Sự khác biệt giữa Protists và Fungi

Giới thiệu

Người bảo vệ và Fungi bao gồm hai vương quốc độc nhất của cuộc sống. Những người bảo vệ chứng minh một phương sai mạnh mẽ trong những đặc điểm làm phức tạp hóa phân loại của họ. Nấm là đơn giản hơn nhiều để đặc trưng. Nấm đã chuyển hướng từ những người bảo vệ khoảng 1,5 tỷ năm trước [1] một sự kiện kéo theo sự mất mát của lá cờ trong quá trình chuyển đổi từ môi trường sống trên cạn sang môi trường sống với sự phát triển đồng thời của các cơ chế phân tán bào tử không có thủy sinh [2]. Nấm đã điều chỉnh một tập hợp các đặc điểm dễ nhận biết, giúp làm rõ sự khác biệt của chúng với người theo đạo Tin lành.

Sự khác biệt tế bào

Người bảo vệ là sinh vật đơn bào. Phần lớn các loại nấm là đa bào và có cấu trúc trong một hệ thống sợi dài kéo dài của sợi nấm [1]. Các cấu trúc sợi nấm phân nhánh bao gồm một hoặc (thường) nhiều tế bào được bao bọc trong thành tế bào hình ống [1]. Hầu hết các Protist đều có hình dạng hình cầu, không tối ưu để lấy oxy bằng cách khuếch tán. Những người bảo vệ lớn có hình dạng thon dài để đáp ứng nhu cầu khuếch tán oxy tăng lên [3].

Kich thươc tê bao

Các protit đơn bào chủ yếu là kính hiển vi nhưng các ví dụ hiếm đã được tìm thấy hàng ngàn mét vuông trong khu vực [3]. Nấm thường đủ lớn để có thể quan sát bằng mắt thường nhưng một số lượng lớn các loài vi mô tồn tại [1].

Màng tế bào

Protist có thể chứa thành tế bào giống như thực vật, thành tế bào giống động vật và thậm chí là các hạt cung cấp sự bảo vệ khỏi môi trường bên ngoài [3]. Nhiều người bảo vệ không có thành tế bào [3]. Trái ngược với giống màng tế bào Protist, một đặc điểm xác định của nấm là sự hiện diện phổ biến của thành tế bào chitinous [14].

Tổ chức nội bào

Nấm bao gồm một hệ thống sợi nấm phức tạp được ngăn cách bởi một hệ thống phân vùng của vách ngăn [1]. Septa đã không được tìm thấy trong bất kỳ người bảo vệ [3]. Nấm vách ngăn chia sợi nấm thành các ngăn thấm [1]. Sự thủng của vách ngăn cho phép dịch các bào quan bao gồm ribosome, ty thể và nhân giữa các tế bào [3]. Các bào quan Protist tồn tại trong một tế bào chất không ngăn cách [3].

Phần phụ di động

Không giống như Fungi chủ yếu đứng yên, những người bảo vệ là động lực [1,3] và động lực này phân biệt những người bảo vệ hình thái với nấm bằng cách bổ sung các phần phụ của tế bào. Người bảo vệ thường chứa các phần phụ như lông mao, khuẩn mao và giả mạc [3]. Nấm thường không có phần phụ của tế bào mặc dù các ví dụ hiếm về phần phụ của conidial tồn tại [4].

Hô hấp

Hô hấp Protist

i) Hô hấp hiếu khí

Người bảo vệ có được oxy bằng cách khuếch tán và điều này hạn chế khả năng phát triển tế bào của họ [3]. Một số người bảo vệ như phytoflagellate thực hiện cả quá trình chuyển hóa dị dưỡng tự dưỡng và oxy hóa [3]. Chức năng trao đổi chất của Protist tối ưu thông qua một loạt các nhiệt độ và lượng tiêu thụ oxy. Đây là sản phẩm phụ của rất nhiều hốc họ sinh sống, nơi có nhiệt độ và lượng oxy sẵn có rộng lớn [3].

ii) Hô hấp kỵ khí Protist

Hô hấp kị khí bắt buộc tồn tại giữa những người bảo vệ ký sinh, rất hiếm đối với sinh vật nhân chuẩn [3]. Nhiều người bảo vệ anaerobe bắt buộc thiếu cytochrom oxydase dẫn đến ty thể không điển hình [3].

iii) Hô hấp của nấm

Hầu hết các Fungi hô hấp trên không bằng cách sử dụng các chuỗi hô hấp phân nhánh để chuyển các electron từ NADH sang oxy [5]. Fungal NADH dehydrogenase được sử dụng để xúc tác quá trình oxy hóa ma trận NADH và có khả năng thực hiện ngay cả khi có sự hiện diện của một số chất ức chế như rotenone [5]. Nấm cũng sử dụng các oxyaza thay thế để hô hấp khi có chất ức chế đối với ubiquinol: cytochrom c oxyoreductase và cytochrom c oxyase [5]. Các oxyaza thay thế có khả năng cho phép gây bệnh hiệu quả với sự có mặt của các cơ chế bảo vệ vật chủ dựa trên oxit nitric [5].

Osmoregulation

Những người bảo vệ sống trong môi trường nước có sự khuếch đại các cấu trúc tế bào không tìm thấy trong nấm. Sự khuếch đại này cho phép mức độ thẩm thấu cao hơn. Không bào hợp đồng là các bào quan Protist cho phép thẩm thấu và ngăn ngừa sưng và vỡ tế bào [3]. Không bào hợp đồng được bao quanh bởi một hệ thống các ống và túi gọi chung là spongiome hỗ trợ trong việc trục xuất các không bào hợp đồng ra khỏi tế bào [3]. Không bào hợp đồng ít hơn đáng kể trong nấm [1,3].

Sự khác biệt ty thể

Bộ gen của ty thể

Không giống như Fungi, bộ gen của ti thể protist (mt) đã giữ lại một số yếu tố di truyền proto-ty thể của tổ tiên. Điều này thể hiện rõ qua việc giảm gen trong Fungi mtGenomes [6]. MtGenomes Protist có kích thước từ bộ gen 6kb của Plasmodium falciparum đến bộ gen 77kb của choanoflagellate Monosiga brevicollis, một phạm vi nhỏ hơn Fungi [6]. Kích thước mtGenome trung bình của Protist nhỏ hơn 40kb so với kích thước bộ gen của ty lạp thể trung bình [6].

Các mtGenomes Protist nhỏ gọn, giàu exon và thường bao gồm các vùng mã hóa chồng chéo [6]. Không gian phức tạp không mã hóa chiếm ít hơn 10% tổng kích thước mtGenome của Protist [6]. Một phần lớn mtDNA của Protist không có intron nhóm I hoặc nhóm II [6]. Hàm lượng A + T cao hơn trong mtGenomes Protist so với Fungi [6]. Hàm lượng gen của mtGenomes Protist giống với mtGenomes thực vật hơn so với mtGenomes Fungal [6]. Không giống như Fungi, mtGenomes Protist mã hóa cho cả RNA tiểu đơn vị lớn và nhỏ [6].

Bộ gen của ty thể

Nấm phát triển từ Protists và sự khác biệt của chúng được đặc trưng bởi giảm gen và bổ sung intron [6]. So với các mtGenomes Protist giàu gen, mtGenomes Fungal chứa rất nhiều vùng xen kẽ bao gồm các đoạn lặp không mã hóa và các intron chủ yếu là các intron nhóm I [7]. Sự thay đổi kích thước mtGenome của nấm chủ yếu được giải thích bởi các vùng intron chứ không phải là phương sai dựa trên gen được tìm thấy trong mtGenomes Protist [7]. Các vùng biến đổi gen chiếm tới 5kb chiều dài trong mtGenomes Fungal [7].

Mặc dù mtGenomes Protist chứa nhiều gen hơn, mtGenomes Fungal chứa một lượng gen mã hóa tRNA lớn hơn đáng kể [6,7]. Kích thước mtGenome của nấm trải rộng trên phạm vi lớn hơn so với mtGenomes của Protist. Fungal mtGenome nhỏ nhất được biết đến là 19 kbp, được tìm thấy trong Schizosacaromyces pombe [6]. MtGenome lớn nhất được biết đến là 100 kbp, được tìm thấy trong Podospora anserina [6]. Không giống như mtGenomes Protist, hàm lượng gen của mtDNA Fungal tương đối nhất quán giữa các sinh vật [6].

Nguồn dinh dưỡng & Chiến lược mua lại chất dinh dưỡng

Thu mua dinh dưỡng nấm

Nấm sử dụng sợi nấm, bộ sưu tập sợi nấm của chúng, để thu nhận và vận chuyển chất dinh dưỡng qua màng plasma của tế bào [2]. Quá trình này phụ thuộc nhiều vào độ pH của môi trường mà từ đó các chất dinh dưỡng được thu nhận [2]. Nấm là loài hoại sinh, thu nhận chất dinh dưỡng của chúng chủ yếu từ chất hữu cơ hòa tan trong việc phân hủy thực vật và động vật chết [1]. Bất kỳ sự tiêu hóa cần thiết nào của các chất dinh dưỡng xảy ra ngoại bào bằng cách giải phóng các enzyme phân hủy các chất dinh dưỡng thành các monome để được hấp thụ bằng cách khuếch tán thuận lợi [1]

Thu nhận chất dinh dưỡng Protist

Người bảo vệ, ngược lại, có được chất dinh dưỡng của họ thông qua một loạt các chiến lược. Một nỗ lực để phân loại các chiến lược thu nhận chất dinh dưỡng của Protist xác định sáu loại [3]:

Nhà sản xuất chính ảnh tự động - Sử dụng ánh sáng mặt trời để tổng hợp chất dinh dưỡng từ CO2 và H2O.
Bacti- & mảnh vụn - Ăn vi khuẩn hoặc mảnh vụn.
Bệnh hoại sinh - Thức ăn được tiêu hóa ngoại bào và sau đó hấp thụ vật chất không sống.
Đại số - Thức ăn chủ yếu trên tảo.
Loài ăn tạp không chọn lọc - Cho ăn không chọn lọc trên tảo, mảnh vụn và vi khuẩn.
Động vật ăn thịt - Thức ăn chủ yếu vào động vật nguyên sinh và sinh vật từ cấp độ cao hơn.

Nhiều chiến lược đã nói ở trên là hỗn hợp. Ví dụ, các nhà sản xuất chính tự dưỡng ảnh bao gồm các sinh vật sống ở biển có thể sử dụng các mức độ dị dưỡng khác nhau cho phép thu nhận chất dinh dưỡng mà không cần năng lượng đầu vào từ ánh sáng mặt trời khi không có ánh sáng mặt trời [3].

Sự khác biệt sinh sản

Người bảo vệ và Fungi đều bao gồm các loài sinh sản hữu tính và dị thường. Người bảo vệ là duy nhất ở chỗ họ bao gồm các sinh vật có khả năng sinh sản cả về mặt tình dục và sinh dục trong cùng một đời [8]. Sự phức tạp của một số vòng đời của Protist dẫn đến các biến đổi hình thái tuyệt đẹp trong vòng đời của sinh vật cho phép các phương pháp sinh sản khác biệt [8]. Những thay đổi hình thái liên quan đến sinh sản không được quan sát thấy ở Fungi đến mức chúng ở trong Protists.

Sự khác biệt sinh sản khác thường

Sinh sản bất thường ở nấm xảy ra thông qua sự phát tán của bào tử phát ra từ cơ thể quả tìm thấy trên sợi nấm hoặc thông qua sự phân mảnh của sợi nấm hoặc thông qua sự nảy chồi [9]. Sinh sản bất thường trong Protists xảy ra thông qua nhiều phương pháp. Phân hạch nhị phân (phân chia hạt nhân đơn) và phân hạch nhiều (nhiều phân chia hạt nhân) là hai phương pháp sinh sản bất thường phổ biến trong số các Protists [8]. Một chiến lược sinh sản đặc trưng khác của Protist là Plasmotomy [8]. Plasmotomy xảy ra giữa các protit đa nhân và kéo theo sự phân chia tế bào chất mà không cần phân chia hạt nhân [8].

Sự khác biệt sinh sản hữu tính

Sinh sản hữu tính thường được thực hiện bởi Fungi [8,9]. Nó cũng phức tạp hơn sinh sản vô tính và do đó đòi hỏi một mô tả chi tiết hơn để thiết lập sự hiểu biết về quá trình khác nhau giữa Protists và Fungi.

Sinh sản hữu tính

Trong quá trình sinh sản hữu tính của nấm, màng nhân và nhân (thường) vẫn còn nguyên trong toàn bộ quá trình [9]. Plasmogamy, karyogamy và meiosis bao gồm ba giai đoạn tiếp theo của sinh sản hữu tính nấm [9]. Plasmogamy đòi hỏi sự hợp nhất protoplasmic giữa các tế bào giao phối mang các hạt đơn bội khác biệt vào cùng một tế bào [9]. Sự hợp nhất của các hạt đơn bội này và sự hình thành của một hạt nhân lưỡng bội xảy ra trong giai đoạn karyogamy [9]. Gần cuối karyogamy một hợp tử tồn tại và meiosis tiến hành bằng cách hình thành các sợi trục chính trong nhân. Điều này thiết lập lại trạng thái đơn bội thông qua phân tách nhiễm sắc thể lưỡng bội [9].

Các chiến lược của nấm đối với sự tương tác của hạt nhân đơn bội trong quá trình sinh sản hữu tính ở Fungi khác nhau nhiều hơn so với Protists. Những chiến lược này bao gồm sự hình thành và giải phóng giao tử từ giao tử (cơ quan sinh dục), tương tác giao tử giữa hai sinh vật và tương tác sợi nấm soma [9].

Sinh sản hữu tính Protist

Các chiến lược sinh sản hữu tính của Protist gần như hoàn toàn giống với các chiến lược được sử dụng bởi Fungi. Các chiến lược này đòi hỏi các quá trình duy nhất khác nhau do kết quả của cấu trúc tế bào, đặc biệt là các phần phụ của tế bào có sẵn để liên hệ với những người bảo vệ khác [8]. Sự hình thành và giải phóng giao tử là một phương pháp sinh sản hữu tính trong số những người bảo vệ được gắn cờ rất linh hoạt [8]. Conjugation là một phương pháp được sử dụng bởi những người theo thuyết Proton có liên quan đến sự hợp nhất của hạt nhân giao tử hơn là sự hình thành và giải phóng các giao tử độc lập [8]. Autogamy, một quá trình tự thụ tinh vẫn được coi là một hình thức sinh sản hữu tính, tạo ra đồng hợp tử trong số các thế hệ con của một tế bào bố mẹ tự thụ tinh [8].

Bảng tóm tắt

Như đã tóm tắt ở trên, sự khác biệt giữa Protists và Fungi là rất lớn và có thể được quan sát ở mọi cấp độ cấu trúc và trong tất cả các tương tác hành vi của chúng với môi trường của chúng. Đánh giá này chỉ đơn thuần là một bản tóm tắt của sự khác biệt. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn cung cấp giải thích sâu hơn cho những người quan tâm đến việc tìm hiểu thêm.

Thiên nhiên