NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: CHARAKTERISTIKA, TAXONÓMIA, VÝŽIVA - BIOLÓGIE - 2026

Neocallimastigomycoty sú rozdelením povinných endosymbiontých húb v tráviacom trakte prežúvavcov a neprežúvavcov bylinožravých cicavcov, ako aj bylinožravých plazov. Môžu byť jednobunkové alebo mnohobunkové a môžu mať bičíkové spóry (zoospory).

Až donedávna sa považovali za objednávku v rámci kmeňa Chytridiomicota, ale v roku 2007 bola skupina povýšená na kategóriu kmeňa. V súčasnosti sa delí na 8 rodov a bolo opísaných asi 20 druhov.

Histologická časť papily z bachoru oviec. 1) rohovkové bunky typu C. 2) Granulárne bunky. 3) Parabazálne bunky. 4) Bazálne bunky. 5) Vlastný hárok. 6) Papilárne orgány. 7) Centrálne arteriole Autor: Uwe Gille, z Wikimedia Commons

Druhy Neocallimastigomycotas sa vyvíjajú v anaeróbnych podmienkach, pre ktoré vlastnia špecializované organely nazývané hydrogensómy. Tieto organely plnia funkcie podobné mitochondriám v organizmoch, ktoré žijú v aeróbnych podmienkach.

Počas svojho životného cyklu tvoria zoospory, ktoré priľnú k rastlinnému materiálu. Neskôr tieto encysty a klíčili. Ako sa vyvíjajú, vytvárajú sporangie, ktoré spôsobia vznik nových zoospor.

Táto skupina húb hrá dôležitú úlohu v komplexnej ekológii tráviaceho systému bylinožravcov. Okrem toho produkujú potenciálne užitočné enzýmy v biotechnológii, ktoré sa používajú ako tráviace látky v potravinách pre zvieratá.

Všeobecné charakteristiky

Neocallimastigomycoty sú obligátnymi endosymbiontovými organizmami, to znamená, že sa nenachádzajú vo voľnom živote, ale vždy sa spájajú s tráviacim traktom býložravých zvierat. Sú jedinečné pre viacbunkové huby s bunkovou stenou.

Produkujú vegetatívne taly, ktoré sa vyvíjajú sporangiou, z ktorých pochádzajú zoospory s jedným alebo viacerými bičíky. Tieto zoospory nachádzajúce sa v bachore bylinožravcov boli pôvodne klasifikované ako protozoá.

Zoospory sa považujú za uniflagelátové, ak 90% spór má jeden bičík a zvyšných 10% má dva až štyri bičíky. Multifunkčné skupiny vykazujú zoospory s viac ako štyrmi bičínami a u niektorých druhov sa pozorovalo až 17 bičíkov.

Známe predátori Neocallimastigomycotas, ako napríklad protozoi, napádajú zoospory a produkujú enzýmy, ktoré degradujú bunkové steny huby.

Metabolizmus a biologický vplyv

Niektoré zaujímavé úpravy, ktoré tieto huby obsahujú, sa vyvíjajú v anaeróbnom prostredí. Nepredstavujú mitochondrie, cytochrómy a niektoré biochemické vlastnosti typické pre oxidatívny fosforylačný cyklus.

Namiesto toho majú špecializované organely podobné mitochondriám nazývané hydrogenzómy, ktoré produkujú bunkovú energiu z metabolizmu glukózy bez potreby kyslíka.

Hydrogenáza obsiahnutá v hydrogenzómoch produkuje vodík, CO2, mravčan a acetát ako metabolický odpad. Tieto zlúčeniny sú spolu s laktátom a etanolom hlavnými konečnými produktmi fermentácie.

Vyrábajú sa degradáciou a anaeróbnou fungálnou fermentáciou polysacharidov rastlinnej bunkovej steny.

Biotechnologické aplikácie

Schopnosť Neocallimastigomycoty degradovať rastlinné vlákna im prideľuje dôležitú biologickú úlohu vo výžive mnohých bylinožravcov, najmä prežúvavcov.

V tomto zmysle sa experimentovalo s pridaním anaeróbnych doplnkov húb do stravy s veľmi dobrými výsledkami.

V prípade bylinožravcov neprežúvavcov, ako sú kurčatá, nie je dodávka huby účinná. Je to pravdepodobne kvôli jeho neschopnosti prežiť v tráviacom trakte týchto druhov zvierat.

Pridávanie enzýmov produkovaných Neocallimastigomycotas do ich potravinových doplnkov však bolo úspešné.

Biochemické schopnosti Neocallimastigomycotas ich tiež robia potenciálne užitočnými v biotechnológii na konverziu lignocelulózy na bioenergetické produkty.

Fylogenéza a taxonómia

Neocallimastigomycoty boli pôvodne klasifikované ako Chytridiomicotas. Následne, s prihliadnutím na morfologické, ekologické a ultraštruktúrne znaky, dostali najvyššiu hodnosť.

Je známych asi 8 rodov a 20 druhov Neocallimastigomycotas, hoci početné izoláty ešte neboli klasifikované.

pohlavie

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces a Piromyces, majú vláknitý rozvetvený rhizoidálny tallus so sporangiou. V Anaeromyces je tallus polycentrický (početné sporangie) s uniflagelátovými zoosporami.

Neocallimastix je monocentrický (jediné sporangium) s multiflagelátovými zoosporami. Orpinomyces má polycentrický tallus a multiflagelátové zoospory. Piromyces má monocentrický tallus s uniflagelátovými zoosporami.

Dve rody majú talli zložené z cibuľovitých vegetatívnych buniek (cibuľovité mycelium) a sporangií: Caecomyces a Cyllamyces.

Líšia sa tým, že Caecomyces majú jednu alebo veľmi málo zoosporangií, ktoré rastú priamo na cibuľovitých bunkách alebo na konci jednoduchého sporangiofóru. Cyllamyces produkujú viacnásobné sporangie na rozvetvených sporangioforoch.

Navrhujú sa dve nové rody (Oontomyces a Buwchfawromyces) na základe molekulárnych informácií.

Výživa

Tieto huby degradujú celulózu a hemicelulózu prítomnú v rastlinných bunkách, ktoré konzumujú bylinožravce, ktoré ich hostia.

Zohrávajú dôležitú úlohu v tráviacom procese týchto druhov vďaka produkcii celulózových, hemicellulylytických, glykolytických a proteolytických enzýmov, ktoré rozkladajú rastlinné tkanivá.

habitat

Neocallimastigomycota nie sú voľne žijúce. Nachádzajú sa v anaeróbnom prostredí bachoru, zadného čreva a stolice prežúvavcov alebo neprežúvavcov.

Hostiteľský druh

Nachádzajú sa najmä u cicavcov prežúvavcov, domestikovaných (ovce, kozy, kravy a kone) a voľne žijúcich živočíchov (jak, zebry, žirafy, gazely, opice, slony, nosorožce, hrochy, bizóny, lamy, klokáre). Obývajú tiež bylinožravé plazy, ako je napríklad leguán zelený.

rozmnožovanie

Kolonizácia rastlinného materiálu

Rastlinný materiál, ktorý vstupuje do bachora, je kolonizovaný bičíkovými zoosporami, ktoré sa uvoľňujú zo sporangií.

Zoospory sa viažu na rastlinný materiál chemotakticky orientovaný (podľa chemických signálov cukrov uvoľňovaných rastlinnými odpadmi). Potom prehodili bičíkov a encyst.

Klíčenie a prenikanie do tkanív

Klíčení nastáva emisiou zárodočnej trubice z opačného konca, kde bola bičík.

Vývoj cysty je u monocentrických a polycentrických druhov odlišný. V monocentrických druhoch zostávajú jadrá v cystách a vytvárajú sa anuklúzne rhizoidy (bez jadier). Cysta rastie a tvorí jeden sporangium (endogénny vývoj).

V polycentrických druhoch sa vyrábajú nukleované rhizoidy, ktoré spôsobujú niekoľko sporangií (exogénny vývoj).

Cysty produkujú rhizomycelie, ktoré rastú a prenikajú hlboko do rastlinných tkanív. Získajú sa tieto enzýmy, ktoré trávia rastlinné tkanivo a živiny potrebné na produkciu sporangií.

Keď sporangium dozrie, uvoľní až 80 zoospor. Huby kolonizujú hlavne vaskulárne tkanivá rastlín a čím vláknitejšia strava, tým väčšia je huba.

Usudzuje sa, že Neocallimastigomycotas infikuje hostiteľské zvieratá vzduchom, prostredníctvom štruktúr rezistencie.

Referencie

1. Bauchop T. (1981). Anaeróbne huby v trávení bachorových vlákien. Poľnohospodárstvo a životné prostredie 6 (2-3): 339–348.
2. Griffith GW, S. Baker, K. Fliegerova, Liggenstoffer, M. van der Giezen, K. Voigt a G. Beakes. (2010). Anaeróbne huby: Neocallimastigomycota. Huba IMA 1 (2): 181–185.
3. Gruninger, R. J., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N. Youssef, SS Dagar, K. Fliegerova, GW Griffith, R. Forster, A Tsang, T McAllister a MS Elshahed. (2014) Anaeróbne huby (kmeň Neocallimastigomycota): pokrok v porozumení ich taxonómie, životného cyklu, ekológie, úlohy a biotechnologického potenciálu. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger a MS Elshahed. (2010). Fylogenetická diverzita a komunitná štruktúra anaeróbnych črevných húb (kmeň Neocallimastigomycota) u prežúvavcov a neprežúvavcov. Časopis ISME 1-11.
5. Powell MJ a PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota a Neocallimastigomycota. Kapitola 6: 141-175. In: DJ McLaughlin a JW Spatafora (Eds . ) Systematika a vývoj, ^2. vydanie Mycota VII časť A. Springer-Verlag Berlín Heidelberg.429 s.
6. Wang X, X Liu a JZ Groenewald. (2016). Fylogenéza anaeróbnych húb (kmeň Neocallimastigomycota), s príspevkami od jaka v Číne. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87–103.