NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТАКСОНОМИЯ, ХРАНЕНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Neocallimastigomycotas е разделение на облигатни ендосимбиотични гъбички в храносмилателния тракт на преживни и непреживни тревопасни бозайници, както и на тревопасни влечуги. Те могат да бъдат едноклетъчни или многоклетъчни и да имат жлебовидни спори (зооспори).

Доскоро те се смятаха за поръчка в рамките на тира Chytridiomicota, но през 2007 г. групата беше издигната до категорията phylum. В момента той е разделен на 8 рода и са описани около 20 вида.

Хистологично сечение на папила на овчия румен. 1) Роговични клетки от тип 2. 2) Гранулирани клетки. 3) Парабазални клетки. 4) Базални клетки. 5) Собствен лист. 6) Папиларни тела. 7) Централна артериола от потребител: Uwe Gille, от Wikimedia Commons

Видовете Neocallimastigomycotas се развиват при анаеробни условия, за които притежават специализирани органели, наречени хидрогеноми. Тези органели изпълняват функции, подобни на митохондриите в организмите, които живеят при аеробни условия.

По време на жизнения си цикъл те образуват зооспори, които се придържат към растителен материал. По-късно тези енцисти и покълват. С развитието си те образуват спорангии, които ще пораждат нови зооспори.

Тази група гъбички играе важна роля в сложната екология на храносмилателната система на тревопасните. В допълнение, те произвеждат потенциално полезни ензими в биотехнологиите, които са били използвани като храносмилателни вещества в хранителни формули за животни.

Основни характеристики

Неокалимастистигомикотите са облигатни ендосимбионни организми, тоест те не се срещат в свободния живот, но винаги са свързани с храносмилателния тракт на тревопасните животни. Те са обединени за многоклетъчни гъбички, с клетъчна стена.

Те произвеждат вегетативни тали, които развиват спорангии, от които произхождат зооспори с една или повече жлечици. Тези зооспори, разположени в румена на тревопасните, първоначално са класифицирани като протозои.

Зооспорите се считат за унифлагелатни, когато 90% от спорите имат единична жлеза, а останалите 10% имат две до четири бигулета. Мултифлагелатните групи представят зооспори с повече от четири флагела, а при някои видове са наблюдавани до 17 жгутици.

Известни хищници на Neocallimastigomycotas, като протозои, атакуват зооспори и произвеждат ензими, които разграждат клетъчните стени на гъбата.

Метаболизъм и биологично въздействие

Някои интересни адаптации, които тези гъби представят е, че те се развиват в анаеробна среда. Те не представят митохондриите, цитохромите и някои биохимични характеристики, характерни за цикъла на окислително фосфорилиране.

Вместо това те имат специализирани органели, подобни на митохондриите, наречени хидрогеноми, които произвеждат клетъчна енергия от метаболизма на глюкозата без нужда от кислород.

Хидрогеназата, съдържаща се в хидрогеномите, произвежда водород, СО2, формиат и ацетат като метаболитни отпадъци. Тези съединения, заедно с лактат и етанол, са основните крайни продукти на ферментацията.

Произвеждат се от разграждането и анаеробната гъбична ферментация на полизахаридите на растителната клетъчна стена.

Биотехнологични приложения

Способността на Neocallimastigomycota да разгражда растителните влакна им придава съответната биологична роля в храненето на много тревопасни животни, главно преживни животни.

В този смисъл добавянето на анаеробни добавки от гъби към диетата е експериментирано с много добри резултати.

За тревопасните, които не се преживяват, като пилета, снабдяването с гъбата не е ефективно. Това вероятно се дължи на неспособността му да оцелее в храносмилателния тракт на тези видове животни.

Въпреки това, добавянето на ензимите, произведени от Neocallimastigomycotas директно, към хранителните им добавки е успешно.

Биохимичните възможности на Neocallimastigomycotas също ги правят потенциално полезни в биотехнологиите за превръщането на лигноцелулозата в биоенергийни продукти.

Филогения и таксономия

Неокалимастигомикотите първоначално са били класифицирани като Chytridiomicotas. Впоследствие, като се вземат предвид морфологичните, екологичните и ултраструктурните характери, им беше даден ранг на ръба.

Известни са около 8 рода и 20 вида Neocallimastigomycotas, въпреки че все още не са класифицирани многобройни изолати.

полове

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces и Piromyces имат влакнест разклонен ризоидален талус със спорангии. В Anaeromyces талусът е полицентричен (многобройни спорангии) с унифлагелатни зооспори.

Neocallimastix е моноцентричен (единичен спорангиум) с мултифлагелатни зооспори. Orpinomyces има полицентричен талус и мултифлагелатни зооспори. Piromyces има моноцентричен талус с унифлагелатни зооспори.

Два рода представят талуси, съставени от луковични вегетативни държащи клетки (луковичен мицел) и спорангии: Caecomyces и Cyllamyces.

Те се различават, защото Caecomyces имат една или много малко зооспорангия, растяща директно върху луковичните клетки или в края на обикновен спорангиофор. Циламиците произвеждат множество спорангии на разклонени спорангиофори.

Предложени са два нови рода (Oontomyces и Buwchfawromyces) въз основа на молекулярна информация.

хранене

Тези гъбички разграждат целулозата и хемицелулозата, присъстващи в растителните клетки, които се консумират от тревопасните, които ги приемат.

Те играят важна роля в храносмилателния процес на тези видове поради производството на целулолитични, хемицелулолитични, гликолитични и протеолитични ензими, които разграждат растителните тъкани.

Среда на живот

Neocallimastigomycota не са свободно живеещи. Те са разположени в анаеробната среда на търбуха, задните частици и изпражненията на тревопасните или непреживните тревопасни животни.

Домакински видове

Те могат да бъдат открити главно при преживни бозайници, както домашни (овце, кози, крави и коне), така и диви (як, зебри, жирафи, газели, маймуни, слонове, носорози, хипопоти, бизони, лами, кенгурута и други). Те обитават и тревопасните влечуги, като зелената игуана.

репродукция

Колонизация на растителен материал

Растителният материал, който влиза в румена, се колонизира от жлебовити зооспори, които се освобождават от спорангиите.

Зооспорите се свързват с растителния материал, хемотактично ориентиран (следвайки химичните сигнали на захарите, отделяни от растителните остатъци). Тогава те хвърлиха своите жгутици и енцисти.

Покълване и проникване в тъканите

Покълването става чрез излъчване на зародишна тръба от противоположния край до мястото, където е бил фланелът.

Развитието на кистата е различно при моноцентричните и полицентричните видове. При моноцентричните видове ядрата остават в кистата и се генерират ануклеирани ризоиди (без ядра). Кистата расте и образува единичен спорангиум (ендогенно развитие).

При полицентричните видове се произвеждат нуклеирани ризоиди, които генерират няколко спорангии (екзогенно развитие).

Кистите произвеждат ризомицелия, която расте и прониква дълбоко в растителните тъкани. Получават се тези отделни ензими, които усвояват растителната тъкан и необходимите за производството на спорангии хранителни вещества.

Когато спорангиумът узрява, той освобождава до 80 зооспори. Гъбичките колонизират главно съдовите тъкани на растенията и колкото по-влакнеста е диетата, толкова по-голяма е гъбичната популация.

Счита се, че неокалимастигомикотите заразяват гостоприемни животни по въздуха, чрез резистентни структури.

Препратки

1. Bauchop T. (1981). Анаеробните гъбички в храносмилането на руменни влакна. Земеделие и околна среда 6 (2-3): 339–348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt и G Beakes. (2010 г.). Анаеробни гъби: Neocallimastigomycota. IMA гъбички 1 (2): 181–185.
3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister и MS Elshahed. (2014) Анаеробни гъби (philum Neocallimastigomycota): напредък в разбирането на тяхната таксономия, жизнен цикъл, екология, роля и биотехнологичен потенциал. FEMS Microbiol Ecol 90: 1–17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger и MS Elshahed. (2010 г.). Филогенетично разнообразие и структура на общността на анаеробни гъбички на червата (phylum Neocallimastigomycota) в преживни и непреживни тревопасни животни. Издание ISME 1–11.
5. Powell MJ и PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota и Neocallimastigomycota. Глава 6: 141-175. В: DJ McLaughlin и JW Спатафора (Eds.) Систематика и еволюция, 2 ^-ро издание микотата VII Част А. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 стр.
6. Wang X, X Liu и JZ Groenewald. (2016 г.). Филогения на анаеробни гъби (philum Neocallimastigomycota), с принос от яко в Китай. Антони ван Левенхук 110 (1): 87–103.