Різниця між протестами і грибами
Share
Вступ
Протисти і гриби складають два унікальних царства життя. Протести демонструють сильну дисперсію в рисах, що ускладнюють їхню систематику. Гриби характеризувати набагато простіше. Гриби розходилися з протистами близько 1,5 мільярда років тому [1], подія, яка спричинила втрату джгутика під час переходу від водного середовища до наземного середовища існування при одночасному розробці нових механізмів розсіювання спор, що не є водними [2]. Гриби адаптували впізнаваний набір характеристик, які допомагають з’ясувати їх відмінності від протистів.
Клітинні відмінності
Протисти - це одноклітинні організми. Більшість грибів багатоклітинні і структуровані за гіллястою витягнутою нитчастою системою гіф [1]. Структури гіфів, що розгалужуються, складаються з однієї або (як правило) більшої кількості клітин, укладених у стінки клітинної стінки [1]. Більшість протестів мають сферичну форму, яка є неоптимальною для отримання кисню шляхом дифузії. Великі протисти мають витягнуту форму для задоволення їх підвищеної потреби в дифузії кисню [3].
Розмір клітини
Одноклітинні протести здебільшого мікроскопічні, але рідкісні приклади були знайдені у тисячах квадратних метрів [3]. Гриби, як правило, досить великі для спостереження неозброєним оком, але існує велика кількість мікроскопічних видів [1].
Клітинна мембрана
Протези можуть містити клітинні стінки рослини, клітинні стінки тваринного походження і навіть пелікули, що забезпечують захист від зовнішнього середовища [3]. У багатьох протистів немає клітинної стінки [3]. На відміну від різновиду клітинної мембрани Протіста, визначальною характеристикою грибів є всюдисуща наявність хітинової клітинної стінки [14].
Внутрішньоклітинна організація
Гриби складаються із згорнутої системи гіф, розділених системою перегородки септів [1]. Септів не було знайдено у жодних протістів [3]. Грибкові перегородки ділять гіфи на проникні відділення [1]. Перфорація перегородки дозволяє здійснювати транслокацію органел, включаючи рибосоми, мітохондрії та ядра між клітинами [3]. Організми-протетисти існують у неподільної цитоплазмі [3].
Клітинні придатки
На відміну від переважно стаціонарних грибів, протисти рухливі [1,3], і ця рухливість морфологічно відрізняє протіків від грибів шляхом додавання клітинних придатків. Протисти часто містять придатки, такі як вії, джгутики та псевдоподії [3]. У грибів зазвичай немає клітинних придатків, хоча рідкісні приклади конідіальних придатків у грибів існують [4].
Дихання
Протистське дихання
i) Протистське аеробне дихання
Протисти отримують кисень шляхом дифузії, і це обмежує їх здатність до росту клітин [3]. Деякі простати, як фітофлагелати, здійснюють як автотрофний, так і окислювальний гетеротрофний метаболізм [3]. Протистський метаболізм функціонує оптимально через широкий діапазон температур і кількості споживання кисню. Це побічний продукт безлічі ніш, які вони населяють, які мають величезний діапазон температур і доступності кисню [3].
ii) Протистське анаеробне дихання
Обов’язкове анаеробне дихання існує серед паразитичних протіків, що є рідкістю для еукаріотів [3]. У багатьох облігатних анаеробних протистів бракує цитохром оксидази, що призводить до атипових мітохондрій [3].
iii) Грибкове дихання
Більшість грибів дихають аеробним шляхом, використовуючи розгалужені дихальні ланцюги для передачі електронів з НАДГ до кисню [5]. Грибкові НАДГ-дегідрогенази використовуються для каталізації окислення матричної НАДН і здатні це робити навіть у присутності деяких інгібіторів, таких як ротенон [5]. Гриби також використовують альтернативні оксидази для дихання в присутності інгібіторів убиквінолу: цитохрому с оксидоредуктази та цитохрому с оксидази [5]. Альтернативні оксидази, ймовірно, забезпечують ефективну патогенність за наявності захисних механізмів на основі оксиду азоту [5].
Осморегуляція
Протисти, що мешкають у водному середовищі, мають посилення клітинних структур, не зустрічаються у грибах. Це посилення дозволяє підвищити ступінь осморегуляції. Контрактильні вакуолі - це органели Протіста, які забезпечують осморегуляцію та запобігають набряку та розриву клітин [3]. Скорочувальні вакуолі оточені системою канальців і везикул, що називаються спінгіомою, що сприяє вигнанню скоротливих вакуолей з клітини [3]. Скорочувальні вакуолі значно рідше в грибах [1,3].
Мітохондріальні відмінності
Протистські мітохондріальні геноми
На відміну від грибів, протистські мітохондріальні (mt) геноми зберегли ряд предкових прото-мітохондрійських геномних елементів. Це очевидно за скороченням генів грибів mtGenomes [6]. Protist mtGenomes коливається в розмірі від 6 кб геному Plasmodium falciparum до геному хоанофлагеллата 77 кб Моносіга бревіколлис, менший діапазон, ніж гриби [6]. Середній розмір Protist mtGenome на 40 кб значно менше, ніж середній розмір грибкового мітохондріального геному [6].
Protist mtGenomes є компактними, багатими на екзон і часто складаються з перекриваються кодуючих областей [6]. Інонічний простір, що не кодує, становить менше 10% від загального розміру Protist mtGenome [6]. Значна частина mtDNA Protist не має інтронів групи I або II групи [6]. Вміст A + T у Protist mtGenomes порівняно з грибами [6]. Вміст генів Protist mtGenomes більше нагадує рослинні mtGenomes, ніж грибкові mtGenomes [6]. На відміну від грибів, Protist mtGenomes кодує як великі, так і малі субодиниці РНК [6].
Грибкові мітохондріальні геноми
Гриби, що утворилися від протистів, і їх розбіжність характеризується скороченням генів та додаванням інтронів [6]. Порівняно з багатими на ген Protist mtGenomes, грибкові mtGenomes містять безліч інтергенних областей, що складаються з некодуючих повторів та інтронів, які є переважно інтронами групи I [7]. Різниця в розмірі грибкового mtGenome в основному пояснюється інтронними областями, а не дисперсією на основі гена, виявленою в Protist mtGenomes [7]. У грибкових mt-геномах довжина до 5 кб належить до 5 кб [7].
Хоча mtGenomes Protist містять більше генів, грибкові mtGenomes містять значно більшу кількість кодуючих генів тРНК [6,7]. Розміри грибкових mtGenome охоплюють більший діапазон порівняно з Protist mtGenomes. Найменший відомий грибковий mtGenome - 19 кбіт, знайдений в Шипозахароміцевий помбек [6]. Найбільший відомий грибковий mtGenome - 100 кбіт, знайдений у Podospora anserina [6]. На відміну від Protist mtGenomes, вміст генів грибкової mtDNA є відносно послідовним для організмів [6].
Джерела живлення та стратегії придбання поживних речовин
Придбання грибних поживних речовин
Гриби використовують міцелій, їх колекцію гіф, для придбання та транспортування поживних речовин по плазматичній мембрані їх клітин [2]. Цей процес сильно залежить від рН середовища, з якого надходять поживні речовини [2]. Гриби - сапротрофи, що отримують свої поживні речовини насамперед з розчиненої органічної речовини, що розкладається мертвих рослин та тварин [1]. Будь-яке необхідне засвоєння поживних речовин відбувається позаклітинно шляхом вивільнення ферментів, які розщеплюють поживні речовини до мономерів, які приймаються через полегшену дифузію [1]
Протистський придбання поживних речовин
Протетисти, навпаки, отримують свої поживні речовини за допомогою різноманітних стратегій. Спроба класифікувати протістські стратегії збору поживних речовин визначає шість категорій [3]:
- Фотоавтотрофні первинні виробники - Використовуйте сонячне світло для синтезу поживних речовин із СО2 та Н2О.
- Бактії та детрітіворі - Харчуються бактеріями або детритом.
- Сапротрофи - Харчуються позаклітинною перетравленою і згодом поглиненою неживою речовиною.
- Алгіворес - Харчується насамперед водоростями.
- Неселективні всеїдні - Харчуються неселективно водоростями, детритами та бактеріями.
- Рапторіальні хижаки - Харчуються насамперед найпростішими та організмами з більш високого трофічного рівня.
Багато з вищезазначених стратегій є міксотрофними. Наприклад, до первинних виробників фотоавтотрофних видів відносяться морські організми, які можуть використовувати різний рівень гетеротрофії, що дозволяє отримувати поживні речовини, які не потребують введення енергії від сонячного світла, коли сонячне світло недоступний [3].
Репродуктивні відмінності
Протисти і гриби включають види, які розмножуються статевим та аесексуальним шляхом. Протести унікальні тим, що включають організми, здатні як до есексуального, так і до статевого розмноження протягом одного і того ж життя [8]. Складність деяких життєвих циклів Протіста призводить до приголомшливих морфологічних варіацій протягом життя організму, що дозволяє чітко розмножувати методи [8]. Репродуктивні морфологічні зміни не спостерігаються у грибів настільки, наскільки вони є у протистів.
Есексуальні репродуктивні відмінності
Есексуальне розмноження в грибах відбувається шляхом розсмоктування спор, що виходять з плодових тіл, виявлених на міцелії, або через фрагментацію міцелію або через брунькування [9]. Есексуальне розмноження у протістів відбувається за допомогою різноманітних методів. Бінарне ділення (єдиний ядерний поділ) і множинне ділення (множинні ядерні поділи) - два поширених аесексуальних репродуктивних методу серед протистів [8]. Інша репродуктивна стратегія, специфічна для протістів, - плазмотомія [8]. Плазмотомія зустрічається серед багатоядерних протестів і тягне за собою цитоплазматичний поділ без ядерного поділу [8].
Статеві репродуктивні відмінності
Статеве розмноження частіше реалізовується грибами [8,9]. Він також є більш складним, ніж ексексуальне розмноження, і тому вимагає більш детального опису, щоб встановити розуміння того, як процес відрізняється між протистами та грибками.
Грибкове статеве розмноження
Під час грибкового статевого розмноження ядерна мембрана та ядерце (як правило) залишаються неушкодженими протягом усього процесу [9]. Плазмогамія, каріогамія та мейоз складають три послідовні стадії статевого розмноження грибів [9]. Плазмогамія тягне за собою протоплазматичне злиття між клітинами, що спаровуються, що приносить чіткі гаплоїдні ядра в одну клітину [9]. Злиття цих гаплоїдних ядер та утворення диплоїдного ядра відбувається на стадії каріогамії [9]. Біля кінця каріогамії існує зигота і мейоз протікає шляхом утворення веретенових волокон всередині ядра. Це відновлює гаплоїдний стан шляхом поділу диплоїдної хромосоми [9].
Грибкові стратегії взаємодії гаплоїдних ядер під час статевого розмноження у грибів більш різноманітні порівняно з протистами. Ці стратегії включають утворення гамет і звільнення від гаметаній (статевих органів), взаємодію гаметангій між двома організмами та взаємодію соматичних гіф [9]..
Протистське статеве розмноження
Протистські стратегії сексуального розмноження майже повністю відрізняються від тих, які застосовують гриби. Ці стратегії тягнуть за собою унікальні процеси, що відрізняються внаслідок клітинної структури, зокрема клітинних придатків, доступних для контакту з іншими протістами [8]. Формування та вивільнення гамети - це статевий репродуктивний метод серед високо рухливих джгутикових протистів [8]. Кон'югація - це метод, який застосовують ресничні протісти, який спричиняє злиття гаметичних ядер, а не утворення та вивільнення незалежних гамет [8]. Автогамія, процес самозапліднення, який досі вважається формою статевого розмноження, виробляє гомозиготність серед потомства самозаплідненої материнської клітини [8]..
Підсумкова таблиця
Як було підсумовано вище, відмінності між протистами та грибами величезні, і їх можна спостерігати на будь-якому рівні структури та протягом усієї їх поведінкової взаємодії із середовищем. Цей огляд є лише підсумком відмінностей. Цитовані посилання дають більш поглиблені пояснення для тих, хто зацікавлений дізнатися більше.
