Skillnad mellan protister och svampar

Introduktion

Protister och svampar består av två unika riken i livet. Protister visar en robust varians i egenskaper som komplicerar deras taksonomi. Svampar är mycket enklare att karakterisera. Svampar avviker från protister för omkring 1,5 miljarder år sedan [1] en händelse som medförde flagellumförlust under övergången från en vattenlevande till terrestrisk livsmiljö med samtidig utveckling av nya icke-vattenbaserade spore-dispersionsmekanismer [2]. Svampar har anpassat en igenkännlig uppsättning egenskaper som hjälper till att klargöra deras skillnader från protister.

Cellulära skillnader

Protister är enhälliga organismer. Majoriteten av svampar är multicellulära och strukturerade i ett grenande långsträckt trådformigt system av hyphae [1]. Förgreningshyphae-strukturerna består av en eller (vanligtvis) fler celler som är inneslutna i en rörformig cellvägg [1]. De flesta protister är sfäriska i form, vilket är suboptimalt för att erhålla syre genom diffusion. Stora protister har en långsträckt form för att tillgodose deras ökade behov av syrgasdiffusion [3].

Cellstorlek

De unicellulära protisterna är mestadels mikroskopiska men sällsynta exempel har hittats tusentals kvadratmeter i området [3]. Svampar är vanligen stora nog att observeras med blotta ögat men ett stort antal mikroskopiska arter finns [1].

Cellmembranet

Protister kan innehålla växtliknande cellväggar, djurliknande cellväggar och jämna pelliklar som skyddar mot yttre miljöer [3]. Många protister har inte en cellvägg [3]. I motsats till protistcellmembransort, är en definierande egenskap hos svampar den allestädes närvarande närvaron av en chitincellvägg [14].

Intracellulär Organisation

Svampar består av ett komprimerat system av hyphae som är indelat i ett partitionssystem av septa [1]. Septa har inte hittats i några protister [3]. Fungal septa dela hyphae i permeabla fack [1]. Perforering av septa möjliggör translokation av organeller inklusive ribosomer, mitokondrier och kärnor mellan celler [3]. Protistiska organeller existerar i en icke-compartmentaliserad cytoplasma [3].

Celltillägg

Till skillnad från den mest stationära svampen är protister motila [1,3] och denna motilitet skiljer Protists morfologiskt från svampar genom tillsats av cellulära bilagor. Protister innehåller ofta bilagor som cilia, flagella och pseudopodia [3]. Svampar har generellt inte cellulära bilagor, men sällsynta exempel på konidiella bilagor i svampar existerar [4].

Andning

Protist Andning

i) Protist aerobisk andning

Protister erhåller syre genom diffusion och detta begränsar deras kapacitet för cellulär tillväxt [3]. Vissa protister som fytoflagellaten utför både autotrofisk och oxidativ heterotrofisk ämnesomsättning [3]. Protistisk metabolism fungerar optimalt genom ett brett spektrum av temperaturer och syreförbrukningskvantiteter. Detta är en biprodukt av den mängd nischer som de bor i, som har ett stort antal temperaturer och syre tillgänglighet [3].

ii) Protistant Anaerob Respiration

Obligatorisk anaerob andning föreligger bland parasitära protister, en sällsynthet för eukaryoter [3]. Många förpliktar anaerober Protister saknar cytokromoxidas som resulterar i atypiska mitokondrier [3].

iii) svamp respiration

De flesta svampar respireras aerobt genom att använda grenade respiratoriska kedjor för att överföra elektroner från NADH till syre [5]. Fungal NADH dehydrogenaser används för att katalysera oxidation av matris NADH och kan göra det även i närvaro av vissa inhibitorer som rotenon [5]. Svampar använder också alternativa oxidaser för att respirera i närvaro av inhibitorer för ubiquinol: cytokrom c oxidoreductas och cytokrom c oxidas [5]. Alternativa oxidaser möjliggör möjliggör effektiv patogenitet i närvaro av kväveoxidbaserade värdförsvarsmekanismer [5].

Osmoregulation

Protister som bevarar vattenhaltig miljö har en förstärkning av cellulära strukturer som inte finns i svampar. Denna förstärkning möjliggör en högre grad av osmoregulering. Contractile vacuoler är protistiska organeller som möjliggör osmoregulering och förhindrar svullnad och cellbrott [3]. Kontraktila vakuoler är omgivna av ett system av tubuler och vesiklar som kollektivt kallas spongiomen som hjälper till att utvisa kontraktile vakuoler från cellen [3]. Contractile vakuoler är signifikant mindre rikliga i svamp [1,3].

Mitokondriella skillnader

Protistiska mitokondriella genomer

Till skillnad från svamp har protist mitokondriella (mt) genomer behållit ett antal stamaktiva proto-mitokondria genomiska element. Detta framgår av genminskning i svampmtGenomer [6]. Protistiska mtGenomes varierar i storlek från 6kb genomet av Plasmodium falciparum till 77 kb genomet av choanoflagellatet Monosiga brevicollis, ett mindre område än svamp [6]. Den genomsnittliga Protist mtGenome storleken är 40kb signifikant mindre än genomsnittet Svamp mitokondriellt genomstorlek [6].

Protistiska mtGenomer är kompakta, exonrika och består ofta av överlappande kodande regioner [6]. Icke-kodande introniskt utrymme står för mindre än 10% av den totala Protist mtGenome-storleken [6]. En stor del av Protist mtDNA har inga intrång i grupp I eller grupp II [6]. A + T-innehållet är högre i Protist mtGenomes jämfört med svamp [6]. Geninnehållet i Protist mtGenomes liknar planta mtGenomes mer än Fungal mtGenomes [6]. Till skillnad från svamp kodar Protist mtGenomes för både stora och små subenhet RNA [6].

Svampmitokondriella genomer

Svampar utvecklades från protister och deras divergens karakteriseras av genreducering och introntillägg [6]. Jämfört med gengenrik Protist mtGenomes innehåller Fungal mtGenomes en uppsjö av intergena regioner som består av icke-kodande upprepningar och introner som för det mesta är grupp I-introner [7]. Variation i svampmtGenomstorleken förklaras oftast av intronregioner snarare än den genbaserade variansen som finns i Protist mtGenomes [7]. Intergena regioner står för upp till 5 kb längd i Fungal mtGenomes [7].

Även om protistmtGenomes innehåller fler gener innehåller Fungal mtGenomes en signifikant större mängd tRNA-kodande gener [6,7]. SvampmtGenom-storlekarna spänner över ett större omfång jämfört med Protist mtGenomes. Den minsta kända Fungal mtGenome är 19 kbp, som finns i Schizosaccharomyces pombe [6]. Det största kända Fungal mtGenome är 100 kbp, som finns i Podospora anserina [6]. Till skillnad från protistmtGenomes är geninnehållet i svampmtDNA relativt konsekvent över organismer [6].

Näringsämnen Källor & Näringsämnesförvärv Strategier

Fungi Nutrient Acquisition

Svampar använder mycelium, deras samling av hyphae, för att förvärva och transportera näringsämnen över plasmamembranen hos sina celler [2]. Denna process är högt beroende av pH i miljön från vilken näringsämnena förvärvas [2]. Svampar är saprotrofer, som förvärvar sina näringsämnen främst från det upplösta organiska ämnet av sönderfallande döda växter och djur [1]. Nödvändig uppslutning av näringsämnen sker extracellulärt genom frisättning av enzymer som bryter ned näringsämnen i monomerer som ska intas genom lättad diffusion [1]

Protistisk näringstillväxt

Protister får däremot sina näringsämnen genom olika strategier. Ett försök att kategorisera strategier för förvärv av protist näringsämnen definierar sex kategorier [3]:

1. Foto-autotrofa primära producenter - Använd solstråle för att syntetisera näringsämnen från CO2 och H2O.
2. Bakti- och detritivorer - Foder på bakterier eller detritus.
3. saprotrophs - Foder på extracellulärt digererad och därefter absorberad icke levande substans.
4. Algivores - Foder främst på alger.
5. Non-selective Omnivores - Foder icke-selektivt på alger, detritus och bakterier.
6. Raptorial Predators - Foder främst på protozoer och organismer från högre trofiska nivåer.

Många av de ovannämnda strategierna är mixotrofa. Till exempel innefattar de fototillotrofa primära tillverkarna marinbaserade organismer som kan använda varierande nivåer av heterotrofi som möjliggör näringstillverkning som inte kräver energiinsignal från solljus när solljus är otillgängligt [3].

Reproduktiva skillnader

Protister och svampar omfattar både arter som reproducerar sexuellt och aeseksuellt. Protister är unika genom att de inkluderar organismer som kan både elexuell och sexuell reproduktion inom samma livstid [8]. Komplexiteten hos vissa Protist livscykler resulterar i fantastiska morfologiska variationer inom organismens livstid vilket möjliggör distinkta reproduktionsmetoder [8]. Reproduktiva morfologiska förändringar observeras inte i svamp i den mån de är i protister.

Aesexual Reproductive Differences

Aesexuell reproduktion i svamp uppstår genom nedbrytning av sporer som härrör från fruktkroppar som finns på myceliet eller genom fragmentering av myceliet eller genom spirande [9]. Aesexuell reproduktion i protister sker genom olika metoder. Binär klyvning (enda kärndelning) och multipel klyvning (flera kärnkraftsavdelningar) är två gemensamma aexuella reproduktionsmetoder bland protister [8]. En annan protistspecifik reproduktiv strategi är Plasmotomy [8]. Plasmotomi förekommer bland multinucleaterade protister och medför cytoplasmatisk uppdelning utan kärndelning [8].

Sexuella reproduktiva skillnader

Sexuell reproduktion genomförs vanligare av svamp [8,9]. Det är också mer komplext än aesxuell reproduktion och kräver därför en mer detaljerad beskrivning för att skapa en förståelse för hur processen skiljer sig mellan protister och svampar.

Svampsexuell reproduktion

Under svampkönlig reproduktion förblir kärnmembranet och nukleolus (vanligtvis) intakt under hela processen [9]. Plasmogamy, karyogamy och meios är de tre successiva stadierna av sexuell reproduktion av svamp [9]. Plasmogamin medför protoplasmisk fusion mellan parringscellerna som förmedlar de distinkta haploida kärnorna i samma cell [9]. Sammansmältningen av dessa haploidkärnor och bildandet av en diploid kärna förekommer i karyogamistadiet [9]. Nära slutet av karyogamy existerar en zygote och meiosa fortskrider genom bildandet av spindelfibrer i kärnan. Detta återställer haploidstaten via diploid kromosomseparation [9].

Svampstrategier för haploidkärnans interaktion under sexuell reproduktion är mer varierade i svamp jämfört med protister. Dessa strategier innefattar gametebildning och frisättning från gametangi (könsorgan), gametangia-interaktion mellan två organismer och somatisk hyphae-interaktion [9].

Protistisk Sexuell Reproduktion

Protistiska sexuella reproduktionsstrategier är nästan helt olika för dem som anställs av svampar. Dessa strategier medför unika processer som skiljer sig som en följd av den cellulära strukturen, särskilt cellulära bilagor som är tillgängliga för kontakt med andra protister [8]. Gametebildning och frisättning är en sexuell reproduktiv metod bland de mycket motila flagellerade protisterna [8]. Konjugering är en metod som används av ciliated Protists vilket innebär fusion av gametiska kärnor snarare än bildandet och frisättningen av oberoende gameter [8]. Autogamy, en process av självbefruktning som fortfarande anses vara en form av sexuell reproduktion, producerar homozygositet bland avkomman från en självbefruktad föräldercell [8].

Sammanfattande tabell

Som sammanfattat ovan är skillnaderna mellan protister och svampar stora och kan observeras vid varje nivå av struktur och genom alla deras beteendeförhållanden med deras miljöer. Denna översyn är bara en sammanfattning av skillnaderna. De citerade citaten ger mer fördjupade förklaringar till dem som är intresserade av att lära sig mer.