NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: ĪPAŠĪBAS, TAKSONOMIJA, UZTURS - BIOLOĢIJA - 2025

Neocallimastigomycotas ir obligātu endosymbiont sēnīšu sadalījums atgremotāju un ne-atgremotāju zālēdāju zīdītāju, kā arī zālēdāju rāpuļu gremošanas traktā. Tās var būt vienšūnas vai daudzšūnas, un tām ir flagellate sporas (zoosporas).

Vēl nesen viņi tika uzskatīti par rīkojumu Phylum Chytridiomicota ietvaros, bet 2007. gadā grupa tika paaugstināta uz patvēruma kategoriju. Pašlaik tas ir sadalīts 8 ģintīs un ir aprakstītas apmēram 20 sugas.

Aitas spurekļa papillas histoloģiskā sadaļa. 1) C tipa radzenes šūnas .2) Granulu šūnas. 3) parabasa šūnas. 4) bazālās šūnas. 5) Pašu lapa. 6) Papilāru ķermeņi. 7) Centrālais arteriols Lietotājs: Uwe Gille, no Wikimedia Commons

Neocallimastigomycotas sugas attīstās anaerobos apstākļos, kādos tām ir specializētas organellas, ko sauc par hidrogenomām. Šie organeli pilda funkcijas, kas līdzīgas mitohondrijiem organismos, kuri dzīvo aerobos apstākļos.

Dzīves cikla laikā tie veido zoosporas, kas pielīp augu materiālam. Vēlāk šīs encistas un dīgst. Attīstoties, tie veido sporģiju, kas radīs jaunas zoosporas.

Šai sēnīšu grupai ir liela nozīme zālēdāju gremošanas sistēmas sarežģītajā ekoloģijā. Turklāt tie ražo potenciāli noderīgus fermentus biotehnoloģijā, kurus izmanto par gremošanas līdzekļiem barības maisījumos dzīvniekiem.

Vispārīgais raksturojums

Neocallimastigomycotas ir obligāti endosimbiontu organismi, tas ir, tie nav sastopami brīvā dzīvē, bet vienmēr ir saistīti ar zālēdāju dzīvniekiem gremošanas traktu. Tās ir daudzšūnu sēnītes ar šūnu sienu.

Viņi ražo veģetatīvo talli, kurā attīstās sporangija, no kuras nāk zoospores ar vienu vai vairākām flagellas. Šīs zoosporas, kas atrodas zālēdāju spureklī, sākotnēji tika klasificētas kā vienšūņi.

Zoosporas tiek uzskatītas par unifagellate, ja 90% sporu ir viena flagella, bet atlikušajiem 10% ir divas līdz četras flagella. Multiflagellate grupas zoosporas satur vairāk nekā četras flagellas, un dažās sugās novērota līdz 17 flagella.

Zināmi Neocallimastigomycotas plēsēji, piemēram, vienšūņi, uzbrūk zoosporām un ražo fermentus, kas noārda sēnīšu šūnu sienas.

Metabolisms un bioloģiskā ietekme

Daži interesanti pielāgojumi, kas pastāv šīm sēnēm, ir tādi, ka tie attīstās anaerobos apstākļos. Tajos nav mitohondriju, citohromu un dažu bioķīmisko īpašību, kas raksturīgas oksidatīvajam fosforilēšanas ciklam.

Tā vietā viņiem ir specializētas organoīdi, kas līdzīgi mitohondrijiem, kurus sauc par hidrogenomām, kas ražo šūnu enerģiju no glikozes metabolisma, neizmantojot skābekli.

Hidrogenomās esošā hidrogēze kā metabolisma atkritumus rada ūdeņradi, CO2, formiātu un acetātu. Šie savienojumi kopā ar laktātu un etanolu ir galvenie fermentācijas galaprodukti.

Tos iegūst no augu šūnu sienas polisaharīdu sadalīšanās un anaerobās sēnīšu fermentācijas.

Biotehnoloģiskie pielietojumi

Neocallimastigomycota spēja noārdīt augu šķiedras piešķir tām būtisku bioloģisko lomu daudzu zālēdāju, galvenokārt atgremotāju, uzturā.

Šajā ziņā ir eksperimentēts ar anaerobās sēņu piedevas pievienošanu diētai, ar ļoti labiem rezultātiem.

Zālēdājiem, kas nav atgremotāji, piemēram, vistām, sēnīte nav efektīva. Iespējams, tas ir saistīts ar tā nespēju izdzīvot šāda veida dzīvnieku gremošanas traktā.

Tomēr Neocallimastigomycotas ražoto enzīmu pievienošana tieši viņu uztura bagātinātājiem ir bijusi veiksmīga.

Neocallimastigomycotas bioķīmiskās iespējas arī padara tos potenciāli noderīgus biotehnoloģijā lignocelulozes pārvēršanai bioenerģijas produktos.

Filoģenētika un taksonomija

Neocallimastigomycotas sākotnēji tika klasificētas kā Chytridiomicotas. Pēc tam, ņemot vērā morfoloģiskos, ekoloģiskos un ultrastrukturālos raksturus, viņiem tika piešķirts šķautnes vērtējums.

Ir zināmas apmēram 8 Neocallimastigomycotas ģintis un 20 sugas, kaut arī daudzi izolāti vēl nav klasificēti.

Dzimumi

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces un Piromyces ir šķiedrains sazarots rhizoidāls talluss ar sporangiju. Anaeromyces talluss ir policentrisks (daudzkārtēja sporangija) ar vienveidīgajām zoosporām.

Neocallimastix ir monocentrisks (viens sporangium) ar multiflagellate zoosporām. Orpinomyces ir policentriskas tallus un multiflagellate zoosporas. Piromyces ir monocentrisks talluss ar unifagellate zoosporām.

Divās ģintīs ir talli, kas sastāv no sīpolajām veģetatīvajām šūnām (sīpola micēlija) un sporangijas: Caecomyces un Cyllamyces.

Tās atšķiras ar to, ka Caecomyces ir viena vai ļoti maza zoosporanģija, kas aug tieši uz sīpolajām šūnām vai vienkārša sporangofora galā. Cyllamyces sazarotajos sporangoforos rada vairākas sporangijas.

Balstoties uz molekulāro informāciju, tiek ierosinātas divas jaunas ģintis (Oontomyces un Buwchfawromyces).

Uzturs

Šīs sēnes noārda celulozi un hemicelulozi, kas atrodas augu šūnās un ko patērē zālēdāji, kas tos uzņem.

Viņiem ir nozīmīga loma šo sugu gremošanas procesā, pateicoties celulolītisko, hemicellulolītisko, glikolītisko un proteolītisko enzīmu ražošanai, kas noārda augu audus.

Biotops

Neocallimastigomycota nav brīvi dzīvojoši. Tie atrodas atgremotāju vai zālēdāju, kas nav atgremotāji, spurekļa, muguras zarnas un fekāliju anaerobā vidē.

Saimnieku sugas

Tos galvenokārt var atrast atgremotāju zīdītājos, gan pieradinātos (aitas, kazas, govis un zirgi), gan savvaļas (jaki, zebras, žirafes, gazeles, pērtiķi, ziloņi, degunradži, nīlzirgi, bizoni, lamas, ķenguri uc). Viņi apdzīvo arī zālēdāju rāpuļus, piemēram, zaļo iguānu.

Pavairošana

Augu materiāla kolonizācija

Augu materiālu, kas nonāk spureklī, kolonizē flagelētas zoosporas, kas izdalās no sporangijas.

Zoosporas saistās ar augu materiālu, kas orientēts uz ķīmiski aktīvo iedarbību (sekojot cukuru ķīmiskajiem signāliem, ko izdala augu atliekas). Tad viņi izmeta savu flagellu un encēlu.

Dīgtspēja un audu iespiešanās

Dīgšana notiek, izdalot dīgļa caurulīti no pretējā gala līdz vietai, kur bija flagellum.

Cistu attīstība ir atšķirīga monocentriskās un policentriskās sugās. Monocentriskās sugās kodoli paliek cistā un tiek veidoti anodēti rizoīdi (bez kodoliem). Cista aug un veido vienotu sporangiju (endogēna attīstība).

Policentriskās sugās veidojas kodolie rizoīdi, kas rada vairākas sporangijas (eksogēna attīstība).

Cistas rada rizomicēliju, kas aug un dziļi iekļūst augu audos. Tiek iegūti šie izdalītie fermenti, kas sagremo augu audus, un barības vielas, kas vajadzīgas sporangijas veidošanai.

Kad sporangijs nogatavojas, tas atbrīvo līdz 80 zoosporas. Sēnītes galvenokārt kolonizē augu asinsvadu audus un, jo šķiedrvielu diēta ir lielāka, jo lielāka ir sēnīšu populācija.

Tiek uzskatīts, ka Neocallimastigomycotas inficē saimnieka dzīvniekus caur gaisu, caur pretestības struktūrām.

Atsauces

1. Baučops T. (1981). Anaerobās sēnītes spurekļa šķiedru sagremošanā. Lauksaimniecība un vide 6 (2–3): 339–348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt un G Beakes. (2010). Anaerobās sēnes: Neocallimastigomycota. IMA sēne 1 (2): 181–185.
3. Gruningers, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister un MS Elshahed. (2014) Anaerobās sēnes (phylum Neocallimastigomycota): panākumi izpratnē par to taksonomiju, dzīves ciklu, ekoloģiju, lomu un biotehnoloģisko potenciālu. FEMS mikrobiols Ecol 90: 1–17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger un MS Elshahed. (2010). Anaerobās zarnu sēnītes (phylum Neocallimastigomycota) filoģenētiskā daudzveidība un kopienas struktūra atgremotāju un ne-atgremotāju zālēdājos. ISME žurnāls 1. – 11.
5. Pauels MJ un PM Letlers. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota un Neocallimastigomycota. 6. nodaļa: 141–175. In: DJ McLaughlin un JW Spatafora (EDS . ) Sistemātika un evolūcija, 2 ^nd Edition Mycota VII daļa A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 p.
6. Vangs X, X Liu un JZ Groenevalds. (2016). Anaerobās sēnītes filoģenēze (phylum Neocallimastigomycota) ar jaku ieguldījumu Ķīnā. Antonijs van Lēvenhoeks 110 (1): 87–103.