromista and its eight phyla: a new synthesis emphasising periplastid protein targeting, cytoskeletal and periplastid evolution, and ancient divergences.  Protoplasma 255: 297–357.

Maneveldt, G.W. & Keats, D.W. (1997). The Chromista. Engineering in Life Sciences. http://repository.uwc.ac.za/xmlui/bitstream/handle/10566/1234/ManeveldtChromista1997.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Ruggiero, M.A.; Gordon, D.P.; Orrell, T.M.; Bailly, N.; Bourgoin, T.; Brusca, R.C.; Cavalier-Smith, T.; Guiry, M. D. & Kirk, P. M. (2015). A Higher Level Classification of All Living Organisms. PLoS ONE 10(4): e0119248, [14].