Forskjellen mellom protister og svampe

Introduksjon

Protister og svampe består av to unike riker av livet. Protister demonstrerer en robust variasjon i egenskaper som kompliserer deres taksonomi. Svampe er mye enklere å karakterisere. Svampe divergerte fra protister om 1,5 milliarder år siden [1] en begivenhet som medførte flagellumtap under overgangen fra en akvatisk til terrestrisk habitat med samtidig utvikling av nye ikke-vannbaserte spore-spredningsmekanismer [2]. Svampe har tilpasset et gjenkjennbart sett av egenskaper som bidrar til å klargjøre forskjellene sine fra protister.

Cellulære forskjeller

Protister er encellede organismer. De fleste sopp er multicellulære og strukturert i et forgrenet, langstrakt, filamentøst system av hyphae [1]. Forgreningshyphae strukturer består av en eller (vanligvis) flere celler innelukket i en rørformet cellevegg [1]. De fleste protister er sfæriske i form, noe som er suboptimal for å oppnå oksygen ved diffusjon. Store protister har en langstrakt form for å imøtekomme deres økte behov for oksygendiffusjon [3].

Cellstørrelse

De enscellulære protistene er for det meste mikroskopiske, men sjeldne eksempler har blitt funnet tusenvis av kvadratmeter i området [3]. Svampe er vanligvis store nok til å bli observert av det blotte øye, men et stort antall mikroskopiske arter finnes [1].

Cellemembran

Protister kan inneholde plantelignende cellevegger, dyrlignende cellevegger og jevne pellikler som gir beskyttelse mot det ytre miljøet [3]. Mange protister har ikke en cellevegg [3]. I motsetning til protistcellemembran-variasjon er en definerende egenskap for sopp den allestedsnærværende tilstedeværelsen av en chitinøs cellevegg [14].

Intracellulær Organisasjon

Svampe består av innviklet system av hyphae compartmentalized av et partisjonssystem av septa [1]. Septa har ikke blitt funnet i noen protister [3]. Fungal septa deler hyphae i permeable rom [1]. Perforering av septa tillater translokasjon av organeller inkludert ribosomer, mitokondrier og kjerne mellom celler [3]. Protistiske organeller finnes i en ikke-compartmentalisert cytoplasma [3].

Cellular Appendages

I motsetning til den mest stasjonære svampen, er protister motile [1,3] og denne motiliteten skiller Protists morfologisk fra sopp ved tilsetning av cellulære appendager. Protister inneholder ofte appendager som cilia, flagella og pseudopodia [3]. Svampe har generelt ikke cellulære vedlegg, men sjeldne eksempler på konidiale vedlegg i sopp finnes [4].

åndedrett

Protistånd

i) Protist aerobisk respirasjon

Protister oppnår oksygen ved diffusjon, og dette begrenser deres kapasitet til cellulær vekst [3]. Noen protister som fytoflagellater utfører både autotrofisk og oksidativ heterotrofisk metabolisme [3]. Protist metabolisme fungerer optimalt gjennom et bredt spekter av temperaturer og oksygenforbruk kvantiteter. Dette er et biprodukt av de mange nisjer de bor i, som har et stort utvalg av temperaturer og oksygentilgjengelighet [3].

ii) Protistant anerobisk respirasjon

Obligatorisk anaerob respirasjon eksisterer blant parasitære protister, en sjeldenhet for eukaryoter [3]. Mange obligatoriske anaerobe-protister mangler cytokromoksidase som resulterer i atypiske mitokondrier [3].

iii) svamp respirasjon

De fleste svampe responderer aerobt ved å bruke forgrenede luftveiskjeder for å overføre elektroner fra NADH til oksygen [5]. Fungal NADH dehydrogenaser brukes til å katalysere oksydasjon av matrise NADH og er i stand til å gjøre det selv i nærvær av noen inhibitorer som rotenon [5]. Svampe bruker også alternative oksidaser til å respire i nærvær av inhibitorer for ubiquinol: cytokrom c oksydoreduktase og cytokrom c oksidase [5]. Alternative oksidaser sannsynligvis muliggjør effektiv patogenitet i nærvær av nitrogenoksidbaserte verneforsvarsmekanismer [5].

osmoregulering

Protister som lever i vandige omgivelser har en forsterkning av cellulære strukturer som ikke finnes i sopp. Denne forsterkningen muliggjør en høyere grad av osmoregulering. Contractile vacuoles er protistiske organeller som muliggjør osmoregulering og forhindrer hevelse og cellebrudd [3]. Kontraktile vakuoler er omgitt av et system av tubuli og vesikler som kollektivt kalles spongiomet som hjelper til med utvisning av kontraktile vakuoler fra cellen [3]. Kontraktil vacuoler er betydelig mindre rikelig i svampe [1,3].

Mitokondrielle forskjeller

Protistiske mitokondrielle genomer

I motsetning til svampe har protist mitokondriale (mt) genomene beholdt en rekke forfedre proto-mitokondriske genomiske elementer. Dette er tydelig ved genreduksjon i Fungi mtGenomes [6]. Protist mtGenomes varierer i størrelse fra 6kb genomet av Plasmodium falciparum til 77kb-genomet av choanflagellatet Monosiga brevicollis, et mindre område enn svampe [6]. Den gjennomsnittlige Protist mtGenome størrelsen er 40kb signifikant mindre enn gjennomsnittet Fungal mitokondrial genomstørrelse [6].

Protistiske mtGenomer er kompakte, exonrike og består ofte av overlappende kodende regioner [6]. Ikke-kodende intronisk plass utgjør mindre enn 10% av total Protist mtGenome størrelse [6]. En stor del av Protist mtDNA har ingen gruppe I eller gruppe II introner [6]. A + T-innholdet er høyere i Protist mtGenomes sammenlignet med svamp [6]. Geninnholdet i Protist mtGenomes ligner planten mtGenomes mer enn Fungal mtGenomes [6]. Til forskjell fra svampe, koder Protist mtGenomes for både store og små underenhet RNAer [6].

Svampemitokondrielle genomer

Svamp utviklet seg fra protister og deres divergens er preget av genreduksjon og intron tillegg [6]. Sammenlignet med de genrike Protist mtGenomes inneholder Fungal mtGenomes en mengde intergeneriske regioner som består av ikke-kodende gjentagelser og introner som hovedsakelig er gruppe I-introner [7]. Variasjon i Fungal mtGenome størrelse forklares for det meste av intronregioner snarere enn den genbaserte variansen som finnes i Protist mtGenomes [7]. Intergeniske regioner står for opptil 5kb i Fungal mtGenomes [7].

Selv om Protist mtGenomes inneholder flere gener, inneholder Fungal mtGenomes en betydelig større mengde tRNA-kodende gener [6,7]. Fungal mtGenome størrelser spenner over et større område sammenlignet med Protist mtGenomes. Den minste kjente Fungal mtGenome er 19 kbp, funnet i Schizosaccharomyces pombe [6]. Det største kjente Fungal mtGenome er 100 kbp, funnet i Podospora anserina [6]. I motsetning til protistmtGenomes er geninnholdet i Fungal mtDNA relativt konsistent over organismer [6].

Næringsmiddelkilder og næringsoppkjøpsstrategier

Fungi Næringsoppkjøp

Svamp bruker mycelium, deres samling av hyphae, til å erverve og transportere næringsstoffer over plasmamembranen til cellene deres [2]. Denne prosessen er svært avhengig av pH i miljøet som næringsstoffene er anskaffet for [2]. Svampe er saprotrofer, og anskaffer næringsstoffene deres hovedsakelig fra det oppløste organiske stoffet om nedbrytning av døde planter og dyr [1]. Eventuell nødvendig fordøyelse av næringsstoffer skjer ekstracellulært ved frigjøring av enzymer som bryter ned næringsstoffer til monomerer som skal inntas ved lettet diffusjon [1]

Protist næringsoppkjøp

Protister, derimot, skaffer sine næringsstoffer gjennom en rekke strategier. Et forsøk på å kategorisere Protist næringsoppkjøpsstrategier definerer seks kategorier [3]:

Foto-autotrofiske primærprodusenter - Bruk sollys til å syntetisere næringsstoffer fra CO2 og H2O.
Bakti- og detritivorer - Fôr på bakterier eller detritus.
saprotrofer - Fôr på ekstracellulært fordøyd og deretter absorbert ikke-levende materiale.
Algivores - Feed primært på alger.
Ikke-selektive Omnivores - Fôr ikke-selektivt på alger, detritus og bakterier.
Raptorial Predators - Feed primært på protozoer og organismer fra høyere trofiske nivåer.

Mange av de nevnte strategiene er mixotrofiske. For eksempel inkluderer de fototillotropiske primære produsentene marine baserte organismer som kan benytte varierende nivåer av heterotrofi som tillater næringsinnhenting som ikke krever energiinngang fra sollys når sollys er utilgjengelig [3].

Reproduktive forskjeller

Protister og svampe inkluderer begge arter som reproduserer seksuelt og aeksuelt. Protister er unike fordi de inkluderer organismer som er i stand til både esexuell og seksuell reproduksjon i samme levetid [8]. Kompleksiteten til noen protistiske livssykluser resulterer i forbløffende morfologiske variasjoner innenfor organismens levetid som muliggjør forskjellige reproduksjonsmetoder [8]. Reproduktive relaterte morfologiske endringer observeres ikke i svamp i den grad de er i protister.

Aeseksuelle reproduktive forskjeller

Asidig reproduksjon i svampe oppstår gjennom sperring av sporer som kommer fra fruktlegemer som finnes på myceliet eller gjennom fragmentering av myceliet eller gjennom spirende [9]. Aseksuell reproduksjon i protister forekommer gjennom en rekke metoder. Binær fisjon (enkelt kjernefysisk deling) og multiple fission (flere kjernefysiske divisjoner) er to vanlige aeksuelle reproduksjonsmetoder blant protister [8]. En annen Protist-spesifikk reproduktiv strategi er Plasmotomy [8]. Plasmotomi forekommer blant multinukleerte protister og innebærer cytoplasmatisk deling uten kjernedivisjon [8].

Seksuelle reproduktive forskjeller

Seksuell reproduksjon er mer vanlig implementert av Fungi [8,9]. Det er også mer komplekst enn aeseksuell reproduksjon og krever dermed en mer detaljert beskrivelse for å etablere en forståelse av hvordan prosessen er forskjellig mellom protister og svampe.

Svamp seksuell reproduksjon

Under svamp seksuell reproduksjon forblir kjernemembranen og nukleoluset (vanligvis) intakt gjennom hele prosessen [9]. Plasmogami, karyogami og meiose omfatter de tre sekvensielle stadiene av sopp seksuell reproduksjon [9]. Plasmogami innebærer protoplasmisk fusjon mellom parringscellene som bringer de forskjellige haploide kjernene inn i samme celle [9]. Fusjonen av disse haploide kjernene og dannelsen av en diploid kjerne forekommer i karyogamietrinnet [9]. Nær slutten av karyogamien eksisterer en zygot og meiosis går videre ved dannelsen av spindelfibre i kjernen. Dette gjenoppretter haploidstaten via diploid kromosomseparasjon [9].

Svampestrategier for haploidkjerneinteraksjon under seksuell reproduksjon er mer variert i svamp i forhold til protister. Disse strategiene inkluderer gamete dannelse og frigjøring fra gametangi (kjønn organer), gametangia interaksjon mellom to organismer og somatisk hyphae interaksjon [9].

Protistisk seksuell reproduksjon

Protistiske seksuelle reproduksjonsstrategier er nesten helt forskjellige for de som arbeider med Fungi. Disse strategiene innebærer unike prosesser som avviker som følge av den cellulære strukturen, spesielt mobiltilkoblinger tilgjengelig for kontakt med andre protister [8]. Gamete dannelse og utgivelse er en seksuell reproduksjonsmetode blant de svært motile flagellated protistene [8]. Konjugering er en metode som brukes av ciliated Protists som innebærer fusjon av gametiske kjerne i stedet for dannelse og utgivelse av uavhengige gameter [8]. Autogamy, en prosess med selvbefruktning som fremdeles anses som en form for seksuell reproduksjon, frembringer homozygositet blant avkom fra en selvbefruktet foreldrecelle [8].

Oppsummering Tabell

Som oppsummert ovenfor er forskjellene mellom protister og svampe store og kan observeres på alle nivåer av struktur og gjennom alle deres adferdsmessige interaksjoner med deres omgivelser. Denne anmeldelsen er bare et sammendrag av forskjeller. Referansene nevnt gir mer grundige forklaringer for de som er interessert i å lære mer.

Natur