Charakterystyka Neocallimastigomycota, taksonomia, odżywianie, siedlisko



Neocallimastigomycotas jest podziałem obowiązkowych grzybów endosymbiotycznych w przewodzie pokarmowym ssaków roślinożernych przeżuwaczy i przeżuwaczy, a także gadów roślinożernych. Mogą być jednokomórkowe lub wielokomórkowe i mieć zarodniki zarodkowe (zoospory).

Do niedawna były one uważane za zamówienia w obrębie rodzaju Chytridiomicota, ale w 2007 r. Grupa została podniesiona do kategorii krawędzi. Obecnie jest podzielony na 8 rodzajów i około 20 gatunków zostało opisanych.

Gatunki Neocallimastigomycota rozwijają się w warunkach beztlenowych, w których posiadają wyspecjalizowane organelle zwane hydrogenosomami. Organelle te pełnią podobne funkcje do mitochondriów w organizmach żyjących w warunkach tlenowych.

Podczas swojego cyklu życia tworzą zoospory, które przylegają do materiału roślinnego. Później są one enystencjalne i kiełkują. W miarę ich rozwoju tworzą zarodnie, które dają początek nowym zoosporom.

Ta grupa grzybów odgrywa ważną rolę w złożonej ekologii układu trawiennego roślinożerców. Ponadto wytwarzają potencjalnie użyteczne enzymy w biotechnologii, które były stosowane jako środki trawienne w preparatach paszowych dla zwierząt.

Indeks

  • 1 Ogólna charakterystyka
  • 2 Metabolizm i wpływ biologiczny
    • 2.1 Zastosowania biotechnologiczne
  • 3 Filogeneza i taksonomia
    • 3.1 Gatunki
  • 4 Odżywianie
  • 5 Siedlisko
    • 5.1 Gatunki żywicielskie
  • 6 Powielanie
    • 6.1 Kolonizacja materiału roślinnego
    • 6.2 Kiełkowanie i penetracja tkanki
  • 7 referencji

Ogólna charakterystyka

Neocallimastigomycotas są obligatoryjnymi organizmami endosymbiotycznymi, to znaczy nie występują w wolnym życiu, ale zawsze są związane z przewodem pokarmowym zwierząt roślinożernych. Są one jednorodne dla grzybów wielokomórkowych, ze ścianą komórkową.

Wytwarzają wegetatywne plechy, które rozwijają zarodnie, z których pochodzą zoospory z jedną lub kilkoma wiciami. Te zoospory zlokalizowane w żwaczu roślinożerców początkowo klasyfikowano jako pierwotniaki.

Zoospory są uważane za uniflagellate, gdy 90% zarodników ma pojedynczą wici, a pozostałe 10% od dwóch do czterech wici. Grupy wielowarstwowe mają zoospory z więcej niż czterema wiciami, a u niektórych gatunków zaobserwowano do 17 wici.

Znane drapieżniki Neocallimastigomycotas, takie jak pierwotniaki, atakują zoospory i wytwarzają enzymy, które rozkładają ściany komórkowe grzyba.

Metabolizm i wpływ biologiczny

Niektóre interesujące adaptacje, które te grzyby występują, to że rozwijają się w środowisku beztlenowym. Nie prezentują mitochondriów, cytochromów i niektórych cech biochemicznych cyklu fosforylacji oksydacyjnej.

Zamiast tego mają wyspecjalizowane organelle podobne do mitochondriów zwanych hydrogenosomami, które wytwarzają energię komórkową z metabolizmu glukozy bez potrzeby tlenu.

Hydrogenaza zawarta w wodorosomach wytwarza wodór, CO2, mrówczan i octan jako odpady metaboliczne. Związki te wraz z mleczanem i etanolem są głównymi produktami końcowymi fermentacji.

Są one wytwarzane z beztlenowej degradacji grzybów i fermentacji polisacharydów ściany komórkowej roślin.

Zastosowania biotechnologiczne

Zdolność Neocallimastigomycota do degradacji włókien roślinnych przypisuje im istotną rolę biologiczną w żywieniu wielu roślinożerców, głównie przeżuwaczy.

W tym sensie doświadczono dodawania suplementów grzybów beztlenowych do diety, z bardzo dobrymi wynikami.

W przypadku roślinożerców innych niż przeżuwacze, takich jak kury, podaż grzyba nie jest skuteczna. Jest to prawdopodobnie spowodowane ich niezdolnością do przeżycia w przewodzie pokarmowym tego typu zwierząt.

Jednak dobre wyniki daje bezpośrednie dodanie enzymów wytwarzanych przez Neocallimastigomycotas do suplementów diety..

Biochemiczne możliwości Neocallimastigomycotas sprawiają, że są one potencjalnie użyteczne w biotechnologii do przekształcania lignocelulozy w produkty bioenergetyczne.

Filogeneza i taksonomia

Neocallimastigomycotas były pierwotnie klasyfikowane jako Chytridiomicotas. Następnie biorąc pod uwagę cechy morfologiczne, ekologiczne i ultrastrukturalne, nadano zakres krawędzi.

Znanych jest około 8 rodzajów i 20 gatunków Neocallimastigomycotas, chociaż zgłoszono liczne izolaty jeszcze niesklasyfikowane.

Gatunki

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces i Piromyces, Posiadają włóknisty rozgałęziony ryzoidalny kość skokową ze sporangiami. W Anaeromyces plecha jest policentryczna (liczne zarodnie) z zoosporami uniflagellowymi.

Neocallimastix jest monocentryczny (pojedynczy zarodnik) z wielopłaszczyznowymi zoosporami. Orpinomyces Ma policentryczny kość skokową i wielopłytkowe zoospory. Piromyces ma monocentryczny kość skokową z uniflageladas zoosporas.

Dwa rodzaje prezentują thalli złożone z bulwiastych wegetatywnych komórek zaciskających (bulwiasta grzybnia) i sporangiów: Caecomyces i Cyllamyces.

Różnią się, ponieważ Caecomyces ma jedną lub bardzo małą zoosporangię, rosnącą bezpośrednio na komórkach bulwiastych lub na końcu prostej sporangioforu. Cyllamyces wytwarza wiele sporangiów w rozgałęzionych sporangioforach.

Zaproponowano dwa nowe gatunki (Oontomyces i Buwchfawromyces) z molekularną bazą informacji.

Odżywianie

Grzyby te rozkładają celulozę i hemicelulozę obecne w komórkach roślin, które spożywają roślinożerców, które je przechowują.

Odgrywają ważną rolę w procesie trawienia tych gatunków ze względu na wytwarzanie enzymów celulolitycznych, hemicelulolitycznych, enzymów glikolitycznych i proteolitycznych, które rozkładają tkanki roślinne.

Siedlisko

Neocallimastigomycota nie jest wolnym życiem. Znajdują się one w beztlenowym środowisku żwacza, jelita grubego i kału przeżuwaczy lub roślinożerców innych niż przeżuwacze.

Gatunki żywicielskie

Można je znaleźć przede wszystkim w obu udomowione ssaki przeżuwaczy (owce, kozy, krowy i konie) i Wild (jaka, zebry, żyrafy, gazele, małpy, słonie, nosorożca, hipopotama, bizony, lamy, kangury między innymi). Również oni zamieszkują roślinożerne gady takie jak zielone iguana.

Reprodukcja

Kolonizacja materiału roślinnego

Materiał roślinny, który dostaje się do żwacza, jest skolonizowany przez biczowane zoospory, które są uwalniane ze sporangiów.

Zoospory są przyłączone do materiału roślinnego zorientowanego chemotaktycznie (podążając za sygnałami chemicznymi cukrów uwalnianych przez szczątki roślin). Potem uwalniają swoje wici i enklawę.

Kiełkowanie i penetracja tkanki

Kiełkowanie następuje przez emisję kiełkującej rury na przeciwległym końcu do miejsca, gdzie znajdowała się wici.

Rozwój torbieli jest inny u gatunków monocentrycznych i policentrycznych. W gatunkach monocentrycznych jądra pozostają w torbieli i wytwarzają pozbawione jądra rizoidy (bez jąder). Torbiel rośnie i tworzy pojedynczy zarodnik (rozwój endogenny).

W gatunkach policentrycznych wytwarzane są ryzoidy jądrzaste, które wytwarzają kilka sporangiów (rozwój egzogenny).

Torbiele wytwarzają rizomicellios, które rosną i wnikają głęboko w tkanki roślin. Te wydzielają enzymy, które trawią tkankę roślinną i uzyskują składniki odżywcze niezbędne do produkcji sporangiów.

Kiedy zarodnik dojrzewa, uwalnia od jednego do 80 zoospor. Grzyby kolonizują głównie tkanki naczyniowe roślin i im bardziej włóknista jest dieta, tym większa jest populacja grzybów.

Uważa się, że Neocallimastigomycotas zakażają zwierzęta gospodarza drogą powietrzną, poprzez struktury oporowe.

Referencje

  1. Bauchop T. (1981). Grzyby beztlenowe w trawieniu włókien żwacza. Rolnictwo i środowisko 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt i G Beakes. (2010). Grzyby beztlenowe: Neocallimastigomycota. IMA Fungus 1 (2): 181-185.
  3. Gruninger RJ., AK Puniya TM Callaghan JE Edwards, N Youssef SS Dagar K Fliegerova GW Griffith R Forster, A Tsang T McAllister i MS Elshahed. (2014) beztlenowa grzyby (Gromada neocallimastigomycota): Postępy w zrozumienie ich taksonomii, cykl życia, ekologię, rolę i potencjał biotechnologicznych. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger i MS Elshahed. (2010). Różnorodność filogenetyczna i struktura wspólnotowa beztlenowych grzybów jelitowych (typu Neocallimastigomycota) u roślinożernych przeżuwaczy i zwierząt innych niż przeżuwacze. Dziennik ISME 1-11. 
  5. Powell MJ i PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota i Neocallimastigomycota. Rozdział 6: 141-175. W: D.J. McLaughlin i J.W. Spatafora (red.) Systematyka i ewolucja, 2nd Wydanie The Mycota VII Część A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429.
  6. Wang X, X Liu i JZ Groenewald. (2016). Filogeneza grzybów beztlenowych (rodzaj Neocallimastigomycota), z udziałem jaka w Chinach. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.