Разница между протистами и грибами

Вступление

Протисты и грибки составляют два уникальных царства жизни. Протисты демонстрируют сильную дисперсию черт, усложняющих их таксономию. Грибы гораздо проще охарактеризовать. Грибы разошлись с протистами около 1,5 миллиардов лет назад [1], что повлекло за собой потерю жгутика при переходе от водной к наземной среде обитания с сопутствующей разработкой новых механизмов распространения спор на неводной основе [2]. Грибы адаптировали узнаваемый набор характеристик, которые помогают прояснить их отличия от протистов.

Сотовые различия

Протисты - это одноклеточные организмы. Большинство грибов многоклеточные и структурированы в разветвленной вытянутой нитчатой системе гиф [1]. Структуры ветвящихся гифов состоят из одной или (обычно) нескольких клеток, заключенных в клеточную стенку трубки [1]. Большинство протистов имеют сферическую форму, которая является субоптимальной для получения кислорода путем диффузии. Большие протисты имеют удлиненную форму, чтобы удовлетворить их возросшую потребность в диффузии кислорода [3].

Размер ячейки

Одноклеточные протисты в основном микроскопические, но редкие примеры были обнаружены на площади в тысячи квадратных метров [3]. Грибы обычно достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, но существует большое количество микроскопических видов [1].

Клеточная мембрана

Протисты могут содержать клеточные стенки, похожие на растения, клеточные стенки, похожие на клетки животных, и даже пленки, обеспечивающие защиту от внешней среды [3]. Многие протисты не имеют клеточной стенки [3]. В отличие от разновидности клеточной мембраны Protist, отличительной чертой грибов является повсеместное присутствие клеточной стенки хитина [14].

Внутриклеточная организация

Грибки состоят из извитой системы гиф, разделенных перегородочной системой перегородок [1]. Септа не была обнаружена ни в одном из протистов [3]. Грибковые перегородки делят гифы на проницаемые компартменты [1]. Перфорация перегородок позволяет транслокации органелл, включая рибосомы, митохондрии и ядра между клетками [3]. Органеллы протиста существуют в не компартментализированной цитоплазме [3].

Сотовые приложения

В отличие от в основном стационарных грибов, протисты подвижны [1,3], и эта подвижность отличает протистов морфологически от грибов путем добавления клеточных придатков. Протисты часто содержат придатки, такие как реснички, жгутики и псевдоподии [3]. Грибы, как правило, не имеют клеточных придатков, хотя существуют редкие примеры конидиальных придатков у грибов [4]..

Дыхание

Протист Дыхание

я) Protist Аэробное дыхание

Протисты получают кислород путем диффузии, что ограничивает их способность к росту клеток [3]. Некоторые протисты, такие как фитофлагелляты, осуществляют как автотрофный, так и окислительный гетеротрофный метаболизм [3]. Метаболизм протистов функционирует оптимально благодаря широкому диапазону температур и количеств потребления кислорода. Это побочный продукт из множества ниш, которые они населяют, которые имеют широкий диапазон температур и доступности кислорода [3].

II) Протист Анаэробное дыхание

Обязательное анаэробное дыхание существует среди паразитических протистов, что является редкостью для эукариот [3]. Многие облигатные анаэробные протисты испытывают недостаток цитохромоксидазы, что приводит к атипичным митохондриям [3].

iii) Грибковое дыхание

Большинство грибов дышат аэробно, используя разветвленные дыхательные цепи для переноса электронов из НАДН в кислород [5]. Грибковые НАДН-дегидрогеназы используются для катализа окисления матричного НАДН и способны делать это даже в присутствии некоторых ингибиторов, таких как ротенон [5]. Грибы также используют альтернативные оксидазы для дыхания в присутствии ингибиторов убихинола: цитохром с оксидоредуктазы и цитохрома с оксидазы [5]. Альтернативные оксидазы, вероятно, обеспечивают эффективную патогенность в присутствии механизмов защиты хозяина на основе оксида азота [5].

осморегуляция

Протисты, которые обитают в водной среде, имеют усиление клеточных структур, не обнаруженных в грибах. Это усиление обеспечивает более высокую степень осморегуляции. Сократительные вакуоли представляют собой простейшие органеллы, которые обеспечивают осморегуляцию и предотвращают набухание и разрыв клеток [3]. Сократительные вакуоли окружены системой канальцев и везикул, которые в совокупности называются спонгиомой, которая способствует вытеснению сократительных вакуолей из клетки [3]. Сократительные вакуоли значительно меньше в грибах [1,3].

Митохондриальные различия

Мистохондриальные геномы протистов

В отличие от грибов, митохондриальный (mt) геном-протист сохранил ряд наследственных прото-митохондриальных геномных элементов. Это видно по уменьшению количества генов в грибных mtGenomes [6]. Протистные mtGenomes варьируются в размере от 6kb генома Plasmodium falciparum в геном 77kb хоанофлагелляты Monosiga brevicollis, меньший диапазон, чем у грибов [6]. Средний размер протомного mtGenome на 40 КБ значительно меньше среднего размера митохондриального генома грибов [6]..

Протистные mtGenomes являются компактными, экзон-богатыми и часто состоят из перекрывающихся кодирующих областей [6]. На некодирующее интронное пространство приходится менее 10% от общего размера протомного mtGenome [6]. Большая часть мтДНК протистов не имеет интронов I или II группы [6]. Содержание A + T выше в mtGenomes Protist по сравнению с грибами [6]. Содержание генов в mtGenomes Protist больше напоминает mtGenomes растений, чем в mtGenomes грибов [6]. В отличие от грибов, mtGenomes Protist кодируют как большие, так и маленькие субъединичные РНК [6].

Грибковые митохондриальные геномы

Грибки произошли от протистов, и их расхождение характеризуется редукцией генов и добавлением интронов [6]. По сравнению с богатыми генами Protist mtGenomes, грибковые mtGenomes содержат множество межгенных областей, состоящих из некодирующих повторов и интронов, которые в основном являются интронами группы I [7]. Изменения в размере грибного mtGenome в основном объясняются областями интрона, а не дисперсией на основе генов, обнаруженной в mtGenomes Protist [7]. Межгенные области составляют до 5 кб длины в грибных mtGenomes [7].

Хотя mtGenome-протисты содержат больше генов, mtGenome-грибы содержат значительно большее количество генов, кодирующих тРНК [6,7]. Размеры грибных mtGenome охватывают более широкий диапазон по сравнению с протистными mtGenomes. Наименьший известный грибной mtGenome составляет 19 кб, найденный в Schizosaccharomyces pombe [6]. Самый большой известный грибной геном mtGenome составляет 100 кб, найденный в Подоспора ансерина [6]. В отличие от mtGenome-протистов, содержание генов мтДНК грибов относительно одинаково для разных организмов [6].

Источники питательных веществ и стратегии приобретения питательных веществ

Приобретение питательных веществ грибами

Грибы используют мицелий, их сбор гифы, чтобы получать и транспортировать питательные вещества через плазматическую мембрану своих клеток [2]. Этот процесс сильно зависит от рН среды, из которой поступают питательные вещества [2]. Грибы - сапротрофы, которые получают свои питательные вещества в основном из растворенного органического вещества разлагающихся мертвых растений и животных [1]. Любое необходимое переваривание питательных веществ происходит внеклеточно путем высвобождения ферментов, которые расщепляют питательные вещества на мономеры, которые попадают в организм путем облегченной диффузии [1]

Protist Nutrient Acquisition

Протисты, напротив, получают свои питательные вещества с помощью различных стратегий. Попытка классифицировать стратегии получения питательных веществ Protist определяет шесть категорий [3]:

Фото-автотрофные первичные производители - Используйте солнечный свет для синтеза питательных веществ из CO2 и H2O.
Бакто- и детритиворы - Питаются бактериями или детритом.
Saprotrophs - Питаются внеклеточно переваренным и впоследствии поглощенным неживым веществом.
Algivores - Питаются в основном водорослями.
Неселективные Всеядные - Питаются неселективно водорослями, детритом и бактериями.
Хищные хищники - Питаются в основном простейшими и организмами с более высоким трофическим уровнем.

Многие из вышеупомянутых стратегий являются миксотрофными. Например, первичные фотоавтотрофные производители включают морские организмы, которые могут использовать различные уровни гетеротрофии, позволяющие получать питательные вещества, которые не требуют энергии от солнечного света, когда солнечный свет недоступен [3].

Репродуктивные различия

Протисты и грибки включают виды, которые размножаются половым и эсексуальным путем. Протисты уникальны тем, что в их состав входят организмы, способные к половому и половому размножению в течение одной и той же жизни [8]. Сложность некоторых жизненных циклов протистов приводит к ошеломляющим морфологическим изменениям в течение жизни организма, что позволяет использовать различные методы размножения [8]. Связанные с репродуктивностью морфологические изменения не наблюдаются у грибов в той степени, в которой они у протистов.

Эсексуальные репродуктивные различия

Половое размножение у грибов происходит путем смещения спор, исходящих от плодовых тел, обнаруженных на мицелии, или путем фрагментации мицелия или через почкование [9]. Репродукция эсексуалов у протистов происходит разными способами. Бинарное деление (единичное деление ядра) и множественное деление (множественное деление ядра) - это два распространенных метода бесполого размножения среди протистов [8]. Другой специфической для протистов репродуктивной стратегией является плазмотомия [8]. Плазмотомия встречается среди многоядерных протистов и влечет за собой цитоплазматическое деление без ядерного деления [8].

Сексуальные репродуктивные различия

Половое размножение чаще всего применяется грибами [8,9]. Это также более сложное, чем бесполое размножение, и поэтому требуется более подробное описание, чтобы установить понимание того, как этот процесс отличается между протистами и грибами..

Грибковое половое размножение

Во время полового размножения грибка ядерная мембрана и ядрышко (обычно) остаются интактными на протяжении всего процесса [9]. Плазмогамия, кариогамия и мейоз включают три последовательных стадии полового размножения грибов [9]. Плазмогамия влечет за собой протоплазматическое слияние между спаривающимися клетками, которое приводит различные гаплоидные ядра в одну и ту же клетку [9]. Слияние этих гаплоидных ядер и образование диплоидного ядра происходит на стадии кариогамии [9]. В конце кариогамии зигота существует, и мейоз протекает с образованием веретенообразных волокон внутри ядра. Это восстанавливает гаплоидное состояние посредством разделения диплоидных хромосом [9].

Грибковые стратегии взаимодействия гаплоидных ядер во время полового размножения у грибов более разнообразны, чем у протистов. Эти стратегии включают формирование и освобождение гамет от гаметангии (половых органов), взаимодействие гаметангии между двумя организмами и взаимодействие соматических гиф [9].

Простист Половое Воспроизведение

Стратегии полового размножения протистов почти полностью отличаются от тех, которые используются грибами. Эти стратегии влекут за собой уникальные процессы, которые различаются в результате клеточной структуры, особенно клеточные придатки, доступные для контакта с другими протистами [8]. Формирование и выпуск гамет - это половой репродуктивный метод среди очень подвижных жгутиконосых протистов [8]. Конъюгация - это метод, используемый мерцательными протистами, который влечет за собой слияние ядер гамет, а не образование и высвобождение независимых гамет [8]. Автогамия, процесс самооплодотворения, который до сих пор считается формой полового размножения, вызывает гомозиготность среди потомства самооплодотворяющейся родительской клетки [8].

Сводная таблица

Как резюмировано выше, различия между протистами и грибами огромны и могут наблюдаться на каждом уровне структуры и во всех их поведенческих взаимодействиях с окружающей средой. Этот обзор - просто краткое изложение различий. Приведенные ссылки дают более подробные объяснения для тех, кто хочет больше узнать.

Природа