Mechanismen van aseksuele reproductie
Bij ongeslachtelijke voortplanting bij vrijlevende soorten gaat het meestal om atoomdeling en de deling van de cel in twee identieke dochtercellen van gelijke grootte door binaire splitsing. Bij parasitaire protozoa en sommige vrijlevende soorten is meervoudige splitsing, wat resulteert in de productie van veel nakomelingen die mogelijk niet op de oudercel lijken, normaal. Tijdens de cyclus van groei en deling ondergaat het protozoa een reeks identificeerbare fasen: een delingsfase, een groeifase waarin de cel aanzienlijk in omvang toeneemt, een fase van DNA-synthese en een fase van voorbereiding op deling, die zich uitstrekt van het einde van de DNA-synthese tot het begin van deling. De deling van het cytoplasma (cytokinese) wordt voorafgegaan door de deling van de kern of kernen.
Het vlak van deling in protozoaire cellen varieert tussen de verschillende groepen en is van taxonomische betekenis. De ciliaten verdelen normaal gesproken in een equatoriaal of transversaal vlak, waardoor het juiste aantal ciliaire rijen of kineties behouden blijft. De celmond en eventuele gespecialiseerde cilia eromheen worden op verschillende manieren gerepliceerd tussen de verschillende ciliaatgroepen, afhankelijk van de complexiteit van het cytostoom. De replicatie van het cytostoom gaat vooraf aan de deling van het cytoplasma. Sommige ciliaten (bijv. Colpoda) verdelen zich binnen dunwandige reproductieve cysten in twee dochterciliaten, die elk vervolgens delen zodat de cyste vier nakomelingen bevat, die vrijkomen wanneer de cyste-wand scheurt.
De sedentaire suctorianen reproduceren niet door binaire splitsing, omdat de productie van identieke niet-zwemmende nakomelingen snel tot overbevolking zou leiden. Ze produceren in plaats daarvan enkele ciliated nakomelingen, genaamd zwermers, door een proces dat ontluikend wordt genoemd. Knoppen kunnen endogeen optreden, waarbij de knop zich binnen de ouder vormt en wordt uitgeworpen wanneer ze volwassen zijn, of exogeen, waarbij de zwermmer buiten de ouder wordt gevormd. De zwermers zwemmen weg van de ouder, nestelen zich op een substraat, verliezen hun trilharen en ontwikkelen voedende tentakels en een bevestigende stengel.
Naakte amoeben hebben geen vast vlak van delen, maar ronden het gewoon af en verdelen het in twee in wezen gelijke helften. De testate amoeben, die in schalen met één kamer leven, of tests, ademen de dochter uit de opening van de schaal. Bij soorten die een schaal hebben die is gevormd uit silicaplaten, bevat de dochter de platen die worden gebruikt om de schaal te produceren, maar blijft aan de moedercel gehecht totdat de schaal volledig is gevormd, wanneer de uiteindelijke scheiding van het cytoplasma tussen de individuen plaatsvindt. Sommige van de testate amoeben leven in eiwitachtige schelpen. Ook daar wordt de nieuwe shell uitgescheiden voordat de binaire splitsing is voltooid.
De foraminiferan en radiolarian amoebae hebben meervoudige splitsing ontwikkeld. Beide produceren veel flagellated zwermers of zoösporen. De gewone planktonische foraminiferan Globigerinoides sacculifer kan bijvoorbeeld 30.000 zwermers tegelijk produceren. Elke swarmer is ongeveer 5 micrometer (0,005 mm) lang. Bij planktonische soorten verliest de ouder gewoonlijk het drijfvermogen en zinkt door stekels af te werpen en het gecompliceerde pseudopodiale netwerk in de schaal terug te trekken. De zwermers worden geproduceerd in diep water en migreren naar boven als ze volwassen worden. Elk scheidt een schil om zichzelf af, waaraan wordt toegevoegd naarmate het organisme groeit.
Mechanismen van seksuele reproductie
De foraminiferanen zijn ongebruikelijk bij vrijlevende protozoa omdat een seksuele fase een vast onderdeel is van de levenscyclus, afgewisseld met een aseksuele fase. Tijdens de levenscyclus worden twee soorten zwermers geproduceerd. Eén type, zoösporen, heeft de helft van het aantal chromosomen van de ouder (dat wil zeggen, ze zijn haploïd); ze groeien totdat ze volwassen volwassenen worden en kunnen grote aantallen gametische zwermen produceren en vrijgeven. Deze gameten zijn identiek (isogaam) maar zijn functioneel vergelijkbaar met de eieren en het sperma van hogere organismen. De gametische zwermen fuseren in paren en herstellen zo het volledige complement van chromosomen (dat wil zeggen, ze zijn diploïd), en elk individu groeit, rijpt en produceert uiteindelijk haploïde zoösporen.
Seksuele reproductie onder andere protozoa is niet wijdverbreid en kan betrekking hebben op identieke gameten (isogamie) of afzonderlijke mannelijke en vrouwelijke gameten (anisogamie of heterogamie). De vrouwelijke gameten zijn meestal groter en staan stationair, terwijl de mannelijke gameten kleiner zijn, in grotere aantallen worden geproduceerd en beweeglijk zijn.
Vervoeging in ciliates
Seksuele reproductie onder de ciliated protozoans neemt de vorm aan van vervoeging. Het proces leidt niet tot een toename van het aantal, maar is een simpele uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee individuele cellen. Vervoeging vindt alleen plaats tussen compatibele paringsstammen binnen een soort en elke soort kan veel paringsstammen bevatten. Voordat conjugatie plaatsvindt, worden door sommige ciliaten speciale chemische signalen, gamones genaamd, afgegeven. De gamonen zorgen ervoor dat compatibele paringsstammen processen ondergaan die conjugatie vergemakkelijken. In andere ciliaten, zoals Paramecium, zijn gamonen gebonden aan het celoppervlak en wekken ze hun reacties op wanneer de ciliaten fysiek contact maken.
Tijdens conjugatie staan twee ciliaten naast elkaar. De macronucleus, die geen rol speelt in het proces, valt uiteen. Er volgt dan een reeks nucleaire delingen van de micronuclei in elk ciliaat, waaronder meiose, waarbij in beide cellen een aantal haploïde micronuclei worden geproduceerd. Op één na vallen deze haploïde micronuclei uiteen. De resterende haploïde micronucleus in elke cel verdeelt zich vervolgens door mitose in twee haploïde kernen (gamete-kernen). Een brug van cytoplasma vormt zich tussen de twee ciliaten en één gametische kern van elke cel gaat over in de andere cel. De twee gametische kernen in elke cel verenigen zich en herstellen zo het diploïde aantal chromosomen. De micronucleus ondergaat twee mitotische delingen om vier micronuclei te produceren: twee hiervan vormen de nieuwe micronuclei van de cel en twee zijn voorbestemd om de macronucleus te worden. Na het conjugatieproces verloopt de normale binaire splitsing. Het aantal gevormde macronuclei en micronuclei is afhankelijk van de soort en blijft gelijk aan het oorspronkelijke aantal.
Autogamie en gewijzigde vervoeging
Als er geen geschikte paringspartner beschikbaar is, kunnen ciliaten een vorm van conjugatie ondergaan, autogamie genaamd, waarbij alle hierboven beschreven nucleaire processen plaatsvinden. Maar omdat er maar één persoon bij betrokken is, is er geen uitwisseling van gametische kernen. In plaats daarvan verenigen de twee gametische kernen in de cel zich om de herstelde micronucleus te vormen.
Gespecialiseerde sedentaire suctoriaanse ciliaten oefenen een gewijzigde vorm van vervoeging uit. De vervoegende individuen verschillen in uiterlijk. De macroconjugants lijken op de normale voedende individuen en de microconjugants lijken op de zwermers, hoewel kleiner. Wanneer een microconjugant een macroconjugant lokaliseert, komt het binnen en fuseert ermee. Dit is heel anders dan de tijdelijke associatie tussen twee cellen die optreedt tijdens seksuele reproductie in de meeste ciliates.
