OOMYCETES: מאפיינים, מחזור חיים, תזונה, רבייה - ביולוגיה - 2025

Oomycetes או תבניות מים (Oomycetes או Oomycota) הם קבוצה של אורגניזמים מסווגים באופן מסורתי בין פטריות. בין המאפיינים המשותפים לשתי קבוצות האורגניזמים (פטריות ו- oomycetes) הם סוג הגידול, צורת התזונה והשימוש בנבגים במהלך ההתרבות. עם זאת, מחקרים מולקולריים הראו כי oomycetes אינם קשורים לפטריות אמיתיות.

מינים מסוימים הם טפילים של צמחים, שהם בין הפתוגנים ההרסניים ביותר של הגידולים. מחלות שהם גורמים הם אבק שתילים, ריקבון שורשים, אבקת עלים וטחב אדומים.

נגועים בפיטופטורה. נביטה ישירה של ספורנגיום על ידי צינור נבט. תצלום מאת HD ת'ורסטון. צולם ונערך מ- apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

הרעב הגדול, או רעב תפוחי אדמה אירי, נגרם על ידי אנמיקיטה בשם פיטופתורה infestans. הפתוגן מחק גידולי תפוחי אדמה איריים בשנות הארבעים של המאה העשרים.

באותה תקופה כמחצית מהאוכלוסייה הייתה תלויה אך ורק בגידול זה לצורך הישרדותם. אובדן היבולים גרם כמעט למיליון אנשים להרעיב למוות ומספר דומה לברוח מהאי בחיפוש אחר תנאי חיים טובים יותר.

מאפיינים

Oomycetes הם קבוצה של אורגניזמים, בעיקר מימיים, שיש להם קיר תא המורכב מ- ß- גלוקנים, פרולין ותאית. מחזור החיים שלו הוא בעיקר דיפלואיד.

ההיפות הן רב-סודיות או קו-צנוציטים וכמויות. המיסיליום מייצר ספטה אך ורק על מנת להפריד את התאלוס ממבני הרבייה.

רבייה א-מינית היא באמצעות נבגים דו-מיניים (zoospores) המיוצרים בזואוספורנגיה. רבייה מינית הטרוגמית ומתרחשת על ידי הזרקה ישירה של הגרעינים הזכריים (= זרע) של האנתרידיום לביצים הכלולות בעוגוניה.

גודל הגנום האופייני של oomycetes הוא 50 עד 250 מגה בייט (מגה), גדול מאוד בהשוואה לגודל של פטריות, שהוא 10 עד 40 מגה.

טקסונומיה

באופן מסורתי המומיקטים סווגו בתוך ממלכת הפטריות (פטריות). עם זאת, מחקרים מולקולריים וביוכימיים הובילו לכך שהם הועברו לממלכת פרוטיסטה. הם שייכים לפילומה Heterokontophyta, Class Oomycota. השיעור מכיל עד היום 15 הזמנות.

מעגל החיים

בשלב המגיפה מפוזרים oomycetes על ידי רוח או מים, באמצעות ספורנגיה א-מינית. ספורנגיה אלה יכולים לנבוט ישירות ויוצרים היפות פולשניות.

נביטת הספורנגיום יכולה להיות גם עקיפה, ומשחררת זואוספוריות ניידות. זואוספוריות נמשכות אל פני השטח של מארחים עתידיים. בחלק מהמינים, הנביטה הישירה או העקיפה של הספורנגיום תלויה בטמפרטורה הסביבתית.

כאשר נובטים, הספורנגיה וזואוספורס יוצרים צינורות נבט, אשר ידביקו דרך היווצרות מבני אפרסוריה וחדירה.

לאחר החדירה, ההייפות יגדלו גם בין ובין תאיות במארח. לאחר 3 ימי צמיחה לפחות, ההייפות יכולות ליצור ספורנגיה חדשה שתתפשט כדי להדביק אורגניזמים חדשים.

רבייה מינית מתרחשת באמצעות ייצור של גמטנגיה: oogonia ואנתרידיה. כל פרט מייצר בדרך כלל גם אנתרידיה וגם עוגוניה. בחלק מהמינים יש לחצות את ההתרבות (הטרוטלי), באחרים יכולה להיות הפריה עצמית (הומותלית).

בתוך הגמטנגיה מתרחשת חלוקה מיוטית. אווספרה אחת או יותר מיוצרות ב- oogonia. זרע מסולף נעדר אצל oomycetes. באנתרידיום נוצרים גרעינים הפועלים. האנתרידיום צומח לתוך העוגוניה ויוצר את צינורות ההפריה. צינורות ההפריה חודרים לאוזיאוס, ומעבירים את הגרעינים הפועלים.

גרעינים אלה מפרסים את האוספרות, ומולידים oospore דיפלואידי קירות עבה. האוספור ששוחרר יכול להישאר במדיום זמן רב לפני שנבוט ומייצר היפה שתפיק במהירות ספורנגיום.

תְזוּנָה

הרבה oomycetes הם saprophytes, אחרים הם טפילים. מינים מסוימים משלבים את שני אורח החיים. מינים טפיליים התאימו לטפיל קבוצות אורגניזמים שונים, כמו צמחים, נמטודות, חוליות וחולי סרטנים.

אורגניזמים Saprophytic מבצעים עיכול חיצוני של המזון שלהם, מפריש אנזימים, וסופג לאחר מכן את המולקולות המומסות הנובעות מהעיכול.

Oomycetes טפילי יכול להיות ביוטרופי, המביוטרופי או נקרוטרופי. מינים ביוטרופיים משיגים את חומרי התזונה שלהם מרקמות חיות באמצעות היפה ייעודית הנקראת האוסטוריום.

המביוטרופים ניזונים תחילה מרקמות חיות והורגים את מארחם בשלב מאוחר יותר. נקרוטרופים מפרישים רעלים ואנזימים ההורגים תאים מארחים ואז מקבלים מהם חומרים מזינים.

שִׁעתוּק

לֹא מִינִי

Oomycetes להתרבות בצורה מינית באמצעות sporangia. הספורנגיה יוצרת נבגים דו-מפלגיים הנקראים ז'וספורס. אצל oomycetes יכולים להיות שני סוגים של זואוספרות, ראשוניים ומשניים.

בראש הכתובות מופיעים הדגלונים בקצה הקצה. שטחי זואוספור משניים, בעלי מראה אחיד, מוחדרים לרוחב. במקרים מסוימים הספורנגיה אינה יוצרת נבגים, אלא נובעת ישירות. זה נחשב כהסתגלות לחיים יבשתיים.

מִינִי

רבייה מינית מתרחשת באמצעות אויגמי. ייצור של גמטות מין מתרחש בגמטנגיה. הגמטנגיום הנשי, או אויגוניום, הוא בדרך כלל גדול ויוצר, על ידי מיוזה, מספר אוספרות. הזכר, או האנתרידיום, ייצר גרעינים אובלים.

האנתרידיום יגדל לעבר האוגוניום ויכניס דרך צינורות ההפריה את הגרעינים הפועליים לתוך העוגוניום. אופן ההתקשרות של האנתרידיום לאוגוניום יכול להשתנות.

במקרים מסוימים, האנתרידיום מצטרף לרוחב העין, המכונה paragyne. אצל אחרים, הגמנטגיו הגברי מקיף את בסיס העוגוניום (amphiginum). איחוי של הגרעין הפאולידי הזכרי עם גרעין האוספרה כדי להוליד אווספור דיפלואידי מתרחש ב- oogonium.

מחלות

בצמחים

כמה מהמחלות הידועות יותר הנגרמות על ידי oomycetes בצמחים כוללות שבר מאוחר של תפוחי אדמה, טחב ענבים ענבים, מוות פתאומי של אלון, ורקב שורש וגבעול של סויה.

במהלך ההדבקה, פתוגנים אלה משיגים קולוניזציה של מארחיהם, ומוונים את ההגנה הצמחית באמצעות סדרה של חלבונים מעלי מחלה.

אפקטורים אלה מסווגים לשתי מחלקות על פי אתרי היעד שלהם. אפקטורים אפופלסטיים מופרשים לחלל החוץ תאי של הצמח. לעומת זאת, הציטופלזמה מוחדרת לתא הצומח דרך ההאוסוריה של המומיקטה.

הסוג פיטופטורה כולל פטיופתוגנים המביוטרופיים (למשל P. infestans, P. sojae) ופקטרופתוגנים נקרוטרופיים (למשל P. cinnamomi). מינים מסוג זה השפיעו בצורה קשה על החקלאות,

Infestans של פיטופורה, הגורם לאיחור מאוחר בתפוחי אדמה ואחראי לרעב הגדול של שנות הארבעים, יכול להדביק מגוון מיני צמחים שאינם תפוחי אדמה, כמו עגבניות ושעועית סויה. מין זה יכול להדביק את הצמח כולו, פקעות, שורשים או עלים, מה שמוביל למותו של הצמח.

Phytophthora ramorum, מצידו, מייצר את הזיהום הנקרא מוות אלון פתאומי, הפוגע בעצים ובשיחים אלה ואחרים הגורמים למוות מהיר.

פיטופתוגנים אחרים

Plasmopara viticola, הגורם לטחב זרעי גפן, הוצג מצפון אמריקה לאירופה בסוף המאה ה -19. היא מאופיינת בהתקפה של עלווה ואשכולות.

התסמינים שעלים הם נגעים צהובים עם קצוות מטושטשים, קוטר של 1 עד 3 ס"מ. ככל שהמחלה מתקדמת, היא יכולה לייצר נמק של העלים ואפילו נימוס מוחלט של הצמח.

Plasmopara vitícola. גורם סיבוב טחב גפן על הגפן. צולמה ונערכה מ- https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

אפנומיצ'ס euteiches גורם להירקב שורש בקטניות רבות. זה נחשב לפתוגן המגביל ביותר את תפוקת גידולי האפונה באזורים מסוימים בעולם. מינים אחרים מסוג זה משפיעים על בעלי חיים, הן בתי גידול יבשתיים והן מימיים.

אצל בעלי חיים

Aphanomyces astaci הוא טפיל ספציפי של הסרטנים, מאוד פתוגני למינים אירופאים. זה גרם להיעלמות של חלק גדול מהאוכלוסיות האירופיות של סרטנים ממשפחת Astacidae.

זואוספוריות Oomycete נמשכות לאותות כימיים מהסרטן והאנצסט על ציפורן הסרטנים. הציסטות נובלות ומייצרות mycelium הצומח במהירות בציפורן, עד שהוא מגיע לחלל הגוף הפנימי. לאחר הגעת הרקמות הפנימיות מתות הסרטנים תוך 6 עד 10 יום.

בני aprolegnia של הסוג גורמים לקבוצת המחלות הנקראות saprolegniosis התוקפים דגים או ביציהם. ביניהם נמק עור כיבית הוא אחת המחלות החשובות ביותר הפוגעות במינים סלמוניים. מחלה זו השפיעה מאוד על אוכלוסיות הסלמון בנהרות בריטיים בסוף המאה ה -19.

Saprolegnioses מאופיינים בכתמים לבנים או אפורים של מיסליום נימה על הדגים. הזיהום מתחיל ברקמת האפידרמיס ויכול להתפשט פנימה.

זה יכול גם להפיל ביציות ולעיתים קרובות הוא נראה כמסה לבנה של כותנה על פני ביצים או דגים באקווריומים ביתיים. לאחרונה, aprolegnia ferax היה קשור בירידה באוכלוסיות דו-חיים.

Pythiosis היא מחלה הנגרמת על ידי oomycete Pythium insidiosum. מחלה זו מאופיינת בנגעים גרנולומטיים בעור, בדרכי העיכול או באיברים שונים.

זואוספוריות Oomycete מתפתחות במים עומדים באזורים הטרופיים והסובטרופיים ונכנסים למארח דרך פצעי עור. לאחר שהגיעו למארח, זואוספוריות מתחנפות ופולשות לרקמת המארח. זה משפיע על סוסים, חתולים, כלבים ולפעמים גם על בני אדם.

הפניות

1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). הפילוגניות האבולוציונית של תובנות oomycetes שנצברו ממחקרים על טפילים הולוקארפיים של אצות וחסרי חוליות. בתוך: ק 'למור, ש' כמון (Edds.), גנטיקה Oomycete וגנומיקה: גיוון, אינטראקציות, וכלים מחקריים. ג'ון וויילי ובניו בע"מ
2. HS Judelson (2009) רבייה מינית ב- oomycetes: ביולוגיה, גיוון ותרומות לכושר. בתוך: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics and genomics: מגוון, אינטראקציות, וכלים מחקריים. ג'ון וויילי ובניו בע"מ
3. ס 'קמון (2003). גנטיקה מולקולרית של Oomycetes פתוגניים. תא אוקריוטי.
4. ג'יי מקונן (2013). הפתוגן של מכת הסרטנים Aphanomyces astaci. גיוון גנטי והתאמה למין המארח. פרסומי אוניברסיטת מזרח פינלנד. עבודות עבודות ייעור ומדעי הטבע מס '105
5. S.-K. אה, ש. קמון, ד. צ'וי. (2010). משפעי Oomycetes RXLR מתפקדים כאקטיב והן כמדכא חסינות צמחית. עיתון הפתולוגיה הצמחית.
6. ב. פאולה, מ.מ. סטסיוב (2004). Saprolegnia multispora, oomycete חדש מבודד מדגימות מים שנלקחו בנהר באזור בורגונדי בצרפת. מכתבי מיקרוביולוגיה של FEMS.