Χαρακτηριστικά του Neocallimastigomycota, ταξινόμηση, διατροφή, βιότοπος

Neocallimastigomycotas Πρόκειται για ένα τμήμα του δεσμεύονται στο πεπτικό σύστημα των μηρυκαστικών φυτοφάγα θηλαστικά και μη-μηρυκαστικών ενδοσυμβιωτικά μύκητες και τα φυτοφάγα ερπετά. Μπορούν να είναι μονοκύτταρα ή πολυκύτταρα και να έχουν μολυσμένα σπόρια (zoospores).

Μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν διαταγή εντός του phylum Chytridiomicota, αλλά το 2007 η ομάδα ανέβηκε στην κατηγορία των άκρων. Αυτή τη στιγμή χωρίζεται σε 8 γένη και έχουν περιγραφεί περίπου 20 είδη.

Τα είδη Neocallimastigomycota αναπτύσσονται υπό αναερόβιες συνθήκες για τα οποία διαθέτουν εξειδικευμένα οργανίδια που ονομάζονται υδρογονοσωμάτια. Αυτά τα οργανίδια εκτελούν παρόμοιες λειτουργίες με τα μιτοχόνδρια σε οργανισμούς που ζουν σε αερόβιες συνθήκες.

Κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους σχηματίζουν zoospores που προσκολλώνται στο φυτικό υλικό. Αργότερα αυτά είναι encyst και βλαστήσουν. Καθώς αναπτύσσονται σχηματίζουν σποράγγια που θα δημιουργήσουν νέες ζωοπόρους.

Αυτή η ομάδα μυκήτων παίζει σημαντικό ρόλο στην περίπλοκη οικολογία του πεπτικού συστήματος των φυτοφάγων. Επιπλέον, παράγουν δυνητικά χρήσιμα ένζυμα στη βιοτεχνολογία που έχουν χρησιμοποιηθεί ως προϊόντα πέψης σε παρασκευάσματα ζωοτροφών.

Ευρετήριο

• 1 Γενικά χαρακτηριστικά
• 2 Μεταβολισμός και βιολογική επίδραση
  • 2.1 Βιοτεχνολογικές εφαρμογές
• 3 Φυλογενία και ταξινόμηση
  • 3.1 Είδη
• 4 Διατροφή
• 5 Habitat
  • 5.1 Είδη ξενιστών
• 6 Αναπαραγωγή
  • 6.1 Αποικία φυτικού υλικού
  • 6.2 Βλάστηση και διείσδυση ιστών
• 7 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Οι Neocallimastigomycotas είναι υποχρεωτικοί ενδοσμπιμωτικοί οργανισμοί, δηλαδή δεν βρίσκονται στην ελεύθερη ζωή, αλλά πάντα συνδέονται με την πεπτική οδό φυτοφάγων ζώων. Συνδέονται με πολυκύτταρους μύκητες, με κυτταρικό τοίχωμα.

Παράγουν φυτικά θαλλίδια που αναπτύσσουν σποράγγια, από τα οποία προέρχονται τα zoospores με μία ή περισσότερες μαστίγες. Αυτές οι ζωοπόρους που βρίσκονται στην άκρη των φυτοφάγων ταξινομήθηκαν αρχικά ως πρωτόζωα.

Τα ζωοφόρα ζώα θεωρούνται μονόφυλλα όταν το 90% των σπόρων έχουν ένα μόνο μαστίγιο και το υπόλοιπο 10% από δύο έως τέσσερα μαστίγια. Οι πολυφυγοποιημένες ομάδες έχουν ζωοπόρους με περισσότερες από τέσσερις μαστίγες και σε μερικά είδη έχουν παρατηρηθεί μέχρι και 17 μαστίγες.

Οι γνωστοί θηρευτές των Neocallimastigomycotas, όπως τα πρωτόζωα, προσβάλλουν τα zoospores και παράγουν ένζυμα που αποικοδομούν τα κυτταρικά τοιχώματα του μύκητα.

Μεταβολισμός και βιολογική επίδραση

Μερικές ενδιαφέρουσες προσαρμογές που παρουσιάζουν αυτοί οι μύκητες είναι ότι αναπτύσσονται σε ένα αναερόβιο περιβάλλον. Δεν παρουσιάζουν μιτοχόνδρια, κυτοχρώματα και ορισμένα βιοχημικά χαρακτηριστικά του κύκλου οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.

Αντίθετα, έχουν εξειδικευμένα οργανίδια παρόμοια με μιτοχόνδρια που ονομάζονται υδρογονοσωμάτια, τα οποία παράγουν κυτταρική ενέργεια από το μεταβολισμό της γλυκόζης χωρίς την ανάγκη για οξυγόνο.

Η υδρογονάση που περιέχεται στα υδρογονοσωμάτια παράγει υδρογόνο, CO2, μυρμηκικό και οξικό, ως μεταβολικά απόβλητα. Αυτές οι ενώσεις μαζί με γαλακτικό και αιθανόλη είναι τα κύρια τελικά προϊόντα ζύμωσης.

Παράγονται από την αναερόβια μυκητική αποικοδόμηση και τη ζύμωση πολυσακχαριτών τοιχωμάτων φυτικών κυττάρων.

Βιοτεχνολογικές εφαρμογές

Η ικανότητα του Neocallimastigomycota να αποικοδομεί τις φυτικές ίνες τους αποδίδει έναν σχετικό βιολογικό ρόλο στη διατροφή πολλών φυτοφάγων, κυρίως μηρυκαστικών.

Με αυτή την έννοια, έχει βιώσει να προσθέσει συμπληρώματα αναερόβιων μυκήτων στη διατροφή αυτών, με πολύ καλά αποτελέσματα.

Για τα μη μηρυκαστικά φυτοφάγα, όπως οι όρνιθες, η παροχή του μύκητα δεν είναι αποτελεσματική. Αυτό οφείλεται πιθανώς στην ανικανότητά τους να επιβιώσουν στον πεπτικό σωλήνα αυτού του είδους ζώων.

Ωστόσο, ήταν καλά αποτελέσματα να προσθέσουμε άμεσα τα ένζυμα που παράγονται από το Neocallimastigomycotas στα συμπληρώματα διατροφής τους..

Βιοχημικές δυνατότητες Neocallimastigomycotas επίσης να τους δυνητικά χρήσιμα στη βιοτεχνολογία για την μετατροπή λιγνοκυτταρίνης προϊόντα βιοενέργειας.

Φυλογενία και ταξινόμηση

Οι Neocallimastigomycotas ταξινομήθηκαν αρχικά ως Chytridiomicotas. Ακολούθως, λαμβάνοντας υπόψη τους μορφολογικούς, οικολογικούς και υπερδοτικούς χαρακτήρες, δόθηκε η ακτίνα.

Περίπου 8 γένη και 20 είδη Neocallimastigomycotas είναι γνωστά, παρόλο που έχουν αναφερθεί πολυάριθμα στελέχη που δεν έχουν ταξινομηθεί ακόμη.

Genres

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces και Piromyces, Διαθέτουν ινώδη διακλαδισμένη ριζωματώδη αστράγαλο με σποράγγια. Στο Anaeromyces ο θάλλος είναι πολυκεντρικός (πολυάριθμος σποράγγια) με μονοσφαιρικούς ζωοπόρους.

Neocallimastix είναι μονόκεντρο (ένα ενιαίο σποράγγιο) με πολυφαινοποιημένες ζωοπόρους. Orpinomyces Έχει πολυκεντρικό αστράγαλο και πολυφαινολιωμένους ζωοπόρους. Piromyces έχει μονοκεντρικό αστράγαλο με ζωοπόρους ενός φύλου.

Δύο γένη που αποτελούνται από βολβώδη βλαστικά κύτταρα σύσφιξης (βολβώδες μυκήλιο) και σποράγγια: Κακοτεχνίες και Cyllamyces.

Διαφέρουν γιατί Κακοτεχνίες έχει μία ή πολύ λίγες ζωοπαραγωγές περιοχές, που αναπτύσσονται απευθείας στα βολβοειδή κύτταρα ή στο τέλος ενός απλού σποραγγειοφόρου. Cyllamyces παράγει πολλαπλά σποράγγια σε διακλαδισμένα σποραγγειοφόρα.

Προτείνονται δύο νέα είδη (Oontomyces και Buwchfawromyces) με βάση μοριακής πληροφορίας.

Διατροφή

Αυτοί οι μύκητες υποβαθμίζουν την κυτταρίνη και την ημικυτταρίνη που υπάρχουν στα κύτταρα των φυτών που καταναλώνουν τα φυτοφάγα που τους φιλοξενούν.

Διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της πέψης των ειδών αυτών που οφείλονται στην παραγωγή κυτταρινολυτικών ενζύμων, ημικυτταρινολυτικών, γλυκολυτικών και πρωτεολυτικά ένζυμα, τα οποία διασπούν φυτικούς ιστούς.

Habitat

Η Neocallimastigomycota δεν είναι ελεύθερη διαβίωση. Βρίσκονται στα αναερόβια μεγάλη κοιλία περιβάλλον, hindgut και μηρυκαστικά φυτοφάγα περιττώματα ή μη μηρυκαστικών.

Είδη ξενιστών

Μπορούν να βρεθούν κυρίως σε δύο οικόσιτα θηλαστικά μηρυκαστικά (πρόβατα, κατσίκες, αγελάδες και άλογα) και άγρια ​​(βούβαλου, ζέβρες, καμηλοπαρδάλεις, γαζέλες, μαϊμούδες, ελέφαντες, ρινόκεροι, ιπποπόταμου, βίσονες, λάμα, καγκουρό, μεταξύ άλλων). Κατοικούν επίσης ερπετά ερπετά, όπως η πράσινη ιγκουάνα.

Αναπαραγωγή

Αποικία φυτικού υλικού

Το φυτικό υλικό που εισέρχεται στον ορεινό όγκο είναι αποικισμένο από ζαποσόρες που απελευθερώνονται από σποράγγια.

Τα ζωοσπόρια συνδέονται με το φυτικό υλικό χημειοτακτικώς προσανατολισμένα (ακολουθώντας τα χημικά σήματα των σακχάρων που απελευθερώνονται από τα φυτικά υπολείμματα). Στη συνέχεια, απελευθερώνουν τα μαστίγια τους και την εγκυμοσύνη τους.

Βλάστηση και διείσδυση των ιστών

Η βλάστηση συμβαίνει με την εκπομπή ενός βλαστικού σωλήνα στο αντίθετο άκρο με εκείνο του σημαιού.

Η ανάπτυξη της κύστης είναι διαφορετική στα μονοκεντρικά και πολυκεντρικά είδη. Στα μονοκεντρικά είδη οι πυρήνες παραμένουν στη κύστη και παράγουν πυρηνικά ριζοειδή (χωρίς πυρήνες). Η κύστη αναπτύσσεται και σχηματίζει ένα μόνο σποράνιο (ενδογενής ανάπτυξη).

Στα πολυκεντρικά είδη, παράγονται πυρηνοποιημένα ριζώματα που παράγουν αρκετές σποράγγες (εξωγενής ανάπτυξη).

Οι κύστες παράγουν ριζώματα που αναπτύσσονται και διεισδύουν βαθιά στους ιστούς των φυτών. Αυτά τα ένζυμα εκκρίνουν ιστό φυτών και λαμβάνουν τα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για την παραγωγή των σποραγγείων.

Όταν το σποράνγκιο ωριμάζει, απελευθερώνει ένα έως 80 zoospores. Οι μύκητες αποικίζουν κυρίως αγγειακούς ιστούς των φυτών και όσο πιο ινώδης είναι η διατροφή, τόσο μεγαλύτερος είναι ο πληθυσμός των μυκήτων.

Θεωρείται ότι οι Neocallimastigomycotas μολύνουν τα ζώα-ξενιστές με αέρα, μέσω δομών ανθεκτικότητας.

Αναφορές

1. Bauchop Τ. (1981). Οι αναερόβιοι μύκητες στην πέψη με ινώδη ινίδια. Γεωργία και Περιβάλλον 6 (2-3): 339-348.
2. Griffith GW, S Baker, Κ Fliegerova, Α Liggenstoffer, Μ van der Giezen, Κ Voigt και G Beakes. (2010). Αναερόβιοι μύκητες: Neocallimastigomycota. IMA Μύκητας 1 (2): 181-185.
3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, Ν Youssef, SS Dagar, Κ Fliegerova, GW Griffith, R Forster, Α Tsang, Τ McAllister και MS Elshahed. (2014) Η αναερόβια μύκητες (φύλο neocallimastigomycota): Οι πρόοδοι στην κατανόηση τους ταξινόμηση, τον κύκλο ζωής, την οικολογία, το ρόλο και τις βιοτεχνολογικές δυνατότητες. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger και MS Elshahed. (2010). Η φυλογενετική ποικιλομορφία και τη δομή της κοινότητας της αναερόβιας μύκητες του εντέρου (φύλο neocallimastigomycota) σε μηρυκαστικά και μηρυκαστικά φυτοφάγα ζώα μη. Το περιοδικό ISME 1-11. 
5. Powell MJ και PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota και Neocallimastigomycota. Κεφάλαιο 6: 141-175. Στο: D.J. McLaughlin and J.W. Σπαταφόρα (Εκδ.) Συστηματική και Εξέλιξη, 2^nd Έκδοση Η Mycota VII μέρος Α. Springer-Verlag Βερολίνο Χαϊδελβέργη.429 σ.
6. Wang X, X Liu και JZ Groenewald. (2016). Φυλογενία των αναερόβιων μυκήτων (phylum Neocallimastigomycota), με συμβολές από το yak στην Κίνα. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.