Разлика между протестисти и гъбички

Въведение

Протистите и гъбите съставят две уникални царства на живота. Протести демонстрират силна разлика в чертите, усложняващи тяхната таксономия. Гъбичките са много по-прости за характеризиране. Гъбичките се разминават с протистите преди около 1,5 милиарда години [1], събитие, което доведе до загуба на жълтеник по време на прехода от воден към сухоземно местообитание при едновременно разработване на нови механизми за разпръскване на спори, базирани на неводни води [2]. Гъбичките са адаптирали разпознаваем набор от характеристики, които помагат да се изяснят различията им от протистите.

Клетъчни разлики

Протиците са едноклетъчни организми. По-голямата част от гъбите са многоклетъчни и са структурирани в разклонена удължена нишковидна система от хифи [1]. Разклоняващите се структури на хифи се състоят от една или (обикновено) повече клетки, затворени в тръбната клетъчна стена [1]. Повечето протести имат сферична форма, което е неоптимално за получаване на кислород чрез дифузия. Големите протести имат удължена форма, за да задоволят повишената им нужда от дифузия на кислород [3].

Размер на клетката

Едноклетъчните протестисти са предимно микроскопични, но са открити редки примери с хиляди квадратни метра площ [3]. Гъбичките обикновено са достатъчно големи, за да бъдат наблюдавани с просто око, но съществуват голям брой микроскопични видове [1].

Клетъчната мембрана

Протиците могат да съдържат растителни клетъчни стени, подобни на животни клетъчни стени и дори пеликули, осигуряващи защита от външната среда [3]. Много протестисти нямат клетъчна стена [3]. За разлика от сорта Protist клетъчна мембрана, определяща характеристика на гъбите е повсеместното присъствие на хитинова клетъчна стена [14].

Вътреклетъчна организация

Гъбичките се състоят от сплетена система от хифи, разделена от преградна система на септа [1]. Септа не са открити при никакви протести [3]. Гъбичните септи разделят хифи на пропускливи отделения [1]. Перфорацията на септата позволява транслокация на органели, включително рибозоми, митохондрии и ядра между клетките [3]. Протистки органели съществуват в неподразделена цитоплазма [3].

Клетъчни придатъци

За разлика от най-вече стационарните гъбички, протестистите са подвижни [1,3] и тази подвижност отличава Protists морфологично от гъбички чрез добавяне на клетъчни придатъци. Протиците често съдържат придатъци като реснички, жлези и псевдоподия [3]. Гъбичките обикновено нямат клетъчни придатъци, въпреки че съществуват редки примери на конидиални придатъци при гъбички [4].

дишане

Протистично дишане

i) Protist Aerobic Respiration

Протиците получават кислород чрез дифузия и това ограничава капацитета им за клетъчен растеж [3]. Някои протисти като фитофлагелатите извършват както автотрофен, така и оксидативен хетеротрофен метаболизъм [3]. Протистичният метаболизъм функционира оптимално чрез широк диапазон от температури и количества кислородна консумация. Това е страничен продукт от множеството ниши, които обитават, които имат огромен диапазон от температури и наличие на кислород [3].

ii) Protist анаеробна респирация

Задължителното анаеробно дишане съществува сред паразитиращите Protists, рядкост за еукариотите [3]. Много от задължителните анаероби Протисти нямат цитохром оксидаза, което води до атипични митохондрии [3].

iii) Гъбична респирация

Повечето гъби респирират аеробно, като използват разклонени дихателни вериги, за да прехвърлят електрони от NADH към кислород [5]. Гъбичните NADH дехидрогенази се използват за катализиране на окисляването на матрична NADH и са способни да го правят дори в присъствието на някои инхибитори като ротенон [5]. Гъбичките също използват алтернативни оксидази за респирация в присъствието на инхибитори на убихинол: цитохром с оксидоредуктаза и цитохром с оксидаза [5]. Алтернативните оксидази вероятно дават ефективна патогенност в присъствието на защитни механизми на основата на азотен оксид [5].

осморегулацията

Протести, които обитават водна среда, имат усилване на клетъчни структури, които не се намират в гъбичките. Това усилване позволява по-висока степен на осморегулация. Контрактилните вакуоли са организми Protist, които позволяват осморегулация и предотвратяват подуване и руптура на клетките [3]. Контрактилните вакуоли са заобиколени от система от тубули и везикули, наречени спонгиома, които подпомагат експулсирането на контрактилните вакуоли от клетката [3]. Контрактилните вакуоли са значително по-малко в гъбички [1,3].

Митохондриални разлики

Протистки митохондриални геноми

За разлика от Гъбичките, протистките митохондриални (mt) геноми са запазили редица протомитондрични генетични елементи от предците. Това е видно от редуцирането на генните гъби mtGenomes [6]. Protist mtGenomes варират по размер от 6kb генома на Plasmodium falciparum до 77kb генома на хоанофлагелат Monosiga brevicollis, по-малък обхват от гъбичките [6]. Средният размер на Protist mtGenome е 40kb значително по-малък от средния размер на гъбичния митохондриален геном [6].

Protist mtGenomes са компактни, богати на екзон и често се състоят от припокриващи се кодиращи области [6]. Некодиращото интронно пространство представлява по-малко от 10% от общия размер на Protist mtGenome [6]. Голяма част от Protist mtDNA нямат интрони от група I или група II [6]. Съдържанието на A + T е по-високо в Protist mtGenomes в сравнение с Fungi [6]. Съдържанието на гени в Protist mtGenomes прилича повече на растителните mtGenomes, отколкото на Fungal mtGenomes [6]. За разлика от Fungi, Protist mtGenomes кодира както за големи, така и за малки субединици РНК [6].

Гъбични митохондриални геноми

Гъбичките, еволюирали от протести, и тяхното разминаване се характеризира с намаляване на гените и добавяне на интрон [6]. В сравнение с богатите на ген Protist mtGenomes, гъбичните mtGenomes съдържат множество от интергенни региони, състоящи се от некодиращи повторения и интрони, които са най-вече интрони от група I [7]. Различието в размера на гъбичния mtGenome се обяснява най-вече с интронните региони, а не от генетично базисната дисперсия, открита в Protist mtGenomes [7]. Интергенните региони имат дължина до 5kb в гъбичните mtGenomes [7].

Въпреки че Protist mtGenomes съдържат повече гени, гъбичните mtGenomes съдържат значително по-голямо количество кодиращи гени на tRNA [6,7]. Гъбичните mtGenome размери обхващат по-голям диапазон в сравнение с Protist mtGenomes. Най-малкият известен гъбичен mtGenome е 19 kbp, открит в Schizosaccharomyces pombe [6]. Най-големият известен гъбичен mtGenome е 100 kbp, открит в Podospora anserina [6]. За разлика от Protist mtGenomes, съдържанието на ген в гъбичната mtDNA е относително последователно за организмите [6].

Хранителни източници и стратегии за придобиване на хранителни вещества

Придобиване на хранителни хранителни вещества

Гъбичките използват мицела, своята колекция от хифи, за да придобият и транспортират хранителни вещества през плазмената мембрана на своите клетки [2]. Този процес е силно зависим от pH на средата, от която се набавят хранителните вещества [2]. Гъбичките са сапротрофи, които набавят хранителните си вещества предимно от разтворената органична материя на разлагащи се мъртви растения и животни [1]. Всяко необходимо усвояване на хранителни вещества се осъществява извънклетъчно чрез отделянето на ензими, които разграждат хранителните вещества до мономери, които се приемат чрез улеснена дифузия [1]

Протистко придобиване на хранителни вещества

За разлика от тях протестистите получават хранителните си вещества чрез различни стратегии. Опитът за категоризиране на стратегии за придобиване на хранителни вещества Protist дефинира шест категории [3]:

Фотоавтотрофни първични производители - Използвайте слънчева светлина, за да синтезирате хранителни вещества от CO2 и H2O.
Бакти и детритививори - Хранете се с бактерии или детрит.
сапротрофи - Хранете се с извънклетъчно усвоена и впоследствие абсорбирана нежива материя.
Algivores - Хранете се предимно с водорасли.
Неселективни всеядни - Хранете селективно с водорасли, детрит и бактерии.
Raptorial хищници - Хранете се предимно с протозои и организми от по-високи трофични нива.

Много от гореспоменатите стратегии са миксотрофни. Например, фотоавтотрофните първични производители включват морски организми, които могат да използват различни нива на хетеротрофия, позволявайки натрупването на хранителни вещества, които не изискват влагане на енергия от слънчевата светлина, когато слънчевата светлина не е налична [3].

Репродуктивни разлики

Протистите и гъбите включват и видове, които се възпроизвеждат сексуално и аесексуално. Протиците са уникални по това, че включват организми, способни както на есексуално, така и на сексуално възпроизводство в рамките на един и същи живот [8]. Сложността на някои протистки жизнени цикли води до зашеметяващи морфологични вариации в рамките на живота на организма, което дава възможност за различни методи на възпроизводство [8]. Репродуктивните морфологични промени не се наблюдават при Гъбички до степента, в която са при Protists.

Аесексуални репродуктивни разлики

Есексуалното размножаване при гъби се случва чрез отделяне на спори, произлизащи от плодови тела, намиращи се в мицела, или чрез фрагментиране на мицела или чрез пъпкуване [9]. Аесексуалното размножаване при протистите се осъществява чрез различни методи. Бинарното делене (единично ядрено разделение) и множественото делене (множество ядрени деления) са два често срещани аесексуални репродуктивни метода сред протестистите [8]. Друга специфична за Protist репродуктивна стратегия е плазмотомията [8]. Плазмотомията се среща сред многоядрени протести и води до цитоплазмено разделение без ядрено разделение [8].

Сексуални репродуктивни разлики

Сексуалната репродукция се осъществява по-често от гъбичките [8,9]. Освен това е по-сложна от ексексуалната репродукция и поради това изисква по-подробно описание, за да се установи разбирането за това как процесът се различава между протестисти и гъбички.

Гъбично сексуално възпроизвеждане

По време на гъбичното сексуално размножаване ядрената мембрана и нуклеолът (обикновено) остават непокътнати през целия процес [9]. Плазмогамия, кариогамия и мейоза съдържат трите последователни етапа на гъбична сексуална репродукция [9]. Плазмогамията включва протоплазмено сливане между клетките на чифтосване, което носи отделните хаплоидни ядра в една и съща клетка [9]. Сливането на тези хаплоидни ядра и образуването на диплоидно ядро се случва на етап кариогамия [9]. В близост до края на кариогамията съществува зигота и мейозата протича чрез образуването на вретеновидни влакна в ядрото. Това възстановява хаплоидното състояние чрез отделяне на диплоидна хромозома [9].

Гъбичните стратегии за взаимодействие с хаплоидни ядра по време на сексуална репродукция са по-разнообразни при гъбичките в сравнение с протистите. Тези стратегии включват формиране на гамета и освобождаване от гаметании (полови органи), взаимодействие на гаметангии между два организма и взаимодействие на соматичните хифи [9].

Протистично сексуално възпроизвеждане

Стратегическите стратегии за сексуална репродукция почти изцяло се различават от тези, използвани от гъбичките. Тези стратегии включват уникални процеси, които се различават в резултат на клетъчната структура, по-специално клетъчните придатъци, достъпни за контакт с други протисти [8]. Образуването и освобождаването на гамети е сексуален репродуктивен метод сред силно подвижните флагелирани протестисти [8]. Конюгацията е метод, използван от ресничките Protists, който води до сливане на гаметични ядра, а не образуване и освобождаване на независими гамети [8]. Автогамия, процес на самооплождане, който все още се счита за форма на сексуално възпроизвеждане, поражда хомозиготност сред потомството на самооплодена родителска клетка [8].

Обобщаваща таблица

Както е обобщено по-горе, разликите между протестисти и гъби са огромни и могат да се наблюдават на всяко ниво на структура и през всички техни поведенчески взаимодействия със средата им. Този преглед е просто обобщение на разликите. Цитираните справки предоставят по-задълбочени обяснения на заинтересованите да научат повече.

природа