1. ÚVOD – živočich jako buněčný organismus

Doporučená literatura

Knoz, J., Obecná zoologie. I. a II. díl, PřF UJEP Brno 1993.

Romanovský, Alexej, Obecná biologie : celost. vysokošk. učebnice pro stud. přírodověd. a pedagog. fakult , Praha : SPN 1985.

Sládeček, František, Rozmnožování a vývoj živočichů : Základy vývojové biologie : Celost. vysokošk. učebnice pro přírodověd. fakulty , Praha : Academia 1986.

Paleček, J., Obecná zoologie - praktická cvičení II.

Paleček, J., Obecná zoologie - praktická cvičení I., SPN Praha 1987.

Papáček, Miroslav; Soldán, Tomáš, Praktická cvičení z obecné zoologie: Pracovní protokoly: Určeno pro posl. učitelství biologie Pedag. fak. v Čes. Budějovicích, České Budějovice: Pedagogická fakulta 1991.

Paleček, Jiří, Obecná zoologie: Praktická cvičení: Určeno pro posl. fak. přírodověd. [Díl] 3., Rozmnožování živočichů, Praha: SPN 1989.

Nečas, Oldřich, Obecná biologie pro lékařské fakulty, Praha: H & H 2000.

Definice živočichů a obecné zoologie

• Živočichové jsou heterotrofní centrálně řízené a aktivně pohyblivé organismy.
• Mohou být jednobuněční i mnohobuněční.
• Rozmnožují se pohlavně nebo nepohlavně.
• Pro většinu mnohobuněčných živočichů je charakteristická ultrastruktura, mezibuněčná hmota a přítomnost epitelů.
• Obecná zoologie se zabývá obecnými jevy a zákonitostmi vlastními všem nebo mnoha skupinám živočichů, od složení jejich těl až k jejich ontogenezi. 

Postavení živočichů v ekosystému

Jednoduchý potravní řetězec:

Producent (autotrofní rostliny) à konzument (heterotrofní živočichové) à destruent (reducent, dekompozitor - bakterie a houby)

• Konzumenti: býložravci (herbivora - konzumenti 1. řádu) a masožravci (carnivora jako konzumenti 2. a 3. řádu.)
• Všežravci (omnivora): rostlinná i živočišná potrava (člověk).
• Predátoři: dravý způsob, podobný způsob jako parazité na hostitelích.
• Komenzálové: zdroje opatřené jinými organismy, tento vztah může přejít až v symbiózu.
• Monofágové: úzce potravně specializovaní živočichové, jsou většinou nejvíce ohroženi.

Potravní řetězce (ekologické pyramidy)

• Producenti
• Konzument

Ø Primární konzument

Ø Sekundární konzument

• Dekompozitor

Vztahy mezi populacemi organismů

neutralismus	0	0
protokooperace	+	+
komensalismus	+	0
mutualismus	+	+
amensalismus	-	0
kompetice	-	-
predace	+	-
parazitismus	+	-

• Predace
• Herbivorie
• Parazitismus
• Mutualismus (Symbióza)

Pohyb (lokomoce)

• Živočichové jsou obvykle aktivně pohybliví.
• Pohyb je zajištěn např. svalovou hmotou a je vykonáván na základě informací ze smyslových orgánů a nervové soustavy.
• Přizpůsobení pohybu: živočišné buňky nemají buněčnou stěnu ani vakuoly, jako energetické zdroje využívají většinou lipidy, které jsou lehčí, naopak ztratili schopnost syntetizovat některé látky (některé aminokyseliny, prekurzory nukleotidů, mastné kyseliny apod.).

Systematické zařazení živočichů

• Je prováděno z hledisek obecné zoologie, evoluce – paleontologie, embryologie, srovnávací anatomie atd.
• Říši živočichů (Animalia) dělíme zpravidla na 2 podříše: jednobuněční (Protozoa) a mnohobuněční (Metazoa) a následují další menší skupiny (taxony – kmeny, řády, čeledi, rody a druhy).
• Touto problematikou se zabývá systematická zoologie.

Organismus jako minimální buňka

• Organismus. může být ohraničen buněčnou stěnou – ochranná funkce (bakterie, rostliny -mechanické a osmotické poškození).
• Buňka je nejmenší známý útvar schopný samostatného života
• Je to útvar uspořádaný, dynamický, otevřený, schopný se udržovat a rozmnožovat.
• Nejmenší buňky mají bakterie (0,001 mm), ty se blíží minimální b. Můžeme je pozorovat nejlépe pod elektronovým mikroskopem.
• Buňka bakterií je vyplněna cytoplazmou, která je ohraničena plazmatickou membránou, jejíž první funkcí je zabránit úniku meziproduktů metabolismu.
• Schopnost rozmnožování je vázána na DNA.

Eukaryotická buňka

• Stavba eukaryotické buňky je radikálně odlišná od prokaryotické: pravé jádro a další membránové organely (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysosomy); semiautonomní organely (mitochondrie nebo jejich funkční deriváty, plastidy); cytoskelet.
• Buňky eukaryot jsou v průměru desetkrát větší než buňky prokaryotických organismů, ačkoliv toto pravidlo platí jen zhruba.

Rozdíly mezi živočišnou a rostlinnou buňkou

• Zásobní látkou u živočichů je glykogen.
• Živočichové mají větší schopnost pohybu a tím i více ribozómů.
• Živočišným buňkám chybí celulózní buněčná stěna a během diferenciace se nezvětšují, ale mají různý tvar (specializace - volné – kulovité, oválné např. krevní buňky). Tvoří tkáně.
• Živočišné buňky bývají zpravidla velmi malé, od 10 - 20 mm (výjimky: vaječné buňky obojživelníků, ryb, ptáků, neurony).
• Schopnost fagocytózy (lysosomy, které chybí většinou u rostlin).

Složky živočišných buněk

• Matrix – základní cytoplazma

Ø hmota mezi jednotlivými složkami, tekutá až gelovitá

Ø transport látek, metabolické reakce

• Cytoskelet - pružné, proměnlivé uspořádání

Ø vláknité složky: tenká vlákna (mikrofilamenta) a střední vlákna (intermediární vlákna)

Ø trubicovité složky (mikrotubuly)

Ø Mikrotubuly (kinesin, dynein) a mikrofilamenty (myozin, aktin, tropomyozin).

Ø Myozin s aktinem se obecně vyskytuje v cytolazmě a podílí se na jejím proudění.

Bičíky a brvy

• Velmi podobná vnitřní struktura a při pohybu spotřeba ATP.
• Vnitřní struktura – po okraji je 9 párů mikrotubulů, ve středu 2 samostatné m. na závit a jednotlivé závity se po sobě posouvají směrem dolů k b.
• Každý pár má po celé délce výběžky k dalšímu páru – protein dynein.
• Bičík je ukotven v cytoplazmě – bazální tělísko.
• Liší se relativní délkou, počtem a typem pohybu.
• Brvy - kratší než buňka a početnější.
• Bičík - stejně dlouhý jako buňka nebo delší a méně početný (obvykle 1 nebo v páru).

Jádro (nucleus)

• Počet - většinou 1, výjimky: osteoklast (100, jádra se dělí, buňka ne), svalové vlákno (syncytium, vzniká splynutím buněk), buňky bezjaderné (červené krvinky savců).
• Obsahuje genetický materiál buňky. Jde o nějvětší organelu (10-20 mm). Je ohraničena dvojitou jadernou membránou, v níž se nacházejí póry tvořené speciálními bílkovinami.
• Umístění- ve středu b. (u polarizovaných u proximálního konce, u bb. zásobních zatlačeno k okraji).
• Jadérko (nucleolus) je malá vnitřní část buněčného jádra kulovitého tvaru, která obsahuje hodně ribozomální RNA ( rRNA).

Mitochondrie

• Semiautonomní organely (vlastní genetický aparát, syntetizují část svých bílkovin, mají své ribozómy).
• Hypotézy původu, např. teorie endosymbiotického původu
• Obal ze 2 membrán – vnitřní zřasena v kristy, aerobní dýchací procesy, několik 100, rozmnožování dělením stávajících, počet souvisí s metabolickou aktivitou.

Membránové organely

Endoplazmatické retikulum

• Systém propojených vaků a kanálů (+izolované váčky).
• Je zdrojem stavebních složek membrán (bílkoviny, lipidy).
• Ukládání a transport látek.
• Drsné (na vnější straně ribozómy) a hladké ER - oba druhy syntéza lipidů a drsné i proteinů, hladké (steroidy a ukládání Ca ve svalových b.).

Golgiho komplex (GC, GA -aparát)

• Soubor menších vaků.
• syntéza některých sacharidů.
• Úprava produktů endoplazmatického retikula (glykoproteiny, lipoglykoproteiny).

Lysosomy

• Váčky s hydrolytickými enzymy (lipázy, proteázy…).
• Nitrobuněčné štěpení látek, štěpy vyloučeny z buňky, nebo použity pro syntézu vlastních molekul.
• Primární lysosomy neobsahují substrát.
• Sekundární lysosomy vzniknou splynutím primárního lysosomu s váčky se substrátem.

Plazmatická membrána

• 2 vrstvy lipidů s hydrofobními konci k sobě, hydrofilními od sebe - protkané proteiny.
• Bílkoviny: periferní (přiléhají k membráně z 1 nebo z 2. strany), integrální (pronikají celou membránou nebo jsou zanořené do jedné vrstvy – např. póry).
• Funkce: ochrana vnitřního prostředí buňky, transport látek ven a do buňky, rozpoznání hormonů, vzájemné spojení buněk.

Membránový transport

• velké částice = cytosa
• ionty a molekuly = pasivní a aktivní transport
• Exocytoza – ve všech eukaryotních buňkách probíhá neustálý proud váčků, které pučí z GC a pak se spojí s plazmatickou membránou. Takto buňka transportuje nově utvořené lipidy a proteiny do plazmatické membrány.
• Endocytóza – eukaryotní buňky přijímají kapalinu, velké částice, ale i celé buňky. Materiál je postupně uzavírán do malé části plazmatické membrány, která vypučí dovnitř buňky ve formě endocytotického váčku, který je nakonec předán lysozomům ke strávení.

Pinocytoza a fagocytóza

• Pinocytóza (buněčné pití) zahrnuje pohlcování kapaliny a molekul pomocí malých váčků (f do 150 nm).
• Fagocytóza (buněčné pojídání) je procesem trávení velkých částic pomocí velkých váčků, fagozomů (f od 250 nm).

Membránový transport a difůze

Membránový transport:

• ionty a molekuly = pasivní a aktivní transport
• pasivní transport – bez spotřeby metabolické energie, probíhá po koncentračním spádu.

Difúze:

• bez účasti přenašeče, fyz.-chem. děj
• Látky se pohybují po koncentračním spádu
• malé molekuly (průchod póry) – voda, CO₂, O₂, molekuly do 3 C
• závislost na koncentračním spádu, teplotě a povaze látky.

Usnadněná difúze a aktivní transport

Usnadněná difúze

• s přenašečem, rychlejší
• látky po koncentračním spádu
• přenašeč (bílkovina) specificky váže látku, překoná s ní membránu, uvolní látku.

Aktivní transport

• Nosič - přenos i proti koncentračnímu spádu, iontové pumpy: čerpají ionty přes mem. a při tom se ATP štěpí na ADP + P a uvolňuje se E (sodíko-draslíková p. v plazmatické mem.).
• spotřeba metabolické energie
• specifické, procesy vázané na energii.