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9.19: Chytridiomycota - Die Chytriden - Biologie

9.19: Chytridiomycota - Die Chytriden - Biologie


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Die einzige Klasse im Phylum Chytridiomycota ist die Chytridiomyceten. Sie produzieren Gameten und diploide Zoosporen, die mit Hilfe eines einzigen Flagellums schwimmen.

Der ökologische Lebensraum und die Zellstruktur von Chytriden haben viel mit Protisten gemeinsam. Chytriden leben normalerweise in aquatischen Umgebungen, obwohl einige Arten an Land leben. Einige Arten gedeihen als Parasiten auf Pflanzen, Insekten oder Amphibien (Abbildung 1), während andere Saprobes sind. Die Chytrid-Arten Allomyces ist als experimenteller Organismus gut charakterisiert. Sein Fortpflanzungszyklus umfasst sowohl asexuelle als auch sexuelle Phasen. Allomyces produziert diploide oder haploide begeißelte Zoosporen in einem Sporangium.


9.19: Chytridiomycota - Die Chytriden - Biologie

Die einzige Klasse im Phylum Chytridiomycota ist die Chytridiomyceten . Die Chytride sind die einfachsten und primitivsten Eumycota oder echte Pilze. Die evolutionären Aufzeichnungen zeigen, dass die ersten erkennbaren Chytride während des späten Vorkambriums vor mehr als 500 Millionen Jahren auftauchten. Wie alle Pilze haben Chytride Chitin in ihren Zellwänden, aber eine Gruppe von Chytriden enthält sowohl Cellulose als auch Chitin in der Zellwand. Die meisten Chytride sind einzellig, einige bilden jedoch mehrzellige Organismen und Hyphen, die keine Septen zwischen den Zellen haben (coenocytic). Die Chytriden sind die einzigen Pilze, die Geißeln behalten haben. Sie produzieren sowohl Gameten als auch diploide Zoosporen, die mit Hilfe eines einzigen Flagellums schwimmen. Ein ungewöhnliches Merkmal der Chytride ist, dass sowohl männliche als auch weibliche Gameten begeißelt sind.

Der ökologische Lebensraum und die Zellstruktur von Chytriden haben viel mit Protisten gemeinsam. Chytriden leben normalerweise in aquatischen Umgebungen, obwohl einige Arten an Land leben. Einige Arten gedeihen als Parasiten auf Pflanzen, Insekten oder Amphibien (Abbildung 1), während andere Saprobes sind. Die Chytrid-Arten Allomyces ist als experimenteller Organismus gut charakterisiert. Sein Fortpflanzungszyklus umfasst sowohl asexuelle als auch sexuelle Phasen. Allomyces produziert diploide oder haploide begeißelte Zoosporen in einem Sporangium.

Abbildung 1. Das Chytrid Batrachochytrium dendrobatidis ist in diesen lichtmikroskopischen Aufnahmen als transparente Kugeln zu sehen, die auf (a) einem Süßwasserarthropoden und (b) Algen wachsen. Dieses Chytrid verursacht bei vielen Amphibienarten Hautkrankheiten, die zum Rückgang und zum Aussterben der Arten führen. (Kredit: Änderung der Arbeit von Johnson ML, Speare R., CDC)


Pilzvielfalt

Nicholas P. Money , in The Fungi (Third Edition) , 2016

Phylum Chytridiomycota

Chytridiomycota (echte Chytride) sind aerobe zoosporische Pilze, die als Saprotrophe und Krankheitserreger in Süßwasser-, Brack- und Meereslebensräumen fungieren und auch im Boden reichlich vorhanden sind. Das Wirtsspektrum pathogener Chytride umfasst andere Pilze, Algen, Pflanzen und Amphibien. Zu den pathogenen Arten gehören Synchytrium endobioticum, die Warzenkrankheit bei Kartoffeln verursacht, und Batrachochytrium dendrobatidis, die Amphibien verursacht Chytridiomykose Dies ist mit dem weltweiten Rückgang der Amphibienpopulationen und dem Aussterben mehrerer Arten verbunden. Wie die Blastocladiomycota produzieren die Chytridiomycota uniflagellate Zoosporen (Abbildung 1.3b). Sie bilden keine Kolonien von verzweigten Hyphen (Myzelien) wie Pilze ohne Geißel, sondern produzieren mehrkernige, kugelförmige Körper, die als Thalli bezeichnet werden (Abbildung 1.17). Dies sind die Nahrungsstrukturen, die Nährstoffe aus ihrer Umgebung aufnehmen und in Sporangien umgewandelt werden, die Zoosporen freisetzen, wenn die Nährstoffe begrenzt werden. Die Freisetzung von Zoosporen erfolgt durch Entladungsröhren, die sich aus den Thalli ausdehnen (Kapitel 3). Das Vorhandensein oder Fehlen eines Deckels an der Spitze der Entladungsröhre (operieren und funktionsunfähig Bedingungen) ist ein diagnostisches Merkmal für diese Pilze. Die Thalli vieler Chytride sind durch fein verzweigte Rhizoide an festen Materialien verankert. Die Thalli einiger parasitärer Arten entwickeln sich in den Zellen ihrer Wirte, andere auf der Wirtsoberfläche, und mehrere Thalli von Chytriden mit der komplexesten Morphologie können über ein System von Rhizoiden in Ketten miteinander verbunden werden, um den Kolonien von Nicht-Flagellaten-Pilzen zu ähneln . Chytrid-Zoosporen sind haploid und es ist nicht klar, ob im Lebenszyklus der meisten Chytride eine sexuelle Fortpflanzung stattfindet. Die sexuelle Fortpflanzung kann eine Verschmelzung haploider Zoosporen beinhalten. Wenn sie auftritt, folgt auf die sexuelle Fortpflanzung die Entwicklung einer ruhenden Spore oder eines Sporangiums und die Meiose produziert eine neue Generation rekombinanter haploider Zoosporen.

Abbildung 1.17. Thallus der Chytrid Obelidium mucronatum im Prozess der Differenzierung in ein Sporangium, aus dem Zoosporen freigesetzt werden. Dünne Rhizoide breiten sich von der Basis des Thallus aus.

Quelle: Joyce Longcore, University of Maine.


Hocheffiziente Elektroporation von Chytridpilzen

Zwei Arten parasitärer Pilze aus dem Stamm der Chytridiomycota (Chytride) vernichten weltweite Amphibienpopulationen. Diese Chytrid-Arten - Batrachochytrium dendrobatidis und B. salamandrivorans - weisen eine hohe Sterblichkeits- und Übertragungsrate auf. Nach der Etablierung einer Infektion bei Amphibien vermehren sich Chytride schnell in der Haut und stören die lebenswichtigen Homöostase-Mechanismen ihrer Wirte. Aktuelle Krankheitsmodelle legen nahe, dass Chytridpilze ihre Wirte während eines beweglichen, einzelligen Lebensstadiums der „Zoosporen“ lokalisieren und infizieren. Darüber hinaus parasitieren andere Chytrid-Arten Organismen aus dem gesamten Baum des Lebens, was zukünftige Epidemien in neuen Wirten wahrscheinlich macht. Bemühungen, den Schaden und die Ausbreitung der Chytrid-Krankheit einzudämmen, wurden durch das Fehlen von Wissen über die grundlegende Chytrid-Biologie und Werkzeuge zum Testen molekularer Hypothesen über Krankheitsmechanismen behindert. Um diesen Engpass zu überwinden, haben wir eine hocheffiziente Zufuhr molekularer Nutzlasten in Chytrid-Zoosporen mittels Elektroporation entwickelt. Unsere Elektroporationsprotokolle führen zu einer Nutzlastabgabe an zwischen 75 und 97% der lebenden Zellen von drei Arten: B. dendrobatidis, B. salamandrivorans und einem nicht-pathogenen Verwandten, Spizellomyces punctatus. Diese Methode legt die Grundlage für molekulargenetische Werkzeuge, die benötigt werden, um ökologische Minderungsstrategien zu entwickeln und breitere Fragen in der Evolutions- und Zellbiologie zu beantworten.

Interessenkonflikt-Erklärung

Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.

Figuren

( EIN ) Stammbaum…

( EIN ) phylogenetischer Baum, der die Position von Pilzen relativ zu anderen…

Elektroporationseffizienz und Überleben von…

Elektroporationseffizienz und Überleben von B. dendrobatidis bei 750 V (grün), 1000 V (blau),…

Elektroporationseffizienz von B. Salamandrivoren…

Elektroporationseffizienz von B. Salamandrivorans für 750 V (grün), 1000 V (blau) und…

Elektroporationseffizienz von S. punctatus…

Elektroporationseffizienz von S. punctatus für 750 V (grün), 1000 V (blau) und…

Obwohl die Dextran-Färbung der Zelle…

Obwohl die Dextran-Färbung der Zellwand/Hülle ohne Elektroporation auftritt, sind gefärbte und elektroporierte Zellen…


Ascomycota: Der Sackpilz

Die meisten bekannten Pilze gehören zum Stamm Ascomycota, der durch die Bildung eines Ascus (Plural, Asci) gekennzeichnet ist, einer sackartigen Struktur, die haploide . enthält Ascosporen. Filamentöse Ascomyceten produzieren Hyphen, die durch perforierte Septen geteilt sind, was das Strömen von Zytoplasma von einer Zelle zur anderen ermöglicht. Konidien und Asci, die jeweils zur asexuellen und sexuellen Fortpflanzung verwendet werden, werden in der Regel durch blockierte (nicht perforierte) Septen von den vegetativen Hyphen getrennt. Viele Ascomyceten sind von kommerzieller Bedeutung. Einige spielen eine nützliche Rolle für die Menschheit, wie die Hefen, die beim Backen, Brauen und der Weingärung verwendet werden, und direkt als Delikatessen wie Trüffel und Morcheln. Aspergillus oryzae wird bei der Fermentation von Reis zur Herstellung von Sake verwendet. Andere Ascomyceten parasitieren Pflanzen und Tiere, einschließlich des Menschen. Beispielsweise stellt eine Pilzpneumonie eine erhebliche Bedrohung für AIDS-Patienten dar, die ein geschwächtes Immunsystem haben. Ascomyceten befallen und zerstören nicht nur Pflanzen direkt, sondern produzieren auch giftige Sekundärmetaboliten, die Pflanzen für den Verzehr ungeeignet machen.

Die asexuelle Fortpflanzung ist häufig und beinhaltet die Produktion von Konidiophoren, die haploide freisetzen Konidiosporen (Abbildung 5). Die sexuelle Fortpflanzung beginnt mit der Entwicklung spezieller Hyphen aus einem von zwei Arten von Paarungsstämmen (Abbildung 5). Der „männliche“ Stamm produziert ein Antheridium und der „weibliche“ Stamm entwickelt ein Ascogonium. Bei der Befruchtung verbinden sich Antheridium und Ascogonium in Plasmogamie ohne Kernfusion. Aus diesem Dikaryon entstehen spezielle dikaryontische ascogene (Ascus-produzierende) Hyphen, in denen jede Zelle Kernpaare besitzt: einen vom Stamm „männlich“ und einen vom Stamm „weiblich“. In jedem Ascus verschmelzen zwei haploide Kerne in Karyogamie. Tausende Asci füllen einen Fruchtkörper namens Ascocarp. Der diploide Kern in jedem Ascus führt durch Meiose zu haploiden Kernen, und um jeden Kern bilden sich Sporenwände. Die Sporen in jedem Ascus enthalten die meiotischen Produkte eines einzelnen diploiden Kerns. Die Ascosporen werden dann freigesetzt, keimen und bilden Hyphen, die in der Umgebung verbreitet werden und neue Myzelien bilden (Abbildung 6).


Lebenszyklus von Chytridiomycota

Im Gegensatz zu den anderen Mitgliedern der Pilze vermehren sich die meisten Arten der Chytridiomycota ungeschlechtlich. Sie setzen Zoosporen frei, die durch Mitose gebildet werden. Die sich sexuell fortpflanzenden Arten weisen jedoch eine Vielzahl von Fortpflanzungsmethoden auf. Die Zygote entwickelt sich zu einer Spore, die für die widrigen Bedingungen ruht. Bei einigen Mitgliedern, die Krankheitserreger in Pflanzen sind, sind die Gameten isogam, was bedeutet, dass männliche und weibliche Gameten in Form und Größe gleich sind. Einige der Chytride, von denen bekannt ist, dass sie Algenparasiten sind, sind oogame Arten, bei denen die männlichen Gameten beweglich sind, die sich an die nicht beweglichen weiblichen Gameten anheften. Nach der Befruchtung ermöglicht die gebildete Zygote entweder die Zystenbildung für die Keimung unter den widrigen Bedingungen oder ist beweglich und entwickelt Zoosporangien. Einige Mitglieder zeichnen sich durch das Vorhandensein von Thalli aus, die röhrenartige Strukturen erzeugen, um Gameten zu produzieren und zu verschmelzen, um die Gameten zu verschmelzen.

Die günstigen Bedingungen ermöglichen die Entwicklung der Zygote zu Zoosporangien und den gebildeten Zoosporen und sie suchen nach einem geeigneten Substrat für ihr Wachstum. Nach der Keimung produzieren die Zoosporen einige Enzyme und verwenden sie, um das Substrat für die Ernährung abzubauen. Die Zoosporen keimen zu neuem Thallus, der koenocytisch ist und anstelle des Myzels Rhizoide enthält. Einige Chytride haben einzelne Zoosporen, die ein einzelnes Zoosporangium produzieren und werden als monozentrisch bezeichnet. Das Wachstum setzt sich bis zur Bildung neuer Zoosporen fort, die durch das Operculum oder die Poren freigesetzt werden.

Die Chytride sind normalerweise Wasserpilze, die auf einer Vielzahl von Wassersubstraten wachsen. Der aquatische Lebensraum hat auch abwechslungsreiche Standorte wie Torf, Moore, Teiche, Seen, Flüsse, Quellen, Gräben. Ihr terrestrischer Lebensraum umfasst jedoch Regenwaldböden, saure sowie alkalische Böden, gemäßigte Waldgebiete und so weiter. Sie überleben sogar in den arktischen und antarktischen Regionen, wo es aufgrund des hohen Wassergehalts in den Böden an Pflanzenmangel mangelt.


Chytridiomycota: die Chytriden

Die einzige Klasse im Phylum Chytridiomycota ist die Chytridiomyceten. Die Chytride sind die einfachsten und primitivsten Eumycota oder echte Pilze. Die evolutionären Aufzeichnungen zeigen, dass die ersten erkennbaren Chytride während des späten Vorkambriums vor mehr als 500 Millionen Jahren auftauchten. Wie alle Pilze haben Chytride Chitin in ihren Zellwänden, aber eine Gruppe von Chytriden enthält sowohl Cellulose als auch Chitin in der Zellwand. Die meisten Chytride sind einzellig, einige wenige bilden mehrzellige Organismen und Hyphen, die keine Septen zwischen den Zellen haben (coenocytic). Sie produzieren Gameten und diploide Zoosporen, die mit Hilfe eines einzigen Flagellums schwimmen.

Der ökologische Lebensraum und die Zellstruktur von Chytriden haben viel mit Protisten gemeinsam. Chytriden leben normalerweise in aquatischen Umgebungen, obwohl einige Arten an Land leben. Einige Arten gedeihen als Parasiten auf Pflanzen, Insekten oder Amphibien (siehe Abbildung unten), während andere Saprobes sind. Die Chytrid-Arten Allomyces ist als experimenteller Organismus gut charakterisiert. Sein Fortpflanzungszyklus umfasst sowohl asexuelle als auch sexuelle Phasen. Allomyces produziert diploide oder haploide begeißelte Zoosporen in einem Sporangium.

Die Chytrid Batrachochytrium dendrobatidis ist in diesen lichtmikroskopischen Aufnahmen als transparente Kugeln zu sehen, die auf (a) einem Süßwasserarthropoden und (b) Algen wachsen. Dieses Chytrid verursacht bei vielen Amphibienarten Hautkrankheiten, die zum Rückgang und zum Aussterben der Arten führen. (Kredit: Änderung der Arbeit von Johnson ML, Speare R., CDC)


Klassifikationen von Pilzen

Das Königreich Fungi enthält fünf Hauptstämme, die nach ihrer Art der sexuellen Fortpflanzung oder anhand molekularer Daten festgelegt wurden. Polyphyletische, nicht verwandte Pilze, die sich ohne sexuellen Zyklus vermehren, werden der Einfachheit halber in eine sechste Gruppe eingeordnet, die als „Formstamm“ bezeichnet wird. Nicht alle Mykologen sind mit diesem Schema einverstanden. Rasante Fortschritte in der Molekularbiologie und der Sequenzierung von 18S rRNA (einem Teil der RNA) zeigen immer wieder neue und unterschiedliche Beziehungen zwischen den verschiedenen Pilzkategorien.

Die fünf wahren Pilzstämme sind die Chytridiomycota (Chytriden), die Zygomycota (konjugierte Pilze), die Ascomycota (Beutelpilze), die Basidiomycota (Keulenpilze) und die kürzlich beschriebene Phylum Glomeromycota. Ein älteres Klassifikationsschema gruppierte Pilze, die ausschließlich asexuelle Fortpflanzung verwenden, in Deuteromycota, eine Gruppe, die nicht mehr verwendet wird.

Hinweis: „-mycota“ wird verwendet, um einen Stamm zu bezeichnen, während „-mycetes“ formal eine Klasse bezeichnet oder informell verwendet wird, um sich auf alle Mitglieder des Stammes zu beziehen.

Chytridiomycota: Die Chytriden

Die einzige Klasse im Phylum Chytridiomycota ist die Chytridiomyceten. Die Chytride sind die einfachsten und primitivsten Eumycota oder echte Pilze. Die evolutionären Aufzeichnungen zeigen, dass die ersten erkennbaren Chytride während des späten Vorkambriums vor mehr als 500 Millionen Jahren auftauchten. Wie alle Pilze haben Chytride Chitin in ihren Zellwänden, aber eine Gruppe von Chytriden enthält sowohl Cellulose als auch Chitin in der Zellwand. Die meisten Chytride sind einzellig, einige wenige bilden mehrzellige Organismen und Hyphen, die keine Septen zwischen den Zellen haben (coenocytic). Sie produzieren Gameten und diploide Zoosporen, die mit Hilfe eines einzigen Flagellums schwimmen.

Der ökologische Lebensraum und die Zellstruktur von Chytriden haben viel mit Protisten gemeinsam. Chytriden leben normalerweise in aquatischen Umgebungen, obwohl einige Arten an Land leben. Einige Arten gedeihen als Parasiten auf Pflanzen, Insekten oder Amphibien ([link]), während andere Saprobes sind. Die Chytrid-Arten Allomyces ist als experimenteller Organismus gut charakterisiert. Sein Fortpflanzungszyklus umfasst sowohl asexuelle als auch sexuelle Phasen. Allomyces produziert diploide oder haploide begeißelte Zoosporen in einem Sporangium.

Zygomycota: Die konjugierten Pilze

Die Zygomyceten sind eine relativ kleine Gruppe von Pilzen, die zum Phylum . gehören Zygomycota. Dazu gehören der bekannte Brotschimmel, Rhizopus stolonifer, das sich schnell auf der Oberfläche von Brot, Obst und Gemüse ausbreitet. Die meisten Arten sind Saprobes, die von verrottendem organischem Material leben, einige sind Parasiten, insbesondere von Insekten. Zygomyceten spielen eine beträchtliche kommerzielle Rolle. Die Stoffwechselprodukte anderer Arten von Rhizopus sind Zwischenprodukte bei der Synthese halbsynthetischer Steroidhormone.

Zygomyceten besitzen einen Thallus aus coenocytischen Hyphen, deren Kerne im vegetativen Stadium haploid sind. Die Pilze vermehren sich normalerweise ungeschlechtlich, indem sie Sporangiosporen produzieren ([Link]). Die schwarzen Spitzen des Brotschimmels sind die geschwollenen Sporangien, die mit schwarzen Sporen gefüllt sind ([link]). Wenn Sporen auf einem geeigneten Substrat landen, keimen sie und bilden ein neues Myzel. Die sexuelle Fortpflanzung beginnt, wenn die Bedingungen ungünstig werden. Zwei gegensätzliche Paarungsstämme (Typ + und Typ –) müssen in unmittelbarer Nähe sein, damit Gametangien aus den Hyphen produziert werden und verschmelzen, was zu Karyogamie führt. Das sich entwickelnde diploide Zygosporen haben dicke Mäntel, die sie vor Austrocknung und anderen Gefahren schützen. Sie können inaktiv bleiben, bis die Umgebungsbedingungen günstig sind. Wenn die Zygospore keimt, durchläuft sie die Meiose und produziert haploide Sporen, die wiederum zu einem neuen Organismus heranwachsen. Diese Form der sexuellen Fortpflanzung bei Pilzen wird als Konjugation bezeichnet (obwohl sie sich deutlich von der Konjugation bei Bakterien und Protisten unterscheidet), weshalb der Name „konjugierte Pilze“ entsteht.

Ascomycota: Der Sackpilz

Die meisten bekannten Pilze gehören zum Phylum Ascomycota, die durch die Bildung von an . gekennzeichnet ist ascus (Plural, Asci), eine sackartige Struktur, die haploide Ascosporen enthält. Viele Ascomyceten sind von kommerzieller Bedeutung. Einige spielen eine nützliche Rolle, wie die Hefen, die beim Backen, Brauen und der Weingärung verwendet werden, sowie Trüffel und Morcheln, die als Gourmet-Delikatessen gelten. Aspergillus oryzae wird bei der Fermentation von Reis zur Herstellung von Sake verwendet. Andere Ascomyceten parasitieren Pflanzen und Tiere, einschließlich des Menschen. Beispielsweise stellt eine Pilzpneumonie eine erhebliche Bedrohung für AIDS-Patienten dar, die ein geschwächtes Immunsystem haben. Ascomyceten befallen und zerstören nicht nur Pflanzen direkt, sondern produzieren auch giftige Sekundärmetaboliten, die Pflanzen für den Verzehr ungeeignet machen. Filamentöse Ascomyceten produzieren Hyphen, die durch perforierte Septen geteilt sind, wodurch das Zytoplasma von einer Zelle zur anderen strömen kann. Konidien und Asci, die jeweils für die asexuelle und sexuelle Fortpflanzung verwendet werden, werden in der Regel durch blockierte (nicht perforierte) Septen von den vegetativen Hyphen getrennt.

Asexuelle Fortpflanzung ist häufig und beinhaltet die Produktion von Konidiophoren, die haploide Konidiosporen freisetzen ([Link]). Die sexuelle Fortpflanzung beginnt mit der Entwicklung spezieller Hyphen aus einer von zwei Arten von Paarungsstämmen ([Link]). Der „männliche“ Stamm produziert ein Antheridium und der „weibliche“ Stamm entwickelt ein Ascogonium. Bei der Befruchtung verbinden sich das Antheridium und das Ascogonium in Plasmogamie ohne Kernfusion. Es entstehen spezielle askogene Hyphen, in die Kernpaare wandern: eine vom Stamm „männlich“ und eine vom Stamm „weiblich“. In jedem Ascus verschmelzen zwei oder mehr haploide Ascosporen ihre Kerne in Karyogamie. Während der sexuellen Fortpflanzung füllen Tausende von Asci einen Fruchtkörper namens Ascocarp. Aus dem diploiden Kern entstehen durch Meiose haploide Kerne. Die Ascosporen werden dann freigesetzt, keimen und bilden Hyphen, die in der Umwelt verbreitet werden und neue Myzelien bilden ([Link]).

Welche der folgenden Aussagen ist wahr?

  1. Ein dikaryotischer Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  2. Ein diploider Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  3. Eine haploide Zygote, die sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  4. Ein dikaryotischer Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Plasmogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.

Basidiomycota: Die Clubpilze

Die Pilze im Phylum Basidiomykota sind unter dem Lichtmikroskop leicht an ihren keulenförmigen Fruchtkörpern zu erkennen, genannt Basidien (Singular, Basidium), die die geschwollene Endzelle einer Hyphe sind. Die Basidien, die Fortpflanzungsorgane dieser Pilze, sind oft in dem bekannten Pilz enthalten, der nach Regen auf Feldern, in den Supermarktregalen und auf Ihrem Rasen wächst ([link]). Diese pilzproduzierenden Basidiomyces werden wegen des Vorhandenseins von kiemenartigen Strukturen auf der Unterseite der Kappe manchmal als "Kiemenpilze" bezeichnet. Die „Kiemen“ sind eigentlich verdichtete Hyphen, auf denen die Basidien getragen werden. Zu dieser Gruppe gehören auch Regalpilze, die wie kleine Regale an der Rinde von Bäumen haften. Darüber hinaus umfasst die Basidiomycota Brandflecken und Roste, die wichtige Pflanzenpathogene, Pilze sind, und auf Baumstämmen gestapelte Regalpilze. Die meisten essbaren Pilze gehören zum Stamm Basidiomycota, jedoch produzieren einige Basidiomyceten tödliche Giftstoffe. Zum Beispiel, Cryptococcus neoformans verursacht schwere Atemwegserkrankungen.

Der Lebenszyklus von Basidiomyceten umfasst den Generationswechsel ([link]). Sporen werden im Allgemeinen durch sexuelle Fortpflanzung und nicht durch asexuelle Fortpflanzung produziert. Das keulenförmige Basidium trägt Sporen, die Basidiosporen genannt werden. Im Basidium verschmelzen Kerne zweier verschiedener Paarungsstämme (Karyogamie), wodurch eine diploide Zygote entsteht, die dann die Meiose durchläuft. Die haploiden Kerne wandern in Basidiosporen, die keimen und monokaryontische Hyphen bilden. Das resultierende Myzel wird als primäres Myzel bezeichnet. Myzelien verschiedener Paarungsstämme können sich kombinieren und ein sekundäres Myzel produzieren, das haploide Kerne von zwei verschiedenen Paarungsstämmen enthält. Dies ist das dikaryontische Stadium des Basidiomyces-Lebenszyklus und es ist das dominante Stadium. Schließlich erzeugt das sekundäre Myzel a Basidiokarpe, das ist ein Fruchtkörper, der aus dem Boden herausragt – das ist, was wir uns als Pilz vorstellen. Das Basidiocarp trägt die sich entwickelnden Basidien auf den Kiemen unter seiner Kappe.

Welche der folgenden Aussagen ist wahr?

  1. Ein Basidium ist der Fruchtkörper eines Pilz produzierenden Pilzes und bildet vier Basidiocarps.
  2. Das Ergebnis des Plasmogamie-Schritts sind vier Basidiosporen.
  3. Karyogamie führt direkt zur Bildung von Myzelien.
  4. Ein Basidiocarp ist der Fruchtkörper eines Pilz produzierenden Pilzes.

Asexuelle Ascomycota und Basidiomycota

Unvollkommene Pilze – solche, die keine sexuelle Phase aufweisen – werden normalerweise in die Form Stamm eingeordnet Deuteromycota, , eine Klassifikationsgruppe, die in der gegenwärtigen, sich ständig weiterentwickelnden Klassifizierung von Organismen nicht mehr verwendet wird. Während Deuteromycota früher eine Klassifikationsgruppe war, hat eine neuere molekulare Analyse gezeigt, dass die in dieser Gruppe klassifizierten Mitglieder zu den Ascomycota- oder Basidiomycota-Klassifikationen gehören. Da sie nicht die sexuellen Strukturen besitzen, mit denen andere Pilze klassifiziert werden, sind sie im Vergleich zu anderen Mitgliedern weniger gut beschrieben. Die meisten Mitglieder leben an Land, mit wenigen Ausnahmen im Wasser. Sie bilden sichtbare Myzelien mit einem unscharfen Aussehen und sind allgemein bekannt als Schimmel.

Die Vermehrung der Pilze in dieser Gruppe ist streng asexuell und erfolgt hauptsächlich durch die Produktion von asexuellen Konidiosporen ([Link]). Einige Hyphen können rekombinieren und heterokaryontische Hyphen bilden. Es ist bekannt, dass genetische Rekombination zwischen den verschiedenen Kernen stattfindet.

Die Pilze dieser Gruppe haben einen großen Einfluss auf den menschlichen Alltag. Die Lebensmittelindustrie verlässt sich auf sie, um einige Käsesorten zu reifen. Die blauen Adern beim Roquefort-Käse und die weiße Kruste beim Camembert sind das Ergebnis von Pilzbefall. Das Antibiotikum Penicillin wurde ursprünglich auf einer überwucherten Petrischale entdeckt, auf der eine Kolonie von Penicillium Pilze töteten das Bakterienwachstum um sie herum ab. Andere Pilze in dieser Gruppe verursachen schwere Krankheiten, entweder direkt als Parasiten (die sowohl Pflanzen als auch Menschen infizieren) oder als Produzenten potenter toxischer Verbindungen, wie man an den von Pilzen der Gattung freigesetzten Aflatoxinen sieht Aspergillus.

Glomeromycota

Die Glomeromycota ist ein neu gegründeter Stamm, der etwa 230 Arten umfasst, die alle in enger Verbindung mit den Wurzeln von Bäumen leben. Fossilienfunde weisen darauf hin, dass Bäume und ihre Wurzelsymbionten eine lange Evolutionsgeschichte teilen. Es scheint, dass alle Mitglieder dieser Familie arbuskuläre Mykorrhiza: Die Hyphen interagieren mit den Wurzelzellen und bilden eine für beide Seiten vorteilhafte Verbindung, in der die Pflanzen dem Pilz die Kohlenstoffquelle und Energie in Form von Kohlenhydraten liefern und der Pilz der Pflanze essentielle Mineralien aus dem Boden liefert.

Die Glomeromyceten vermehren sich nicht sexuell und überleben nicht ohne das Vorhandensein von Pflanzenwurzeln. Obwohl sie wie die Zygomyceten koenozytäre Hyphen aufweisen, bilden sie keine Zygosporen. DNA-Analysen zeigen, dass alle Glomeromyceten wahrscheinlich von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, was sie zu einer monophyletischen Linie macht.

Abschnittszusammenfassung

Chytridiomycota (Chytride) gelten als die primitivste Pilzgruppe. Sie sind hauptsächlich aquatisch und ihre Gameten sind die einzigen Pilzzellen, von denen bekannt ist, dass sie Flagellen haben. Sie vermehren sich sowohl sexuell als auch ungeschlechtlich, die asexuellen Sporen werden Zoosporen genannt. Zygomycota (konjugierte Pilze) produzieren nicht-septierte Hyphen mit vielen Kernen. Ihre Hyphen verschmelzen während der sexuellen Fortpflanzung zu einer Zygospore in einem Zygosporangium. Ascomycota (Sackpilze) bilden während der sexuellen Fortpflanzung Sporen in den Asci genannten Säckchen. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist ihre häufigste Fortpflanzungsform. Basidiomycota (Keulenpilze) produzieren auffällige Fruchtkörper, die Basidien in Form von Keulen enthalten. Sporen werden in den Basidien gespeichert. Die meisten bekannten Pilze gehören zu dieser Abteilung. Pilze, die keinen bekannten Sexualzyklus haben, wurden in den Stamm Deuteromycota eingeordnet, der in der vorliegenden Klassifizierung in die Stämme Ascomycota und Basidiomycota eingeordnet wird. Glomeromycota bilden enge Assoziationen (genannt Mykorrhiza) mit den Wurzeln von Pflanzen.

Kunstverbindungen

[link] Welche der folgenden Aussagen ist richtig?

  1. Ein dikaryotischer Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  2. Ein diploider Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  3. Eine haploide Zygote, die sich im Ascocarp bildet, durchläuft Karyogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.
  4. Ein dikaryotischer Ascus, der sich im Ascocarp bildet, durchläuft Plasmogamie, Meiose und Mitose, um acht Ascosporen zu bilden.

[link] Welche der folgenden Aussagen ist richtig?

  1. Ein Basidium ist der Fruchtkörper eines Pilz produzierenden Pilzes und bildet vier Basidiocarps.
  2. Das Ergebnis des Plasmogamie-Schritts sind vier Basidiosporen.
  3. Karyogamie führt direkt zur Bildung von Myzelien.
  4. Ein Basidiocarp ist der Fruchtkörper eines Pilz produzierenden Pilzes.

Rezensionsfragen

Der primitivste Stamm von Pilzen ist der ________.

Mitglieder aus welchem ​​Stamm produzieren eine keulenförmige Struktur, die Sporen enthält?

Mitglieder aus welchem ​​Stamm gehen eine erfolgreiche Symbiose mit den Wurzeln von Bäumen ein?

Die Pilze, die sich nicht sexuell vermehren, werden als ________ klassifiziert.

Freie Antwort

Welchen Vorteil hat ein Basidiomycet, einen auffälligen und fleischigen Fruchtkörper zu produzieren?

Durch die Aufnahme von Sporen und deren Verbreitung in der Umwelt als Abfall fungieren Tiere als Verbreitungsmittel. Der Nutzen für den Pilz überwiegt die Kosten für die Herstellung fleischiger Fruchtkörper.

Vergleichen Sie für jede der vier Gruppen perfekter Pilze (Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota und Basidiomycota) die Körperstruktur und -merkmale und geben Sie ein Beispiel an.

Chytridiomycota (Chytriden) können eine einzellige oder mehrzellige Körperstruktur haben einige sind aquatisch mit beweglichen Sporen mit Geißeln ein Beispiel ist die Allomyces. Zygomycota (konjugierte Pilze) haben eine mehrzellige Körperstruktur. Zu den Merkmalen gehören Zygosporen und das Vorkommen im Boden Beispiele sind Brot- und Obstschimmel. Ascomycota (Bauchpilze) können eine einzellige oder mehrzellige Körperstruktur haben. Ein Merkmal sind sexuelle Sporen in Säcken (Asci). Beispiele hierfür sind die Hefen, die bei der Brot-, Wein- und Bierherstellung verwendet werden. Basidiomycota (Keulenpilze) haben vielzellige Körper. Merkmale umfassen sexuelle Sporen im Basidiocarp (Pilz) und dass sie meist Zersetzer sind, sind pilzproduzierende Pilze ein Beispiel.

Glossar


Deuteromycota: Die unvollkommenen Pilze

Phylum Deuteromycota ist eine polyphyletische Gruppe von sich asexuell vermehrenden Pilzen, die keine sexuelle Phase zeigen, die als unvollkommen bekannt ist.

Lernziele

Beschreiben Sie die Ökologie und Fortpflanzung der Deuteromycota

Die zentralen Thesen

Wichtige Punkte

  • Deuteromycota besitzen nicht die sexuellen Strukturen, die zur Klassifizierung anderer Pilze verwendet werden.
  • Die meisten Deuteromycota leben an Land, sie bilden sichtbare Myzelien mit einem unscharfen Aussehen, das als Schimmel bezeichnet wird.
  • Es ist bekannt, dass die Rekombination von genetischem Material zwischen den verschiedenen Kernen stattfindet, nachdem einige Hyphen rekombinieren.

Schlüsselbegriffe

  • Deuteromycet: ein Organismus des Stammes Deuteromycota
  • Deuteromycota: eine taxonomische morphologische Gruppe innerhalb des Königreichs Pilze die Pilze haben keine sexuelle Fortpflanzung
  • polyphyletisch: mehrere Ahnenquellen haben, die sich auf ein Taxon beziehen, das nicht den jüngsten gemeinsamen Vorfahren seiner Mitglieder enthält
  • Konidiosporen: eine einzellige Spore, die von einem Pilz ungeschlechtlich produziert wird

Deuteromycota: Die unvollkommenen Pilze

Unvollkommene Pilze sind solche, die keine sexuelle Phase aufweisen. Sie werden der Form Phylum Deuteromycota zugeordnet. Deuteromycota ist eine polyphyletische Gruppe, bei der viele Arten näher mit Organismen in anderen Stämmen als miteinander verwandt sind, daher kann sie nicht als echter Stamm bezeichnet werden und muss stattdessen den Namen Stamm erhalten. Da sie nicht die Geschlechtsstrukturen besitzen, mit denen andere Pilze klassifiziert werden, sind sie im Vergleich zu anderen Unterteilungen weniger gut beschrieben. Die meisten Mitglieder leben an Land, mit wenigen Ausnahmen im Wasser. Sie bilden sichtbare Myzelien mit einem unscharfen Aussehen und werden allgemein als Schimmel bezeichnet. Die molekulare Analyse zeigt, dass die Ascomyceten die den Deuteromyceten am nächsten stehende Gruppe sind. Tatsächlich sind einige Arten, wie z Aspergillus, die einst als unvollkommene Pilze klassifiziert wurden, werden heute als Ascomyceten klassifiziert.

Beispiel für einen unvollkommenen Pilz: Aspergillus niger ist ein unvollkommener Pilz, der häufig als Lebensmittelverunreinigung vorkommt. Die kugelförmige Struktur in dieser lichtmikroskopischen Aufnahme ist ein Konidiophor.

Die Vermehrung von Deuteromycota ist streng asexuell und erfolgt hauptsächlich durch die Produktion asexueller Konidiosporen. Einige Hyphen können rekombinieren und heterokaryontische Hyphen bilden. Es ist bekannt, dass genetische Rekombination zwischen den verschiedenen Kernen stattfindet.

Unvollkommene Pilze haben einen großen Einfluss auf den menschlichen Alltag. Die Lebensmittelindustrie verlässt sich auf sie, um einige Käsesorten zu reifen. Die blauen Adern beim Roquefort-Käse und die weiße Kruste beim Camembert sind das Ergebnis von Pilzbefall. Das Antibiotikum Penicillin wurde ursprünglich auf einer überwucherten Petrischale entdeckt, auf der eine Kolonie von Penicillium Pilze töteten das Bakterienwachstum um sie herum ab. Viele unvollkommene Pilze verursachen schwere Krankheiten, entweder direkt als Parasiten (die sowohl Pflanzen als auch Menschen infizieren) oder als Produzenten von starken toxischen Verbindungen, wie man an den von Pilzen der Gattung freigesetzten Aflatoxinen sieht Aspergillus.


Das Potenzial von Zooplankton zur Eindämmung von Chytrid-Epidemien in Phytoplankton-Wirten

Pilzkrankheiten bedrohen natürliche und vom Menschen geschaffene Ökosysteme. Chytridiomycota (Chytride) infizieren ein breites Wirtsspektrum, einschließlich Phytoplanktonarten, die die Grundlage aquatischer Nahrungsnetze bilden und etwa die Hälfte des Sauerstoffs der Erde produzieren. Blüten von großem oder giftigem Phytoplankton bilden jedoch trophische Engpässe, da sie für Zooplankton ungenießbar sind. Chytriden, die ungenießbares Phytoplankton infizieren, stellen eine trophische Verbindung zum Zooplankton her, indem sie essbare Zoosporen von hoher Nährstoffqualität produzieren. Durch das Beweiden von Chytrid-Zoosporen kann Zooplankton eine trophische Kaskade induzieren, da eine verringerte Zoosporendichte Neuinfektionen reduziert. Umgekehrt produzieren weniger Infektionen nicht genügend Zoosporen, um das Wachstum und die Reproduktion von Zooplankton langfristig aufrechtzuerhalten. Dieses komplizierte Gleichgewicht zwischen der Zoosporendichte, die für den energetischen Bedarf des Zooplanktons (Wachstum/Überleben) notwendig ist, und dem Verlust an Neuinfektionen (und damit neuen Zoosporen) durch Beweidung wurde empirisch getestet. Dazu exponierten wir einen mit einem Chytrid (Rizophydium megarrhizum) infizierten cyanobakteriellen Wirt (Planktothrix rubescens) einem Grazer-Dichtegradienten (die Rädertierchen Keratella cf. cochlearis). Rädertiere überlebten und reproduzierten sich mit einer Zoosporen-Diät, aber das Wachstum der Keratella-Population wurde durch die Menge an Zoosporen, die durch Chytridinfektionen bereitgestellt wurden, begrenzt, was dazu führte, dass Zooplankton überlebte, aber in seiner Fähigkeit, Krankheiten im cyanobakteriellen Wirt zu kontrollieren, eingeschränkt war. Anschließend entwickelten und parametrisierten wir ein dynamisches Nahrungskettenmodell unter Verwendung einer allometrischen Beziehung für die Clearance-Rate, um theoretisch das Potenzial unterschiedlich großer Zooplankton-Gruppen zur Einschränkung von Krankheiten in Phytoplankton-Wirten zu bewerten. Unser Modell legt nahe, dass kleineres Zooplankton ein hohes Potenzial haben könnte, Chytridinfektionen auf ungenießbarem Phytoplankton zu reduzieren. Zusammen weisen unsere Ergebnisse auf die Komplexität der Drei-Wege-Interaktionen zwischen Wirten, Parasiten und Weidetieren hin und unterstreichen, dass trophische Kaskaden nicht immer nachhaltig sind und vom Energiebedarf der Weidetiere abhängen können.

Schlüsselwörter: Allometrische Beziehung Cyanobakterien Dichteabhängigkeit Nahrungskettenmodell Rotifer trophische Kaskade.

© 2019 Die Autoren. Ökologie, herausgegeben von Wiley Periodicals, Inc. im Auftrag der Ecological Society of America.


Integration von Chytrid-Pilzparasiten in die Planktonökologie: Forschungslücken und -bedarf

Chytridiomycota, oft als Chytride bezeichnet, können virulente Parasiten mit dem Potenzial sein, bei Wirten Massensterben zu verursachen, die z.B. Veränderungen in der Größenverteilung und Sukzession von Phytoplankton sowie die Verzögerung oder Unterdrückung von Blütenereignissen. Molekulare Umweltstudien haben eine unerwartet große Vielfalt von Chytriden in einer Vielzahl von aquatischen Ökosystemen weltweit ergeben. Infolgedessen hat das wissenschaftliche Interesse an Pilzparasiten des Phytoplanktons in den letzten Jahren an Fahrt gewonnen. Dennoch wissen wir noch wenig über die Ökologie von Chytriden, ihre Lebenszyklen, Phylogenie, Wirtsspezifität und Verbreitung. Informationen zum Beitrag von Chytriden zu trophischen Interaktionen sowie zu koevolutionären Rückkopplungen von Pilzparasitismus auf Wirtspopulationen sind ebenfalls begrenzt. Dieser Artikel fasst Ideen zusammen, die die facettenreiche biologische Relevanz der Phytoplankton-Chytridiomykose hervorheben und aus Diskussionen in einem internationalen Team von Chytrid-Forschern resultieren. Es präsentiert unsere Sicht auf den dringendsten Forschungsbedarf zur Förderung der Integration von Chytridpilzen in die aquatische Ökologie.

© 2017 Die Autoren. Environmental Microbiology herausgegeben von Society for Applied Microbiology und John Wiley & Sons Ltd.


Schau das Video: Chytridiomycota (Januar 2023).