Forskel mellem protister og svampe

Introduktion

Protister og svampe består af to unikke livskongeriger. Protister demonstrerer en robust varians i træk, der komplicerer deres taksonomi. Svampe er meget enklere at karakterisere. Svampe divergerede fra protestisterne for omkring 1,5 milliarder år siden [1] en begivenhed, der medførte tab af flagellum under overgangen fra et akvatisk til landligt levested med samtidig udvikling af nye ikke-akvatiske baserede spore-spredningsmekanismer [2]. Svampe har tilpasset et genkendeligt sæt egenskaber, der hjælper med at afklare deres forskelle fra protister.

Cellulære forskelle

Protister er encellede organismer. Størstedelen af ​​svampe er flercellede og strukturerede i et forgrenet, langstrakt, trådformet system af hyfer [1]. De forgrenede hyferstrukturer består af en eller (normalt) flere celler indkapslet i en rørformet cellevæg [1]. De fleste protister er kugleformede, hvilket er underoptimalt til opnåelse af ilt ved diffusion. Store protister har en langstrakt form til at imødekomme deres øgede behov for iltdiffusion [3].

Cellestørrelse

De encellede protister er for det meste mikroskopiske, men sjældne eksempler er blevet fundet tusinder af kvadratmeter i området [3]. Svampe er ofte store nok til at blive observeret med det blotte øje, men der findes et stort antal mikroskopiske arter [1].

Celle membran

Protister kan indeholde plantelignende cellevægge, dyrelignende cellevægge og endda pellikler, der giver beskyttelse mod det ydre miljø [3]. Mange protister har ikke en cellevæg [3]. I modsætning til protistcellemembranvarianten er et definerende træk ved svampe den allestedsnærværende tilstedeværelse af en chitinøs cellevæg [14].

Intracellulær organisation

Svampe er sammensat af et indviklet system af hyphea-rum, der er compartmentaliseret af et separationssystem af septa [1]. Septa er ikke fundet i nogen protestister [3]. Svampesepta opdeler hyfer i permeable rum [1]. Perforering af septaen muliggør translokation af organeller inklusive ribosomer, mitokondrier og kerner mellem celler [3]. Protistiske organeller findes i en ikke-kompartmenteret cytoplasma [3].

Cellulære bilag

I modsætning til de mest stationære svampe er protister bevægelige [1,3], og denne bevægelighed adskiller protister morfologisk fra svampe ved at tilføje cellulære vedhæng. Protister indeholder ofte vedhæng som cilia, flagella og pseudopodia [3]. Svampe har generelt ikke cellulære vedhæng, skønt der findes sjældne eksempler på conidiale vedhæng i svampe [4].

Respiration

Protist Respiration

i) Protistisk aerob respiration

Protister får ilt ved diffusion, og dette begrænser deres kapacitet til cellulær vækst [3]. Nogle protister som fytoflagellater udfører både autotrofisk og oxidativ heterotrof metabolisme [3]. Protistmetabolisme fungerer optimalt gennem en lang række temperaturer og iltforbrugsmængder. Dette er et biprodukt fra den overflod af nicher, de bor, som har et stort udvalg af temperaturer og ilttilgængelighed [3].

ii) Protes Anaerob Respiration

Obligatorisk anaerob respiration findes blandt parasitprotister, en sjældenhed for eukaryoter [3]. Mange obligatoriske anaerobe-protister mangler cytokromoxidase, hvilket resulterer i atypiske mitokondrier [3].

iii) Svampe-respiration

De fleste svampe respirerer aerobt ved at bruge forgrenede luftvejskæder til at overføre elektroner fra NADH til ilt [5]. Svampe NADH-dehydrogenaser bruges til at katalysere oxidation af matrix NADH og er i stand til at gøre det, selv i nærværelse af nogle hæmmere som rotenon [5]. Svampe bruger også alternative oxidaser til at respirere i nærvær af hæmmere til ubiquinol: cytochrome c oxidoreductase og cytochrome c oxidase [5]. Alternative oxidaser muliggør sandsynligvis effektiv patogenicitet i nærvær af nitrogenoxidbaseret værtsforsvarsmekanisme [5].

osmoregulering

Protister, der bor i vandige omgivelser, har en forstærkning af cellestrukturer, der ikke findes i svampe. Denne amplifikation muliggør en højere grad af osmoregulering. Kontraktile vakuoler er protistiske organeller, der muliggør osmoregulering og forhindrer hævelse og cellebrud [3]. Kontraktile vakuoler er omgivet af et system med tubuli og vesikler, der kaldes spongiomet, der hjælper med udvisning af de kontraktile vakuoler fra cellen [3]. Kontraktile vakuoler er betydeligt mindre rigelige i svampe [1,3].

Mitokondriske forskelle

Protistiske mitokondriegener

I modsætning til svampe har protistiske mitokondrielle genomer bevaret en række af forfædres proto-mitokondriske genomiske elementer. Dette er tydeligt ved genreduktion i svampe mtGenomes [6]. Protistiske mtGenomer spænder i størrelse fra 6 kb genomet Plasmodium falciparum til 77 kb genomet i choanoflagellatet Monosiga brevicollis, et mindre interval end Svampe [6]. Den gennemsnitlige protistiske mtGenomestørrelse er 40 kb væsentligt mindre end den gennemsnitlige svampe mitochondrielle genomstørrelse [6].

Protistiske mtGenomer er kompakte, eksonrige og består ofte af overlappende kodende regioner [6]. Ikke-kodende intronisk rum tegner sig for mindre end 10% af den samlede protistiske mtGenome-størrelse [6]. En stor del af protistisk mtDNA har ingen gruppe I- eller gruppe II-introner [6]. A + T-indholdet er højere i protistiske mtGenomer sammenlignet med svampe [6]. Genindholdet i protistiske mtGenomer ligner plantemtGenomer mere end svampe mtGenomer [6]. I modsætning til svampe koder protistiske mtGenomes for både store og små underenheds-RNA'er [6].

Svampe med mitokondriegener

Svampe udviklede sig fra protister, og deres divergens er kendetegnet ved genreduktion og intronaddition [6]. Sammenlignet med de genrige protistiske mtGenomer, indeholder svampe-mtGenomer en overflod af intergene regioner bestående af ikke-kodende gentagelser og introner, der hovedsageligt er gruppe I-introner [7]. Variation i svampe mtGenomestørrelse forklares for det meste af intronregioner snarere end den genbaserede varians fundet i protistiske mtGenomer [7]. Intergene regioner tegner sig for op til 5 kb i længden i svampe mtGenomes [7].

Skønt Protist mtGenomes indeholder flere gener, indeholder Fungal mtGenomes en markant større mængde tRNA-kodende gener [6,7]. Svampe mtGenome størrelser spænder over et større interval sammenlignet med protistiske mtGenomes. Den mindste kendte Fungal mtGenome er 19 kbp, fundet i Schizosaccharomyces pombe [6]. Den største kendte Fungal mtGenome er 100 kbp, fundet i Podospora anserina [6]. I modsætning til protistiske mtGenomer er genindholdet i svampe mtDNA relativt konsistent på tværs af organismer [6].

Ernæringskilder og strategier for erhvervelse af næringsstoffer

Svampe ernæring erhvervelse

Svampe bruger mycel, deres samling af hyfer, til at erhverve og transportere næringsstoffer over plasmamembranen i deres celler [2]. Denne proces er meget afhængig af pH-værdien i miljøet, hvorfra næringsstofferne er erhvervet [2]. Svampe er saprotrofer, der får deres næringsstoffer primært fra det opløste organiske stof ved nedbrydning af døde planter og dyr [1]. Enhver krævet fordøjelse af næringsstoffer sker ekstracellulært ved frigivelse af enzymer, der nedbryder næringsstoffer til monomerer, der skal indtages ved lettere diffusion [1]

Protist ernæring erhvervelse

Protister får derimod deres næringsstoffer gennem en række strategier. Et forsøg på at kategorisere protistiske erhvervelsesstrategier for næringsstoffer definerer seks kategorier [3]:

1. Foto-autotrofiske primære producenter - Brug sollys til at syntetisere næringsstoffer fra CO2 og H2O.
2. Bakti- og detritivorer - Feed af bakterier eller detritus.
3. Saprotrophs - Fød på ekstracellulært fordøjet og absorberet derefter ikke-levende stof.
4. Algivores - Foder primært på alger.
5. Ikke-selektive Omnivorer - Fod ikke-selektivt på alger, detritus og bakterier.
6. Raptorial Predators - Foder primært på protosoer og organismer fra højere trofiske niveauer.

Mange af de nævnte strategier er mixotrofiske. For eksempel inkluderer de foto-autotrofiske primære producenter havbaserede organismer, der kan anvende forskellige niveauer af heterotrofi, hvilket tillader næringsindsamling, der ikke kræver energi fra sollys, når sollys ikke er tilgængeligt [3].

Forplantningsforskelle

Protister og svampe inkluderer begge arter, der formerer sig seksuelt og uvanligt. Protister er unikke, idet de inkluderer organismer, der er i stand til både seksuel og seksuel reproduktion inden for samme levetid [8]. Kompleksiteten af ​​nogle protistiske livscyklusser resulterer i fantastiske morfologiske variationer inden for organismenes levetid, hvilket muliggør forskellige former for reproduktion [8]. Forplantningsrelaterede morfologiske ændringer observeres ikke i svampe, i det omfang de er i protister.

Æseksuelle reproduktive forskelle

Æseksuel reproduktion i svampe sker gennem udpresningen af ​​sporer, der stammer fra frugtlegemer fundet på myceliet eller gennem fragmentering af myceliet eller gennem spiring [9]. Æseksuel reproduktion hos protister foregår ved hjælp af forskellige metoder. Binær fission (enkelt nuklear opdeling) og multiple fission (flere nukleare opdelinger) er to almindelige asexuelle formeringsmetoder blandt protister [8]. En anden protistspecifik reproduktionsstrategi er Plasmotomy [8]. Plasmotomi forekommer blandt multinucleare protister og indebærer cytoplasmatisk opdeling uden nuklear opdeling [8].

Seksuelle reproduktive forskelle

Seksuel reproduktion implementeres mere ofte af svampe [8,9]. Det er også mere kompliceret end aeseksuel gengivelse og kræver derfor en mere detaljeret beskrivelse for at skabe forståelse for, hvordan processen adskiller sig mellem protister og svampe.

Svampe seksuel reproduktion

Under svampen seksuel reproduktion forbliver kernemembranen og nucleolus (normalt) intakt gennem hele processen [9]. Plasmogamy, karyogamy og meiose omfatter de tre sekventielle stadier af svampes seksuel reproduktion [9]. Plasmogami indebærer protoplasmatisk fusion mellem de parrende celler, der bringer de forskellige haploide kerner ind i den samme celle [9]. Fusionen af ​​disse haploide kerner og dannelse af en diploid kerne forekommer i karyogamitrinnet [9]. Nær slutningen af ​​karyogamien eksisterer en zygote, og meiose fortsætter med dannelsen af ​​spindelfibre i kernen. Dette genindfører den haploide tilstand via diploid kromosomseparation [9].

Svampestrategier for haploid kerneinteraktion under seksuel reproduktion er mere forskellige i svampe sammenlignet med protister. Disse strategier inkluderer gamet dannelse og frigivelse fra gametangia (kønsorganer), gametangia interaktion mellem to organismer og somatisk hyfe interaktion [9].

Protistisk seksuel reproduktion

Protistiske seksuelle reproduktionsstrategier er næsten helt forskellige med dem, der er ansat af Fungi. Disse strategier indebærer unikke processer, der adskiller sig som et resultat af den cellulære struktur, især cellulære vedhæng, der er tilgængelige til kontakt med andre protister [8]. Gamete dannelse og frigivelse er en seksuel reproduktionsmetode blandt de meget bevægelige flagellerede protister [8]. Konjugering er en metode, der anvendes af cilierede protister, som indebærer fusion af gametiske kerner i stedet for dannelse og frigivelse af uafhængige gameter [8]. Autogamy, en proces med selvbefrugtning, der stadig betragtes som en form for seksuel reproduktion, frembringer homozygositet blandt afkom af en selvbefruktet forældercelle [8].

Resumé af tabel

Som sammenfattet ovenfor er forskellene mellem protister og svampe store og kan observeres på alle strukturniveauer og gennem alle deres adfærdsmæssige interaktioner med deres miljøer. Denne gennemgang er kun et resumé af forskelle. De citerede referencer giver mere dybdegående forklaringer for dem, der er interesseret i at lære mere.