NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: OMINAISUUDET, TAKSONOMIA, RAVITSEMUS - BIOLOGIA - 2025

Neocallimastigomycotas on jako pakollisia endosymbiont-sieniä märehtijöiden ja ei-märehtijöiden kasvissyöjissä olevien nisäkkäiden samoin kuin ruohokasvien matelijoiden ruuansulatuksessa. Ne voivat olla yksisoluisia tai monisoluisia, ja niissä voi olla flagellate-itiöt (zoosporit).

Viime aikoihin asti heitä pidettiin Chytridiomicotan turvapaikkakunnan sisällä, mutta vuonna 2007 ryhmä nostettiin turvapaikka-luokkaan. Se on tällä hetkellä jaettu 8 sukuun ja noin 20 lajia on kuvattu.

Lampaan pötsän papillin histologinen osa. 1) C-tyypin sarveiskalvosolut 2) rakeiset solut. 3) Parabasaalisolut. 4) Perussolut. 5) Oma arkki. 6) papillaariset rungot. 7) Keskivaltimo Käyttäjä: Uwe Gille, Wikimedia Commonsista

Neocallimastigomycotas -lajit kehittyvät anaerobisissa olosuhteissa, joissa niillä on erikoistuneita organelleja, joita kutsutaan vetygenomeiksi. Nämä organelit suorittavat aerobisissa olosuhteissa elävien organismien mitokondrioiden kaltaisia ​​toimintoja.

Elämänjaksonsa aikana ne muodostavat eläinjaloshyötyjä, jotka kiinnittyvät kasviaineeseen. Myöhemmin nämä encyst ja itävät. Kehittyessään ne muodostavat sporangian, joka aiheuttaa uusia eläintarhoja.

Tällä sieniryhmällä on tärkeä rooli kasvissyöjien ruoansulatusjärjestelmän monimutkaisessa ekologiassa. Lisäksi ne tuottavat bioteknologiassa mahdollisesti käyttökelpoisia entsyymejä, joita on käytetty ruuansulatuksena eläinten ruokaseoksissa.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Neocallimastigomycotas ovat pakollisia endosymbiont-organismeja, ts. Niitä ei löydy vapaasta elämästä, vaan ne liittyvät aina kasvissyöjien eläinten ruuansulatukseen. Ne ovat monisoluisia sieniä, soluseinämällä.

Ne tuottavat vegetatiivista talia, josta kehittyy sporangia, josta peräisin olevat zoosporit, joissa on yksi tai useampi lipgella. Nämä kasvissyövät, jotka sijaitsevat kasvissyöjien pötsissä, luokiteltiin alun perin alkueläimiksi.

Eläinlääkäreitä pidetään yhtenäisgelaattina, kun 90 prosentilla itiöistä on yksi flagella, ja lopuilla 10%: lla on kaksi tai neljä flagellaa. Monilagelaattiryhmissä esiintyy zoosporia, joissa on enemmän kuin neljä siipikarjaa, ja joissain lajeissa on havaittu jopa 17 kärpästä.

Neocallimastigomycotas -lajin tunnetut saalistajat, kuten alkueläimet, hyökkäävät zoosporiin ja tuottavat entsyymejä, jotka hajottavat sienen soluseinät.

Aineenvaihdunta ja biologiset vaikutukset

Mielenkiintoisia mukautuksia, joita nämä sienet esiintyvät, on, että ne kehittyvät anaerobisessa ympäristössä. Niillä ei ole mitokondrioita, sytokromeja ja joitain biokemiallisia ominaisuuksia, jotka ovat tyypillisiä oksidatiiviselle fosforylaatiosyklille.

Sen sijaan heillä on mitokondrioiden kaltaisia ​​erikoistuneita organelleja, joita kutsutaan vetygenoomeiksi, jotka tuottavat soluenergiaa glukoosimetaboliosta ilman happea.

Vetygenoomien sisältämä hydraasi tuottaa vetyä, CO2: ta, formiaattia ja asetaattia metabolisena jätteenä. Nämä yhdisteet yhdessä laktaatin ja etanolin kanssa ovat käymisen tärkeimmät lopputuotteet.

Ne tuotetaan kasvisolujen polysakkaridien hajoamisesta ja anaerobisesta sienifermentaatiosta.

Bioteknologiset sovellukset

Neocallimastigomycotan kyky hajottaa kasvikuituja antaa niille merkittävän biologisen roolin monien kasvissyöjien, pääasiassa märehtijöiden ravinnossa.

Tässä mielessä on kokeiltu anaerobisten sienilisäaineiden lisäämistä ruokavalioon, ja sillä on erittäin hyviä tuloksia.

Muiden kuin märehtijöiden kasvissyöjien, kuten kanojen, sieni ei ole tehokas. Tämä johtuu mahdollisesti sen kyvyttömyydestä selviytyä tämän tyyppisten eläinten ruuansulatuksessa.

Neocallimastigomycotasin tuottamien entsyymien lisääminen suoraan niiden ravintolisiin on kuitenkin onnistunut.

Neocallimastigomycotasin biokemialliset ominaisuudet tekevät niistä myös mahdollisesti käyttökelpoisia bioteknologiassa lignoselluloosan muuntamiseksi bioenergiatuotteiksi.

Fylogeny ja taksonomia

Neocallimastigomycotas luokiteltiin alun perin Chytridiomicotas-luokkaan. Myöhemmin, ottaen huomioon morfologiset, ekologiset ja ultrainfrastruktuuriset merkit, heille annettiin reunanarvo.

Noin 8 sukua ja 20 Neocallimastigomycotas-lajia tunnetaan, vaikka lukuisia isolaatteja ei ole vielä luokiteltu.

sukupuolet

Anaeromyceseillä, Neocallimastixillä, Orpinomycesilla ja Piromycesillä on kuitumainen haarautunut risoidinen tallus sporangian kanssa. Anaeromycesissä tallus on monikeskuksinen (lukuisia sporangiaa), jossa on yhtenäissuuntaista eläintieteellistä huokosia.

Neocallimastix on monosentrinen (yksi sporangium) monisäikeisten zoosporien kanssa. Orpinomycesillä on monikeskuksinen talli- ja multiflagellate-zoosporot. Piromycesillä on yksikeskuinen talli, jossa on yhtenäissuuntaista zoosporea.

Kahdessa suvussa on thalli, joka koostuu sipulisista kasvullisista soluista (sipulimainen sienseeli) ja sporangiasta: kakkosyesiat ja sylinterit.

Ne eroavat toisistaan, koska kakkosyhdisteillä on yksi tai hyvin harva zoosporangia, jotka kasvavat suoraan sipulisoluissa tai yksinkertaisen sporangoforin lopussa. Sylinterit tuottavat useita sporangiaa haarautuneilla sporangiophoreilla.

Ehdotetaan kahta uutta sukua (Oontomyces ja Buwchfawromyces) molekyylitietojen perusteella.

Ravitsemus

Nämä sienet hajottavat selluloosaa ja hemiselluloosaa, jotka ovat läsnä kasvisoluissa, joita niitä isävät kasvinsyöjät käyttävät.

Niillä on tärkeä rooli näiden lajien ruuansulatusprosessissa johtuen sellulolyyttisten, hemisellulolyyttisten, glykolyyttisten ja proteolyyttisten entsyymien tuotannosta, jotka hajottavat kasvien kudokset.

elinympäristö

Neocallimastigomycota eivät ole vapaa-eläviä. Ne sijaitsevat märehtijöiden tai muiden kuin märehtijöiden kasvissyöjien pötsien, takaosien ja ulosteiden anaerobisessa ympäristössä.

Isäntälajit

Niitä löytyy pääasiassa märehtijöiden nisäkkäistä, sekä kotieläiminä (lampaat, vuohet, lehmät ja hevoset) että luonnonvaraisina (jakku, seepra, kirahvi, gazelle, apina, norsu, sarvikuono, virtahevos, piisoni, laama, kenguru). He asuvat myös kasvissyöjämaisia ​​matelijoita, kuten vihreää iguaania.

Jäljentäminen

Kasvimateriaalin siirtäminen

Pöhään pääsevä kasvimateriaali kolonisoidaan pilkottuneilla zoospooreilla, jotka vapautuvat sporangiasta.

Eläinlääketieteelliset huokoset sitoutuvat kasvimateriaaliin kemotaktisesti orientoituneena (seuraten kasvijätteiden vapauttamien sokerien kemiallisia signaaleja). Sitten he irtoivat flagellasta ja encystista.

Itävyys ja kudokseen tunkeutuminen

Idistyminen tapahtuu itusputken päästöllä vastakkaisesta päästä kohtaan, jossa flagellum oli.

Kystien kehitys on erilaista monokeskeisissä ja monikeskuksisissa lajeissa. Monokeskeisissä lajeissa ytimet jäävät kystaan ​​ja muodostuu nukleoituja risoideja (ilman ytimiä). Kysti kasvaa ja muodostaa yhden spoorgian (endogeeninen kehitys).

Monikeskuksisissa lajeissa syntyy nukleoituja risoideja, jotka aiheuttavat useita sporangiaa (eksogeeninen kehitys).

Kystat tuottavat ritsomyseelia, jotka kasvavat ja tunkeutuvat syvälle kasvakudoksiin. Saadaan näitä erittäviä entsyymejä, jotka sulavat kasvakudosta ja ravintoaineita, joita tarvitaan sporangian tuottamiseksi.

Kun sporangium kypsyy, se vapauttaa jopa 80 koirasporaa. Sienet kolonisoivat pääasiassa kasvien verisuonikudoksia ja mitä kuitumainen ruokavalio on, sitä suurempi on sienipopulaatio.

Katsotaan, että Neocallimastigomycotas tartuttaa isäntäeläimiä ilman kautta, resistenssirakenteiden kautta.

Viitteet

1. Bauchop T. (1981). Anaerobiset sienet pötsien kuidun sulamisessa. Maatalous ja ympäristö 6 (2-3): 339–348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt ja G Beakes. (2010). Anaerobiset sienet: Neocallimastigomycota. IMA-sieni 1 (2): 181–185.
3. Gruninger, R.J., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister ja MS Elshahed. (2014) Anaerobiset sienet (phylum Neocallimastigomycota): niiden taksonomian, elinkaaren, ekologian, roolin ja bioteknologisen potentiaalin ymmärtämisen edistysaskel. FEMS Microbiol Ecol 90: 1–17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger ja MS Elshahed. (2010). Märehtijöiden ja muiden kuin märehtijöiden kasvissyöjien anaerobisten suolistosienten (phylum Neocallimastigomycota) fylogeneettinen monimuotoisuus ja yhteisörakenne. ISME-lehti 1–11.
5. Powell MJ ja PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota ja Neocallimastigomycota. Luku 6: 141-175. Julkaisussa: DJ McLaughlin ja JW Spatafora (toim.) Systematics and Evolution, ^2. painos The Mycota VII, osa A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 s.
6. Wang X, X Liu ja JZ Groenewald. (2016). Anaerobisten sienien fylogeny (phylum Neocallimastigomycota), jaakin osuuksilla Kiinassa. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87–103.