Fonticula - Fonticula

Fonticula
Fonticula многоклеточное плодовое тело
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
(без рейтинга):	Опистоконта
(без рейтинга):	Голомикота
Учебный класс:	Cristidiscoidea
Заказ:	Фонтикулида
Семья:	Fonticulaceae
Род:	Fonticula Уорли, Рэпер и М. Холь
Разновидность:	F. alba
Биномиальное имя
Fonticula alba Уорли, Рэпер и М. Холь

Fonticula это род клеточных слизь который образует плодовое тело в форме вулкана.^[1] Еще в 1979 году было известно, что у него нет тесных отношений ни с Диктиостелиида или Acrasidae, две хорошо известные группы ячеистых слизистых форм.^[2] В 1979 г. Fonticula был сделан новый собственный род из-за уникальных характеристик его плодового тела, только с одним видом: Fonticula alba.^[2]

Жизненный цикл Fonticula alba чередуется между амебовидной вегетативной стадией и стадией совокупного плодоношения. Плодовое тело этого рода имеет уникальную форму, поскольку его сорокарпий напоминает вулкан, а сорус - шар раскаленной лавы, выходящий из этого вулкана.

Молекулярные филогении обнаружили совпадения в генах Fonticula alba в подгруппы Опистоконта. Исследование 2009 года показало, что Fonticula сестринские таксоны Nuclearia, таким образом связав его с королевством Грибы.

Fonticula, Nuclearia, и грибы были объединены в Голомикота, который является сестрой Holozoa.

История и этимология

Во время работы в Университете Висконсина в 1979 году Энн Уорли, Кеннет Рапер и Марианна Холь обнаружили организм, который не соответствует ни одному признанному роду семейства слизистых плесени Акразиомицеты. Acrasiomycetes можно разделить на два класса: Acrasidae и Dictyostelidae на основе морфологических характеристик. Однако, F.alba не вписывались ни в один из этих подклассов, но обладали некоторыми характеристиками обоих.^[2] Несмотря на то что F.alba общие характеристики подклассов внутри Acrasiomycetes, Worley и другие. (1979) были убеждены, что с таксономической точки зрения он лучше всего подходит для нового, неописанного семейства, обозначенного как Fonticulaceae, который тогда содержал бы род Fonticula. Новое название рода Fonticula ссылка на морфологию плодового тела: Фонти- от латинского слова Fons (фонтан, "форма, форма") и -кула, от латинского уменьшительного кулус (маленький, "размер").^[2]

Opisthokonta - исключительно разнообразная эукариотическая группа, имеющая общее происхождение между грибами, животными и даже несколькими простейшими (Brown и другие., 2009). В 2009 году был сделан вывод, что род Fonticula входит в группу Opisthokonta без рейтинга. коричневый и другие. (2009) секвенировали кодируемые ядром гены Fonticula alba для филогенетического анализа и пришел к выводу, что род является сестринской группой по отношению к филозным амебам в роде Nuclearia и что Fonticula и Nuclearia clade сестринские группы грибов.

Описание

Морфология и анатомия

Морфологическая характеристика рода Fonticula не похожи на слизистые подгруппы Acrasidae или Dictyostelidae. Несколько исследований показали, что в вегетативном состоянии миксамебы F. alba обычно маленькие и неправильные по форме, размером от 8-12 х 6-10 мкм.^[2][1] У миксамебы есть пальцевидные выступы, которые считаются филозовыми псевдоподиями и простираются на заднем или боковом концах клетки.^[2] Уорли и другие. (1979) обнаружили, что миксамебы имеют различимую эктоплазму и эндоплазму. Чистая эктоплазма находится на внешних краях, тогда как внутренняя эндоплазма более зернистая. Вакуоли также встречаются на многих стадиях пищеварения при активном питании. Ф. абла.^[2] Эти маленькие вакуоли содержат бактерии. На стадиях активного питания миксамеба окружена слизистой оболочкой, на которую проникают бактерии.^[1] Ультраструктура Fonticula также включает небольшие сократительные вакуоли, которые в основном располагаются ближе к заднему концу клетки.^[2] Ультраструктурная особенность, общая для Fonticula а некоторые Acrasidae - митохондрии с дискоидными кристами.^[2] В аппарат Гольджи протягивает руку помощи на стадии плодоношения в Fonticula так как в процессе сорогенеза участвуют многочисленные диктиосомы.^[1] Клетки этого рода обычно безъядерный Однако были случаи, когда некоторые клетки содержали два или даже три ядра.^[2] Ядро F. alba клетки имеют незаметное ядрышко под световым микроскопом.^[2] Плодовое тело F. alba содержит неразветвленный сорокарпий, состоящий из вертикально сужающихся стеблей, на вершине которых находится круглый источник, содержащий споры. Стебли составляют от 200 до 500 мкм в длину. Сори на плодовом теле белые, примерно 200-350 мкм в диаметре. Споры имеют кистозную форму и примерно 5,0-6,0 мкм в диаметре.^[2]

Филогенетика

Мультигенный филогенетический анализ был проведен в г. F. alba в 2009 году, что позволило разместить его в Опистоконте. Были секвенированы пять кодируемых ядром генов: рибосомная РНК малой субъединицы (SSU рРНК), актин, бета-тубулин, фактор элонгации 1-альфа (EF1-a) и белок теплового шока 70 (HSP70). Результаты исследования показали, что из 42 таксонов эукариот было проведено множество сравнений с 2802 последовательностями (Brown et al., 2009). Филогенетические деревья, основанные на молекулярной генетике, секвенированной в этом исследовании, показали, что род Fonticula был сестринским таксоном этого рода Nuclearia. Эти два родственных таксона как клады, в свою очередь, являются сестринскими таксонами грибов. Fonticula поэтому представляет собой первую эволюцию организма с морфологией, напоминающей клеточную слизистую плесени, в пределах широкой группы Opisthokonta (Brown et al., 2009); (Браун, 2010).

Другое исследование, проведенное Barlow et al. в 2014 г. проследили эволюцию пяти адаптерных белков (AP), образующих комплекс в грибах, но также предоставили некоторое представление о Fonticula alba. Исследованные адаптерные белки работают в везикулярном транспорте у эукариот, особенно в селекции грузов и привлечении белков оболочки. Исследование показало, что F. alba в его геноме присутствовали все пять комплексов адаптерных белков, тогда как королевство Fungi сохранило только первые три комплекса адаптерных белков (Barlow et al., 2014). Это исследование пришло к выводу, что последний общий предок сестринских групп Fungi и Fonticula и Nuclearia (также известный как клад Голомикота ) содержал полный набор всех пяти адаптерных белковых комплексов.

Жизненный цикл

Амебоидная трофическая фаза, чередующаяся с фазой агрегированного плодоношения, описывает жизненный цикл F. alba. Плодовые тела - это вулканоподобные образования, уникальные для этого рода.^[1] Начало стадии плодоношения происходит, когда трофические амебы прекращают питание и начинают формироваться плотные скопления (Deasey, 1982). Со временем оболочка из похожего на слизь вещества начинает окружать агрегированные амебы.^[2] Амебы в верхней части скопления начинают выступать вверх, и по мере развития на выступ накладывается гиалиновая мембрана. Материал стебля выделяется, в то время как амебы движутся вверх по выступу.

На ранних стадиях орогенеза клетки образуют ряд диктиосом из внешней ядерной мембраны в ответ на определенные стимулы.^[1] Диктиосомы способствуют накоплению и отложению стеблевого материала. Аппарат Гольджи в F. alba набухает, вместо того, чтобы отщипывать маленькие пузырьки, находятся кристы, уникальные для этого рода.^[1] Везикулы образуют нитевидный материал в слизистой матрице, который позволяет агрегированному холмику превращаться в сужающийся стебель.^[2] Затем везикулы высвобождают свое внутреннее содержимое путем слияния с плазматической мембраной сорогенных клеток. Материал, образующийся внутри пузырьков, в основном собирается на толстом основании стебля и, как считается, обеспечивает структурную поддержку. Клетки амебовидные при формировании стебля.

Когда сорокарп достигает максимальной высоты, орогенные клетки начинают отображать разные формы и, следовательно, разные функции. Амебоидные клетки остаются у основания, непрерывно производя материал стебля через свои многочисленные диктиосомы во время образования спор. Эти клетки продолжают производить материал стебля, даже когда высвобождаются споры.^[1] Кистозные клетки находятся выше амебоидных клеток, эти клетки готовятся к превращению в споры и, следовательно, имеют меньше диктиосом, известных как «пре-споры».^[1]

Ультраструктурное сравнение амебоидных клеток и преспор совершенно очевидно. В преспорах меньше диктиосом, которые имеют тенденцию к уплощению. По мере уменьшения количества диктиосом цитоплазма занимает больше места внутри клетки, и клетка принимает более круглую форму (Deasey, 1982). Также существует разница в плазматической мембране амебоидных орогенных клеток и преспоровых клеток. Плазматическая мембрана преспоровых клеток, по-видимому, инвагинирована, в то время как PM амебоидных клеток выглядит гладким (Deasey, 1982). Эллиптические клетки, расположенные в верхней части шейки сорокарпа, немного дальше в развитии спор, чем клетки кисты. В этих клетках отсутствуют диктиосомы, они имеют толстые стенки и, как считается, увеличивают давление в шейке стебля.^[1] По мере увеличения давления клетки, покрытые оболочкой, будут подниматься из верхушки, собираться вместе и образовывать большой шар, называемый сорусом.^[2] Большинство клеток в источнике успешно превратились в споры. Когда срус развит, шейка плодового тела почти полностью лишена клеток sorogenis. Амебоидные клетки остаются в основании сорокарпия.^[1] Споры F. alba отпустить и течь по мере того, как стебель разрушается со временем. Оптимальный pH для роста и развития плодовых тел Fonticula alba субстрат с почти нейтральным pH. Более низкий pH может привести к плохо развитой структуре плодоношения.^[2]

Техники культивирования

Вегетативный этап в F. alba состоит из одноклеточных миксамебов, которые питаются бактериальными клетками.^[2] F. alba растет с Клебсиелла пневмонии на питательном агаре.^[2] В исследовании, проведенном Уорли и др. (1979), Fonticula alba культивировали на агаре триптон-глюкоза-дрожжевой экстракт.

Worley et al. (1979) также исследовали влияние концентрации субстрата на Fonticula alba рост клеток и образование сорокарпа. Они обнаружили, что на более концентрированном субстрате рост клеток ускорялся, и следовало нормальное образование сорокарпия. На менее концентрированных СМИ они обнаружили противоположные результаты.

F. alba также культивировали с различными штаммами бактерий, чтобы определить, могут ли другие виды бактерий служить питательным веществом. Агар был засеян различными бактериями, такими как Bacillus megaterium, Serratia marcescens, Pseudomonas fluorescens, Micrococcus luteus, и кишечная палочка. Штаммы с B.megaterium, S.marcescens, и P.fluorescens сорокарпий действительно развился, но реже и позже обычного. В штаммах с M.luteus Было обнаружено, что сорокарпий или миксамеба не росли. Напряжение с Кишечная палочка показали адекватный рост и плодоношение. Однако по сравнению с K.pneumoniaeсорокарпий, выросший с Кишечная палочка были меньше по размеру.^[2]

F. alba растет в оптимальном диапазоне температур 25-28 градусов по Цельсию. Однако он имеет тенденцию расти в широком диапазоне от 16 до 37 градусов по Цельсию. Исследования показали, что он не растет при температуре ниже 10 градусов по Цельсию или выше 40 градусов по Цельсию.^[2]

Список видов

Род Fonticula содержит единственный вид, названный Fonticula alba.

Рекомендации

1. Мэри С. Дизи и Линдси С. Олив (31 июля 1981 г.), "Роль аппарата Гольджи в сорогенезе клеточной слизистой плесени Fonticula alba", Наука, 213 (4507): 561–563, Дои:10.1126 / science.213.4507.561, PMID  17794844
2. Энн С. Уорли, Кеннет Б. Рапер и Марианна Холь (июль – август 1979 г.), «Fonticula alba: новая клеточная слизистая плесень (Acrasiomycetes), имеющая сходство с обоими», Микология, 71 (4): 746–760, Дои:10.2307/3759186, JSTOR  3759186

дальнейшее чтение

• Дизи, М. (1982). «Спорообразование клеточной слизистой плесени Fonticula alba». Микология, 74 (4), 607. doe: 10.2307 / 3792748
• Браун, М. В. (2010) Размещение забытых форм слизи (Sappinia, Copromyxa, Fonticula, Acrasis и Pocheina) с использованием молекулярной филогенетики (Заказ № 3407349). Доступно в ProQuest Dissertations & Theses Global. (305185206).
• Барлоу, Л.Д., Дакс, Дж. Б., и Уайдман, Дж. Г. (2014). «От всех до (почти) ничего». Сотовая логистика 4 (1). лань: 10.4161 / cl.28114