Unterschied zwischen Protisten und Pilzen

Einführung

Protisten und Pilze umfassen zwei einzigartige Königreiche des Lebens. Protisten zeigen eine robuste Abweichung der Merkmale, die ihre Taxonomie komplizieren. Pilze sind viel einfacher zu charakterisieren. Pilze wechselten um 1 von Protisten.Vor 5 Milliarden Jahren [1] ein Ereignis, das während des Übergangs von einem Wasserlebensraum mit einer gleichzeitigen Entwicklung neuer, nicht äquatischer Sporen-Ausbreitungsmechanismen des Flagellums mit sich führte [2]. Pilze haben eine erkennbare Reihe von Merkmalen angepasst, die dazu beitragen, ihre Unterschiede zu Protisten zu klären.

Zelluläre Unterschiede

Protisten sind einzellige Organismen. Die Mehrheit der Pilze ist vielzellig und strukturiert in einem verzweigten länglichen filamentösen System von Hyphen [1]. Die verzweigten Hyphenstrukturen bestehen aus einem oder (normalerweise) mehr Zellen, die in einer röhrenförmigen Zellwand eingeschlossen sind [1]. Die meisten Protisten haben kugelförmige Form, was suboptimal ist, um Sauerstoff durch Diffusion zu erhalten. Große Protisten haben eine längliche Form, um ihren erhöhten Bedarf an Sauerstoffdiffusion gerecht zu werden [3].

Zellgröße

Die einzelligen Protisten sind meist mikroskopisch, aber seltene Beispiele wurden Tausende von Quadratmetern in der Fläche gefunden [3]. Pilze sind häufig groß genug, um vom bloßen Auge beobachtet zu werden, aber es gibt eine große Anzahl von mikroskopischen Spezies [1].

Zellmembran

Protisten können pflanzliche Zellwände, tierische Zellwände und sogar Pellikel enthalten, die Schutz vor der externen Umgebung bieten [3]. Viele Protisten haben keine Zellwand [3]. Im Gegensatz zur Sorte der Protistenzellmembran ist ein definierendes Merkmal von Pilzen das allgegenwärtige Vorhandensein einer chitinösen Zellwand [14].

Intrazelluläre Organisation

Pilze bestehen aus einem verwickelten System von Hyphen, die durch ein Partitionierungssystem von SEPTA unterteilt wurden [1]. Septa wurden in keiner Protisten gefunden [3]. Pilzsepta unterteilen Hyphen in durchlässige Kompartimente [1]. Die Perforation der Septa ermöglicht die Translokation von Organellen einschließlich Ribosomen, Mitochondrien und Kernen zwischen Zellen [3]. Protistenorganellen existieren in einem nicht kompartimentierten Zytoplasma [3].

Mobilfunkanhänge

Im Gegensatz zu den meist stationären Pilzen sind Protisten beweglich [1,3] und diese Motilität unterscheidet Protisten morphologisch von Pilzen durch Zugabe von Zellanhängen. Protisten enthalten häufig Anhänge wie Cilia, Flagella und Pseudopodia [3]. Pilze haben im Allgemeinen keine mobilen Anhänge, obwohl seltene Beispiele für konidiale Anhänge in Pilzen vorhanden sind [4].

Atmung

Protistenatmung

i) Protistische aerobe Atmung

Protisten erhalten Sauerstoff durch Diffusion und dies begrenzt ihre Fähigkeit zum zellulären Wachstum [3]. Einige Protisten wie die Phytoflagellate führen sowohl den autotrophen als auch den oxidativen heterotrophen Metabolismus durch [3]. Der Protistenstoffwechsel funktioniert optimal durch einen weiten Bereich von Temperaturen und Sauerstoffverbrauchsmengen. Dies ist ein Nebenprodukt der Fülle von Nischen, in denen sie leben, die einen großen Bereich von Temperaturen und Sauerstoffverfügbarkeit aufweisen [3].

ii) Protist anaerobe Atmung

Bei parasitären Protisten besteht obligatorische anaerobe Atmung, eine Seltenheit für Eukaryoten [3]. In vielen obligaten Anaerobe -Protisten fehlt die Cytochromoxidase, was zu atypischen Mitochondrien führt [3].

iii) Pilzatmung

Die meisten Pilze respirieren aerob durch die Verwendung verzweigter Atemungsketten, um Elektronen von NADH auf Sauerstoff zu übertragen [5]. Pilz -NADH -Dehydrogenasen werden verwendet, um die Oxidation von Matrix -NADH zu katalysieren, und können dies auch in Gegenwart einiger Inhibitoren wie Rotenon tun [5]. Pilze verwenden auch alternative Oxidasen, um in Gegenwart von Inhibitoren für Ubiquinol: Cytochrom -C -Oxidoreduktase und Cytochrom -C -Oxidase [5]. Alternative Oxidasen ermöglichen wahrscheinlich eine wirksame Pathogenität in Gegenwart von Stickoxid-basierten Wirtsabwehrmechanismen [5].

Osmoregulation

Protisten, die wässrige Umgebung bewohnen. Diese Verstärkung ermöglicht einen höheren Grad an Osmoregulation. Contractile Vacuoles sind Protistenorganellen, die Osmoregulation ermöglichen und Schwellungen und Zellbruch verhindern [3]. Contractile Vacuoles sind von einem System von Tubuli und Vesikeln umgeben, das zusammen als Spongiom bezeichnet wird und die die Vertreibung der kontraktilen Vakuolen aus der Zelle hilft [3]. Contractile Vacuoles sind in Pilzen deutlich weniger häufig [1,3].

Mitochondrienunterschiede

Protistische mitochondriale Genome

Im Gegensatz zu Pilzen haben protistische mitochondriale (MT) -Genome eine Reihe von angestammten Proto-Mitochondrischen Genomelementen beibehalten. Dies zeigt sich durch die Genreduktion von Pilzen in Mtgenomen [6]. Protist mtgenome reichen in der Größe des 6 -KB -Genoms von Plasmodium falciparum zum 77 -kb -Genom des Choanoflagellats Monosiga brevicollis, ein kleinerer Bereich als Pilze [6]. Die durchschnittliche protistische mtgenom -Größe ist 40 KB signifikant kleiner als die durchschnittliche mitochondriale Genomgröße der Pilz [6].

Protisten -Mtgenome sind kompakt, exonreich und besteht häufig aus überlappenden Codierungsregionen [6]. Nicht-kodierender Intronic Space macht weniger als 10% der gesamten protistischen Mtgenomgröße aus [6]. Ein großer Teil der protist mtDNA hat keine Introns der Gruppe I oder der Gruppe II [6]. Ein+T -Gehalt ist bei protistischen mtgenomen im Vergleich zu Pilzen höher [6].Der Gengehalt von Protisten -Mtgenomen ähnelt mehr als Pilz -Mtgenomen an Pflanzen mtgenomen [6]. Im Gegensatz zu Pilzen kodieren Protisten -Mtgenome sowohl für große als auch für kleine Untereinheiten -RNAs [6].

Mitochondriale Pilzgenome

Die Pilze entwickelten sich aus Protisten und ihre Divergenz ist durch Genreduktion und Intron -Addition gekennzeichnet [6]. Im Vergleich zu den gen-reichen protistischen Mtgenomen enthalten Pilz-Mtgenome eine Fülle intergener Regionen, die sich aus nicht-kodierenden Wiederholungen und Introns bestehen, die hauptsächlich in der Gruppe I sind [7]. Die Variation der Mtgenomgröße der Pilz wird hauptsächlich durch Intronregionen und nicht durch die gen -basierte Varianz erklärt, die in protistischen mtgenomen gefunden wird [7]. Intergene Regionen machen in Pilzmtgenomen bis zu 5 KB Länge aus [7].

Obwohl Protisten -Mtgenome mehr Gene enthalten, enthalten Pilz -mtgenome eine signifikant größere Menge an tRNA -kodierenden Genen [6,7]. Pilz -Mtgenomgrößen umfassen einen größeren Bereich im Vergleich zu Protisten -Mtgenomen. Das kleinste bekannte Pilzmotgenom ist 19 KBP, gefunden in Schizosaccharomyces pombe [6]. Das größte bekannte Pilz -Mtgenom ist 100 kBP, gefunden in Podospora Anserina [6]. Im Gegensatz zu protistischen mtgenomen ist der Gengehalt von Pilz -mtDNA über Organismen hinweg relativ konsistent [6].

Nährstoffquellen und Nährstoffakquisitionsstrategien

Pilze Nährstoffakquisition

Pilze verwenden Myzel, ihre Sammlung von Hyphen, um Nährstoffe über die Plasmamembran ihrer Zellen zu erwerben und zu transportieren [2]. Dieser Prozess hängt stark vom pH -Wert der Umwelt ab, aus dem die Nährstoffe erfasst werden [2]. Pilze sind Saprotrophe, die ihre Nährstoffe hauptsächlich aus der gelösten organischen Substanz des Zersetzens von toten Pflanzen und Tieren erwerben [1]. Jegliche erforderliche Verdauung von Nährstoffen erfolgt extrazellulär durch die Freisetzung von Enzymen, die Nährstoffe in Monomere zerlegen, die durch erleichterte Diffusion aufgenommen werden sollen [1]

Protistennährstofferwerb

Im Gegensatz dazu erhalten Protisten ihre Nährstoffe durch eine Vielzahl von Strategien. Ein Versuch, Protisten -Nährstofferwerbstrategien zu kategorisieren, definiert sechs Kategorien [3]:

1. Photo-autotrophe primäre Produzenten - Verwenden Sie Sonnenlicht, um Nährstoffe aus CO2 und H2O zu synthetisieren.
2. BACTI- & DETRIPORES - Sich von Bakterien oder Detritus ernähren.
3. Saprotrophe - Sich von extrazellulär verdautem Futter ernähren und anschließend nicht lebende Materie absorbiert.
4. Algivore - Sich hauptsächlich von Algen ernähren.
5. Nicht-selektive Omnivore - Nicht selektiv auf Algen, Detritus und Bakterien ernähren.
6. Raptorial Predators - Sich hauptsächlich von Protozoen und Organismen aus höheren trophischen Niveaus ernähren.

Viele der oben genannten Strategien sind Mixotrophe. Beispielsweise umfassen die photoautotrophen Primärproduzenten marinen basierte Organismen, die unterschiedliche Heterotrophie-Maßstäbe verwenden können, die Nährstofferwerb ermöglichen, für die kein Energieeintrag aus Sonnenlicht erforderlich ist, wenn Sonnenlicht nicht verfügbar ist [3].

Fortpflanzungsunterschiede

Protisten und Pilze beinhalten beide Arten, die sexuell und asexuell reproduzieren. Protisten sind insofern einzigartig, als sie Organismen einbeziehen, die sowohl in der gleichen Lebensdauer aesexueller als auch zur sexuellen Reproduktion in der Lage sind [8]. Die Komplexität einiger protistischer Lebenszyklen führt zu atemberaubenden morphologischen Variationen innerhalb der Lebensdauer des Organismus, die unterschiedliche Fortpflanzungsmethoden ermöglicht [8]. Reproduktionsbedingte morphologische Veränderungen werden in Pilzen nicht so beobachtet, dass sie in Protisten sind.

Aesexuelle reproduktive Unterschiede

Aesexuelle Reproduktion in Pilzen erfolgt durch die Misssteuerung von Sporen, die von Obstkörpern auf dem Myzel oder durch Fragmentierung des Myzels oder durch Knospen ausgehen [9]. Aesexuelle Reproduktion in Protisten tritt durch eine Vielzahl von Methoden auf. Binärspaltung (einzelne Kernabteilung) und Mehrfachspaltung (multiple Kernabteilungen) sind zwei häufige aesexuelle Fortpflanzungsmethoden unter Protisten [8]. Eine weitere protistspezifische Fortpflanzungsstrategie ist die Plasmotomie [8]. Die Plasmotomie tritt bei multinukleierten Protisten auf und führt zu einer zytoplasmatischen Aufteilung ohne nukleare Teilung [8].

Sexuelle reproduktive Unterschiede

Die sexuelle Reproduktion wird häufiger von Pilzen umgesetzt [8,9]. Es ist auch komplexer als eine auralische Reproduktion und erfordert somit eine detailliertere Beschreibung, um ein Verständnis dafür zu ermitteln, wie sich der Prozess zwischen Protisten und Pilzen unterscheidet.

Pilz sexuelle Fortpflanzung

Während der sexuellen Reproduktion von Pilzen bleibt die Kernmembran und der Nucleolus (normalerweise) während des gesamten Prozesses intakt [9]. Plasmogamie, Karyogamie und Meiose umfassen die drei sequenziellen Stadien der sexuellen Reproduktion von Pilzen [9]. Die Plasmogamie beinhaltet eine protoplasmatische Fusion zwischen den Paarungszellen, die die unterschiedlichen haploiden Kerne in dieselbe Zelle bringen [9]. Die Fusion dieser haploiden Kerne und die Bildung eines diploiden Kerns tritt im Karyogamiestadium auf [9]. Gegen Ende der Karyogamie existiert eine Zygote und Meiose geht durch die Bildung von Spindelfasern im Kern fort. Dadurch wird der haploide Zustand durch diploide Chromosomentrennung wiederhergestellt [9].

Pilzstrategien für die Haploide Kernewechselwirkung während der sexuellen Reproduktion sind in Pilzen unterschiedlicher als Protisten. Diese Strategien umfassen die Bildung und Veröffentlichung von Gametangia (Sex Organ), die Gametangia -Interaktion zwischen zwei Organismen und somatischer Hyphen -Interaktion [9].

Protist sexuelle Fortpflanzung

Strategien zur sexuellen Fortpflanzung von Protisten sind fast völlig unähnlich zu denen, die von Pilzen eingesetzt werden. Diese Strategien beinhalten einzigartige Prozesse, die sich infolge der Zellstruktur unterscheiden, insbesondere für den Kontakt mit anderen Protisten zur Verfügung stehenden Zellanhänge [8]. Die Bildung und Freisetzung von Gamete ist eine sexuelle Fortpflanzungsmethode unter den hochrundgativem Flagellatiker [8]. Die Konjugation ist eine Methode von Ciliated -Protisten, die eher die Verschmelzung von Gametikern als die Bildung und Freisetzung unabhängiger Gameten mit sich bringt [8]. Autogamie, ein Prozess der Selbstbefruchtung, der immer noch als Form der sexuellen Fortpflanzung angesehen wird, erzeugt Homozygotie unter den Nachkommen einer selbst befruchteten Elternzelle [8].

Zusammenfassung der Tabelle

Wie oben zusammengefasst, sind die Unterschiede zwischen Protisten und Pilzen umfangreich und können auf jeder Ebene der Struktur und in all ihren Verhaltensinteraktionen mit ihren Umgebungen beobachtet werden. Diese Überprüfung ist lediglich eine Zusammenfassung der Unterschiede. Die zitierten Referenzen liefern detailliertere Erklärungen für diejenigen, die daran interessiert sind, mehr zu lernen.