Atšķirība starp protistiem un sēnītēm

Ievads

Protisti un sēnes veido divas unikālas dzīves valstības. Protisti demonstrē ievērojamas pazīmju atšķirības, kas sarežģī viņu taksonomiju. Sēnītes ir daudz vienkāršāk raksturot. Sēnītes atšķīrās no protistiem pirms aptuveni 1,5 miljardiem gadu [1] - notikums, kas izraisīja flagellum zudumu pārejā no ūdens uz zemes biotopu, vienlaikus attīstot jaunus sporas izkliedes mehānismus, kas nav uz ūdens bāzes [2]. Sēnītes ir pielāgojušas atpazīstamu īpašību kopumu, kas palīdz noskaidrot viņu atšķirības no protistiem.

Šūnu atšķirības

Protisti ir vienšūnu organismi. Lielākā daļa sēnīšu ir daudzšūnu un strukturētas sazarotā, iegarenā, pavedienveida hifu sistēmā [1]. Sazarojošās hyphae struktūras sastāv no vienas vai (parasti) vairākām šūnām, kas norobežotas cauruļveida šūnu sieniņās [1]. Lielākā daļa protistu ir sfēriskas formas, kas nav optimāli skābekļa iegūšanai difūzijas ceļā. Lielajiem protistiem ir iegarena forma, lai apmierinātu pieaugošo nepieciešamību pēc skābekļa difūzijas [3].

Šūnas lielums

Vienšūnu protisti lielākoties ir mikroskopiski, taču reti piemēri ir atrasti tūkstošiem kvadrātmetru platībā [3]. Sēnītes parasti ir pietiekami lielas, lai tās varētu novērot ar neapbruņotu aci, taču pastāv liels skaits mikroskopisko sugu [1]..

Šūnu membrānu

Protisti var saturēt augiem līdzīgas šūnu sienas, dzīvniekiem līdzīgas šūnu sienas un pat pūtītes, kas nodrošina aizsardzību no ārējās vides [3]. Daudziem protistiem nav šūnu sienas [3]. Pretstatā protistisko šūnu membrānas šķirnei sēnīšu raksturīgā īpašība ir chitinous sienas sienas visuresoša klātbūtne. [14].

Starpšūnu organizācija

Sēnes veido izliekta hyphae sistēma, kas nodalīta ar septa sadalīšanas sistēmu [1]. Septa nav atrasta nevienā protestētājā [3]. Sēnīšu septa sadala hyphae caurlaidīgos nodalījumos [1]. Septiņu perforācija ļauj pārvietot organellas, ieskaitot ribosomas, mitohondrijus un kodolus starp šūnām [3]. Protistiskās organellas pastāv nesadalītā citoplazmā [3].

Šūnu papildinājumi

Atšķirībā no lielākoties stacionārām sēnītēm, protisti ir kustīgi [1,3], un šī motilitāte morfoloģiski atšķir protistus no sēnītēm, pievienojot šūnu papildinājumus. Protisti bieži satur tādus piedēkļus kā cilia, flagella un pseudopodia [3]. Sēnēm parasti nav šūnu piedēkļu, lai gan ir reti sastopami sēnīšu konidiālo piedēkļu piemēri [4]..

Elpošana

Protistu elpošana

i) Protistiska aeroba elpošana

Protisti skābekli iegūst difūzijas ceļā, un tas ierobežo viņu spēju šūnu augšanā [3]. Daži protisti, piemēram, fitoflagellates, veic gan autotrofisku, gan oksidatīvu heterotrofisku metabolismu [3]. Protistu metabolisms optimāli darbojas plašā temperatūru diapazonā un skābekļa patēriņa daudzumos. Tas ir daudzo nišu, kuras viņi apdzīvo, blakusprodukts, kurām ir plašs temperatūru diapazons un skābekļa pieejamība [3]..

ii) Protistiskā anaerobā elpošana

Obligāta anaerobā elpošana pastāv parazitāro protistu vidū, kas ir retums eikariotiem [3]. Daudziem obligāti esošajiem anaerobu protistiem trūkst citohroma oksidāzes, kā rezultātā rodas netipiskas mitohondrijas [3]..

iii) Sēnīšu elpošana

Lielākā daļa sēņu notiek aerobi, izmantojot sazarotas elpošanas ķēdes, lai elektronus pārnestu no NADH uz skābekli [5]. Sēnīšu NADH dehidrogenāzes tiek izmantotas NADH matricas oksidācijas katalizēšanai un ir spējīgas to darīt pat dažu inhibitoru, piemēram, rotenona, klātbūtnē [5]. Sēnītes izmanto arī alternatīvas oksidāzes, lai reprezentētu ubihinino inhibitoru klātbūtnē: citohroma c oksidoreduktāzi un citohroma c oksidāzi [5]. Alternatīvas oksidāzes, iespējams, nodrošina efektīvu patogenitāti, ja uz slāpekļa oksīda bāzes veidojas aizsargmehānismi [5].

Osmoregulācija

Protistiem, kas apdzīvo ūdens vidi, ir šūnu struktūru pastiprināšanās, kas nav atrodama sēnītēs. Šī pastiprināšana nodrošina augstāku osmoregulācijas pakāpi. Kontraktilās vakuoli ir protistu organellas, kas nodrošina osmoregulāciju un novērš pietūkumu un šūnu plīsumus [3]. Kontraktilās vakuolus ieskauj kanāliņu un pūslīšu sistēma, ko kolektīvi sauc par spongiomu, kas palīdz kontraktilās vakuolu izraidīšanai no šūnas [3]. Kontraktilās vakulas sēnēs ir ievērojami mazāk izplatītas [1,3].

Mitohondriju atšķirības

Protistu mitohondriju genomi

Atšķirībā no sēnītēm, protistu mitohondriju (mt) genomi ir saglabājuši vairākus senču proto-mitohondriju genoma elementus. Tas ir acīmredzams ar gēnu samazināšanos Fungi mtGenomes [6]. Protist mtGenomes lielums svārstās no Plasmodium falciparum uz choanoflagellate 77 kb genomu Monosiga brevicollis, mazāks diapazons nekā Fungi [6]. Vidējais protistu mtGenome izmērs ir 40 kt ievērojami mazāks nekā vidējais sēnīšu mitohondriju genoma lielums [6]..

Protistiski mtGenomi ir kompakti, bagātīgi ar eksoniem un bieži sastāv no kodējošiem reģioniem, kas pārklājas [6]. Nekodējošā iekšējā telpa veido mazāk nekā 10% no kopējā protistu mtGenome lieluma [6]. Lielai daļai protistiskā mtDNS nav I vai II grupas intronu [6]. Protistisko mtGenomu A + T saturs ir lielāks nekā sēnītēs [6]. Protistisko mtGenomu gēnu saturs vairāk atgādina augu mtGenomus nekā sēnīšu mtGenomi [6]. Atšķirībā no sēnītēm, protistu mtGenomes kodē gan lielām, gan mazām apakšvienības RNS [6]..

Sēnīšu mitohondriju genomi

Sēnītes attīstījās no protistiem, un to atšķirībām raksturīga gēnu samazināšana un intronu pievienošana [6]. Salīdzinot ar gēnu bagātajiem protistu mtGenomiem, sēnīšu mtGenomi satur pārmērīgu daudzumu ģenētisko reģionu, kas sastāv no nekodējošiem atkārtojumiem un introniem, kas pārsvarā ir I grupas introni [7]. Sēnīšu mtGenome lieluma variācijas lielākoties izskaidro ar intron reģioniem, nevis ar gēnu balstītu dispersiju, kas atrodama protistu mtGenomes [7]. Starpgēnu reģioni sēnīšu mtGenomos veido līdz 5 kb garumu [7].

Lai arī protistiskajos mtGenomos ir vairāk gēnu, sēnīšu mtGenomos satur ievērojami lielāku daudzumu tRNS kodējošo gēnu [6,7]. Sēnīšu mtGenome izmēri ir lielāki nekā Protist mtGenomes. Mazākais zināmais sēnīšu mtGenome ir 19 kbp, atrasts Schizosaccharomyces pombe [6]. Lielākais zināmais sēnīšu mtGenome ir 100 kbp, atrasts Podospora anserina [6]. Atšķirībā no protistiskajiem mtGenomiem, sēnīšu mtDNS gēnu saturs organismos ir samērā konsekvents [6]..

Uzturvielu avoti un uzturvielu iegūšanas stratēģijas

Sēnīšu uzturvielu iegūšana

Sēnītes izmanto micēliju, to hifu savākšanu, lai iegūtu un pārvadātu barības vielas caur savu šūnu plazmas membrānu [2]. Šis process ir ļoti atkarīgs no vides pH, no kuras iegūst barības vielas [2]. Sēnītes ir saprotrofi, kuru barības vielas iegūst galvenokārt no izšķīdušām organiskām vielām, kas sadalās atmirušajiem augiem un dzīvniekiem [1]. Nepieciešamā barības vielu sagremošana notiek ārpusšūnu veidā, atbrīvojot fermentus, kas sadala barības vielas monomēros, kas tiek uzņemti atvieglinātas difūzijas rezultātā [1]

Protistu barības vielu iegūšana

Turpretī protisti savas barības vielas iegūst, izmantojot dažādas stratēģijas. Mēģinājums klasificēt protistisko barības vielu ieguves stratēģiju nosaka sešas kategorijas [3]:

1. Foto-autotrofiski primārie ražotāji - Izmantojiet saules gaismu, lai sintezētu barības vielas no CO2 un H2O.
2. Bacti- un detritivores - Barība ar baktērijām vai detrītu.
3. Saprotrofi - Barojas ar ārpusšūnu sagremotu un pēc tam absorbētu nedzīvu vielu.
4. Algivori - Baro galvenokārt ar aļģēm.
5. Neselektīvi visēdāji - Barojiet neselektīvi no aļģēm, detrīta un baktērijām.
6. Plēsēji - Baro galvenokārt ar vienšūņiem un organismiem no augstāka trofiskā līmeņa.

Daudzas no iepriekšminētajām stratēģijām ir mixotrofiskas. Piemēram, foto-autotrofisko primāro ražotāju skaitā ir jūras organismi, kas var izmantot dažāda līmeņa heterotrofiju, ļaujot iegūt barības vielas, kurām nav nepieciešama enerģijas padeve no saules gaismas, ja saules gaisma nav pieejama [3]..

Reproduktīvās atšķirības

Gan protisti, gan sēnītes ietver sugas, kas vairojas seksuāli un aiseksuāli. Protisti ir unikāli ar to, ka tajos ietilpst organismi, kas vienā un tajā pašā dzīves laikā spēj gan reproduktīvi, gan seksuāli vairoties [8]. Dažu protistu dzīves ciklu sarežģītība izraisa satriecošas morfoloģiskās variācijas organisma dzīves laikā, kas ļauj izmantot atšķirīgas pavairošanas metodes [8]. Ar reproduktīvo sistēmu saistītās morfoloģiskās izmaiņas sēnītēs netiek novērotas tiktāl, cik tās ir protistiem.

Eseksuālas reproduktīvās atšķirības

Eseksuāla reprodukcija sēnītēs notiek, sporām sadaloties, kas rodas no augļiem, kas atrodas uz micēlija, vai micēlija sadrumstalotības dēļ, vai arī veidojoties pumpuriem [9]. Ekseksuāla reprodukcija protistos notiek, izmantojot dažādas metodes. Binārā dalīšanās (viena kodolu dalīšana) un daudzkārtējā dalīšanās (vairākas kodolu dalīšana) ir divas izplatītas akseksuālas reproduktīvās metodes protistu vidū [8]. Vēl viena protistiem specifiska reproduktīvā stratēģija ir plazmotomija [8]. Plazmotomija notiek daudzkodolu protistu starpā un ir saistīta ar citoplazmas dalīšanu bez kodola dalīšanas [8].

Seksuālās reproduktīvās atšķirības

Seksuālo reprodukciju biežāk īsteno Fungi [8,9]. Tā ir arī sarežģītāka nekā akseksuāla reproducēšana, un tāpēc ir nepieciešams sīkāks apraksts, lai iegūtu izpratni par to, kā process atšķiras no protistiem un sēnītēm.

Sēnīšu seksuālā pavairošana

Sēnīšu seksuālās reprodukcijas laikā kodola membrāna un kodols (parasti) visa procesa laikā paliek neskarti [9]. Plasmogamija, kariogāmija un mejoze satur trīs secīgus sēnīšu seksuālās reprodukcijas posmus [9]. Plasmogamija ir saistīta ar protoplazmas saplūšanu starp pārošanās šūnām, kas atšķirīgos haploīdos kodolus ieved vienā šūnā [9]. Kariogamijas stadijā notiek šo haploīdu kodolu saplūšana un diploīda kodola veidošanās [9]. Tuvojoties karioamijas beigām, pastāv zigota, un meioze rodas, veidojot vārpstas šķiedras kodolā. Tas atjauno haploīdu stāvokli ar diploīdās hromosomu atdalīšanas palīdzību [9]..

Sēnīšu stratēģijas haploīdu kodolu mijiedarbībai seksuālās reprodukcijas laikā ir atšķirīgākas sēnēs, salīdzinot ar protistiem. Šīs stratēģijas ietver gametu veidošanos un atbrīvošanu no gametangijas (dzimumorgāniem), gametangijas mijiedarbību starp diviem organismiem un somatisko hyphae mijiedarbību [9]..

Protistu seksuālā pavairošana

Protistiskās seksuālās reprodukcijas stratēģijas gandrīz pilnībā neatšķiras no tām, kuras nodarbina Fungi. Šīs stratēģijas ietver unikālus procesus, kas atšķiras šūnu struktūras dēļ, jo īpaši šūnu papildinājumus, kas pieejami saskarei ar citiem protistiem [8]. Gamete veidošanās un izdalīšanās ir seksuāli reproduktīva metode starp ļoti kustīgiem, flagellated protistiem [8]. Konjugācija ir ciliētu protistu izmantota metode, kas saistīta ar gametisko kodolu saplūšanu, nevis neatkarīgu gametu veidošanos un atbrīvošanu [8]. Autogāmija, pašapaugļošanās process, kas joprojām tiek uzskatīts par seksuālās reprodukcijas veidu, rada homozigotiskumu starp pašu apaugļotas mātes šūnas pēcnācējiem [8]..

Kopsavilkuma tabula

Kā apkopots iepriekš, atšķirības starp protistiem un sēnītēm ir milzīgas, un tās var novērot visos struktūras līmeņos un visā viņu uzvedības mijiedarbībā ar apkārtējo vidi. Šis pārskats ir tikai atšķirību kopsavilkums. Citētās atsauces sniedz padziļinātus skaidrojumus tiem, kas ir ieinteresēti uzzināt vairāk.