Neocallimastigomycotas ist eine Abteilung von obligaten endosymbiotischen Pilzen im Verdauungstrakt von wiederkäuenden und nicht wiederkäuenden pflanzenfressenden Säugetieren sowie pflanzenfressenden Reptilien. Sie können einzellig oder mehrzellig sein und Flagellatsporen (Zoosporen) aufweisen..
Bis vor kurzem galten sie als Ordnung innerhalb des Stammes Chytridiomicota, aber 2007 wurde die Gruppe in die Kategorie Phylum erhoben. Es ist derzeit in 8 Gattungen unterteilt und es wurden etwa 20 Arten beschrieben..
Neocallimastigomycotas-Arten entwickeln sich unter anaeroben Bedingungen, für die sie spezielle Organellen besitzen, die als Wasserstoffsomen bezeichnet werden. Diese Organellen erfüllen ähnliche Funktionen wie Mitochondrien in Organismen, die unter aeroben Bedingungen leben..
Während ihres Lebenszyklus bilden sie Zoosporen, die an Pflanzenmaterial haften. Später verkapseln und keimen diese. Während ihrer Entwicklung bilden sie Sporangien, aus denen neue Zoosporen entstehen.
Diese Gruppe von Pilzen spielt eine wichtige Rolle in der komplexen Ökologie des Verdauungssystems von Pflanzenfressern. Darüber hinaus produzieren sie potenziell nützliche Enzyme in der Biotechnologie, die als Verdauungsmittel in Lebensmittelformeln für Tiere verwendet wurden..
Artikelverzeichnis
Neocallimastigomycotas sind obligate endosymbiotische Organismen, das heißt, sie kommen nicht im freien Leben vor, sondern sind immer mit dem Verdauungstrakt pflanzenfressender Tiere verbunden. Sie sind ein- bis mehrzellige Pilze mit Zellwand.
Sie produzieren vegetative Thalli, die Sporangien entwickeln, aus denen Zoosporen mit einer oder mehreren Flagellen stammen. Diese im Pansen von Pflanzenfressern befindlichen Zoosporen wurden ursprünglich als Protozoen klassifiziert.
Zoosporen gelten als uniflagelliert, wenn 90% der Sporen eine einzelne Flagelle haben und die restlichen 10% zwei bis vier Flagellen. Die multiflagellierten Gruppen weisen Zoosporen mit mehr als vier Flagellen auf, und bei einigen Arten wurden bis zu 17 Flagellen beobachtet.
Bekannte Raubtiere von Neocallimastigomycotas wie Protozoen greifen Zoosporen an und produzieren Enzyme, die die Zellwände des Pilzes abbauen..
Einige interessante Anpassungen, die diese Pilze aufweisen, sind, dass sie sich in einer anaeroben Umgebung entwickeln. Sie weisen keine Mitochondrien, Cytochrome und einige für den oxidativen Phosphorylierungszyklus typische biochemische Eigenschaften auf.
Stattdessen haben sie spezialisierte Organellen ähnlich wie Mitochondrien, sogenannte Wasserstoffsomen, die aus dem Glukosestoffwechsel zelluläre Energie produzieren, ohne dass Sauerstoff benötigt wird..
Die in den Hydrogenosomen enthaltene Hydrogenase produziert Wasserstoff, CO2, Formiat und Acetat als Stoffwechselabfall. Diese Verbindungen sind zusammen mit Laktat und Ethanol die Hauptendprodukte der Fermentation..
Sie entstehen durch Abbau und anaerobe Pilzfermentation von Polysacchariden der Pflanzenzellwand.
Die Fähigkeit von Neocallimastigomycota, Pflanzenfasern abzubauen, weist ihnen eine relevante biologische Rolle bei der Ernährung vieler Pflanzenfresser, hauptsächlich Wiederkäuer, zu..
In diesem Sinne wurde experimentiert, der Ernährung anaerobe Pilzzusätze hinzuzufügen, mit sehr guten Ergebnissen..
Bei nicht wiederkäuenden Pflanzenfressern wie Hühnern ist die Zufuhr des Pilzes nicht wirksam. Dies ist möglicherweise auf ihre Unfähigkeit zurückzuführen, im Verdauungstrakt dieser Tierarten zu überleben..
Es war jedoch erfolgreich, die von Neocallimastigomycotas produzierten Enzyme direkt in ihre Nahrungsergänzungsmittel aufzunehmen..
Die biochemischen Fähigkeiten von Neocallimastigomycotas machen sie auch in der Biotechnologie potenziell nützlich für die Umwandlung von Lignocellulose in Bioenergieprodukte..
Neocallimastigomycotas wurden ursprünglich als Chytridiomicotas klassifiziert. Anschließend erhielten sie unter Berücksichtigung morphologischer, ökologischer und ulrastruktureller Merkmale den Rang eines Randes.
Etwa 8 Gattungen und 20 Arten von Neocallimastigomycotas sind bekannt, obwohl zahlreiche Isolate noch nicht klassifiziert wurden..
Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces Y. Piromyces, Sie haben einen faserig verzweigten rhizoidalen Thallus mit Sporangien. Auf Anaeromyces Der Thallus ist polyzentrisch (zahlreiche Sporangien) mit uniflagellierten Zoosporen.
Neocallimastix ist monozentrisch (ein einzelnes Sporangium) mit multiflagellierten Zoosporen. Orpinomyces hat polyzentrische Thallus- und multiflagellierte Zoosporen. Piromyces hat monozentrischen Thallus mit uniflagellierten Zoosporen.
Zwei Gattungen haben Thalli, die aus Knollenvegetationszellen (Knollenmyzel) und Sporangien bestehen: Caecomyces Y. Cyllamyces.
Sie unterscheiden sich, weil Caecomyces hat eine oder sehr wenige Zoosporangien, die direkt auf Knollenzellen oder am Ende eines einfachen Sporangiophors wachsen. Cyllamyces produziert multiple Sporangien in verzweigten Sporangiophoren.
Zwei neue Genres werden vorgeschlagen (Oontomyces Y. Buwchfawromyces) basierend auf molekularen Informationen.
Diese Pilze bauen die in Pflanzenzellen vorhandene Cellulose und Hemicellulose ab, die von den Pflanzenfressern, die sie beherbergen, verzehrt werden..
Sie spielen eine wichtige Rolle im Verdauungsprozess dieser Arten aufgrund der Produktion von cellulolytischen, hemicellulolytischen, glykolytischen und proteolytischen Enzymen, die Pflanzengewebe abbauen.
Neocallimastigomycota sind nicht frei lebend. Sie befinden sich in der anaeroben Umgebung von Pansen, Hinterdarm und Kot von Wiederkäuern oder Nichtwiederkäuern.
Sie kommen hauptsächlich bei Säugetieren von Wiederkäuern vor, die sowohl domestiziert (Schafe, Ziegen, Kühe und Pferde) als auch wild (Yak, Zebras, Giraffen, Gazellen, Affen, Elefanten, Nashörner, Flusspferde, Bisons, Lamas, Kängurus ua) sind. Sie bewohnen auch pflanzenfressende Reptilien wie den grünen Leguan..
Das Pflanzenmaterial, das in den Pansen gelangt, wird von Geißelzoosporen besiedelt, die aus Sporangien freigesetzt werden..
Die Zoosporen binden chemotaktisch orientiert an das Pflanzenmaterial (gemäß den chemischen Signalen von Zuckern, die von den Pflanzenresten freigesetzt werden). Dann werfen sie ihre Flagellen ab und kapseln.
Die Keimung erfolgt durch die Emission eines Keimrohrs vom gegenüberliegenden Ende zum Flagellum..
Die Zystenentwicklung ist bei monozentrischen und polyzentrischen Arten unterschiedlich. Bei monozentrischen Spezies verbleiben die Kerne in der Zyste und es entstehen anukleierte Rhizoide (ohne Kerne). Die Zyste wächst und bildet ein einzelnes Sporangium (endogene Entwicklung).
Bei polyzentrischen Spezies entstehen kernhaltige Rhizoide, die mehrere Sporangien erzeugen (exogene Entwicklung)..
Die Zysten produzieren Rhizomycelien, die wachsen und tief in das Pflanzengewebe eindringen. Diese sezernieren Enzyme, die Pflanzengewebe verdauen und die Nährstoffe erhalten, die zur Erzeugung von Sporangien erforderlich sind..
Wenn das Sporangium reift, setzt es ein bis 80 Zoosporen frei. Pilze besiedeln hauptsächlich Gefäßgewebe von Pflanzen und je faseriger die Nahrung, desto größer die Pilzpopulation..
Es wird angenommen, dass Neocallimastigomycotas Wirtstiere über die Luft durch Resistenzstrukturen infizieren.
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