Neocallimastigomycota: características, taxonomia, nutrição

Neocallimastigomycotas é uma divisão de fungos endossimbiônicos ligados no trato digestivo de mamíferos herbívoros ruminantes e não ruminantes, bem como répteis herbívoros. Eles podem ser unicelulares ou multicelulares e possuem esporos flagelados (zoospores).

Até recentemente, eles eram considerados uma ordem dentro da borda da Chytridiomicota, mas em 2007 o grupo foi elevado à categoria de borda. Atualmente, está dividido em 8 gêneros e cerca de 20 espécies foram descritas.

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Seção histológica de uma papila de rum de ovelha. 1) Células da córnea tipo C. 2) Células granulares. 3) células parabasais. 4) células basais. 5) própria folha. 6) Corpos papilares. 7) Arteriola Central. Por usuário: Uwe Gille [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by- sa / 3.0 /) ou CC BY 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], do Wikimedia Commons

As espécies de Neocallimastigomycotas se desenvolvem em condições anaeróbicas para as quais possuem organelas especializadas chamadas hidrogenossomas. Essas organelas cumprem funções semelhantes às mitocôndrias em organismos que vivem em condições aeróbicas.

Durante seu ciclo de vida, eles formam zoósporos que aderem ao material da planta. Posteriormente, eles se encantam e germinam. Quando se desenvolvem, formam esporângios que darão origem a novos zoósporos.

Este grupo de fungos desempenha um papel relevante na ecologia complexa do sistema digestivo dos herbívoros. Além disso, eles produzem enzimas potencialmente úteis em biotecnologia que foram usadas como digestivas em fórmulas para ração animal.

Características gerais

As neocallimastigomycotas são organismos endossimbiônicos obrigatórios, ou seja, não são encontrados na vida livre, mas sempre associados ao trato digestivo de animais herbívoros. São fungos ligados a multicelulares, com parede celular.

Eles produzem talos vegetativos que desenvolvem esporângios, dos quais os zoósporos se originam com um ou vários flagelos. Esses zoósporos localizados no rúmen dos herbívoros foram inicialmente classificados como protozoários.

Os zoósporos são considerados uniformizados quando 90% dos esporos têm um único flagelo, e os 10% restantes têm de dois a quatro flagelos. Os grupos multiflagelados possuem zoósporos com mais de quatro flagelos e em algumas espécies foram observados até 17 flagelos.

Predadores conhecidos de Neocallimastigomycotas, como protozoários, atacam os zoospores e produzem enzimas que degradam as paredes celulares dos fungos.

Metabolismo e impacto biológico

Algumas adaptações de interesse apresentadas por esses fungos é que elas se desenvolvem em um ambiente anaeróbico. Eles não têm mitocôndrias, citocromos e algumas características bioquímicas do ciclo de fosforilação oxidativa.

Em vez disso, eles têm organelas especializadas semelhantes às mitocôndrias chamadas hidrogenossomas, que produzem energia celular a partir do metabolismo da glicose sem a necessidade de oxigênio.

A hidrogenase contida nos hidrogensomes produz hidrogênio, CO2, formato e acetato, como resíduos metabólicos. Esses compostos, juntamente com lactato e etanol, são os principais produtos finais da fermentação .

São produzidos a partir da degradação e fermentação fúngica anaeróbica de polissacarídeos da parede celular da planta.

Aplicações biotecnológicas

A capacidade de Neocallimastigomycota de degradar fibras vegetais atribui-lhes um papel biológico relevante na nutrição de muitos herbívoros principalmente de ruminantes.

Nesse sentido, foi experimentado adicionar suplementos de fungos anaeróbicos a essas dietas, com resultados muito bons.

Para herbívoros não ruminantes, como galinhas, o suprimento do fungo não é eficaz. Isso possivelmente devido à sua incapacidade de sobreviver no trato digestivo desses tipos de animais.

No entanto, foi bem-sucedido adicionar diretamente as enzimas produzidas por Neocallimastigomycotas em seus suplementos alimentares.

As capacidades bioquímicas de Neocallimastigomycotas também as tornam potencialmente úteis em biotecnologia para a conversão de lignocelulose em produtos de bioenergia.

Filogenia e taxonomia

As Neocallimastigomycotas foram originalmente classificadas como Chytridiomicotas. Posteriormente, levando em consideração os caracteres morfológicos, ecológicos e ultraestruturais, receberam a faixa de filo.

São conhecidos cerca de 8 gêneros e 20 espécies de Neocallimastigomycotas, embora numerosos isolados ainda não classificados sejam relatados.

Géneros

Anaeromyces , Neocallimastix , Orpinomyces e Piromyces , têm um talo rizoidal fibroso ramificado com esporângios. Em Anaeromyces, o tálus é policêntrico (numerosos esporângios) com zoósporos uniflagelados.

Neocallimastix é monocêntrico (um único esporângio) com zoósporos multiflagelados. Orpinomyces possui tálus policêntrico e zoósporos multiflagelados. Piromyces possui tálus monocêntrico com zoósporos uniflagelados.

Dois gêneros possuem talos compostos por células vegetativas bulbosas de suporte (micélio bulboso) e esporângios: Caecomyces e Cyllamyces .

Eles diferem porque Caecomyces possui um ou muito poucos zoosporângios, crescendo diretamente nas células bulbosas ou no final de um simples esporangióforo. Cyllamyces produz esporângios múltiplos em esporangiofores ramificados.

São propostos dois novos gêneros ( Oontomyces e Buwchfawromyces ) baseados em informações moleculares.

Nutrição

Esses fungos degradam a celulose e a hemicelulose presentes nas células das plantas que consomem os herbívoros que os abrigam.

Eles desempenham um papel importante no processo digestivo dessas espécies devido à produção de enzimas celulolíticas, hemicelulolíticas, glicolíticas e proteolíticas, que quebram os tecidos vegetais.

Habitat

Neocallimastigomycota não são de vida livre. Eles estão localizados no ambiente anaeróbico do rúmen, intestino posterior e fezes de herbívoros ruminantes ou não ruminantes.

Espécies hospedeiras

Eles podem ser encontrados principalmente em mamíferos domesticados ruminantes (ovelhas, cabras, vacas e cavalos) e selvagens (iaques, zebras, girafas, gazelas, macacos, elefantes, rinocerontes, hipopótamos, bisões, lhamas, cangurus, entre outros). Eles também habitam répteis herbívoros, como a iguana verde.

Reprodução

Colonização de material vegetal

O material vegetal que entra no rúmen é colonizado por zoósporos flagelados que são liberados dos esporângios.

Os zoósporos se ligam ao material vegetal orientado quimiotaticamente (seguindo os sinais químicos dos açúcares liberados pelos detritos vegetais). Então eles soltam seus flagelos e ficam encantados.

Germinação e penetração tecidual

A germinação ocorre através da emissão de um tubo germinativo na extremidade oposta do flagelo.

O desenvolvimento do cisto é diferente nas espécies monocêntricas e policêntricas. Nas espécies monocêntricas, os núcleos permanecem no cisto e são gerados rizóides anucleados (sem núcleos). O cisto cresce e forma um único esporângio (desenvolvimento endógeno).

Nas espécies policêntricas, são produzidos rizoides nucleados que geram vários esporângios (desenvolvimento exógeno).

Os cistos produzem rizomicélios que crescem e penetram profundamente nos tecidos das plantas. Estes secretam enzimas que digerem tecidos vegetais e obtêm os nutrientes necessários para produzir esporângios.

Quando o esporângio amadurece, libera de um a 80 zoósporos. Os fungos colonizam principalmente os tecidos vasculares das plantas e quanto mais fibrosa a dieta, maior a população de fungos.

Considera-se neocallimastigomycotas para infectar animais hospedeiros por via aérea, através de estruturas de resistência.

Referências

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