Diferença entre Protistas e Fungos
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Introdução
Protistas e Fungos compreendem dois reinos únicos da vida. Os protistas demonstram uma variação robusta nas características que complicam sua taxonomia. Os fungos são muito mais simples de caracterizar. Os fungos divergiram dos protistas há cerca de 1,5 bilhão de anos atrás [1], um evento que implicou perda de flagelo durante a transição de um habitat aquático para terrestre, com o desenvolvimento concomitante de novos mecanismos de dispersão de esporos não aquáticos [2]. Os fungos adaptaram um conjunto reconhecível de características que ajudam a esclarecer suas diferenças em relação aos protistas.
Diferenças celulares
Protistas são organismos unicelulares. A maioria dos fungos é multicelular e estruturada em um sistema filamentoso alongado de hifas ramificadas [1]. As estruturas das hifas ramificadas consistem em uma ou (geralmente) mais células fechadas dentro de uma parede celular tubular [1]. A maioria dos protistas tem uma forma esférica, o que é subótimo para a obtenção de oxigênio por difusão. Protistas grandes têm uma forma alongada para acomodar sua crescente necessidade de difusão de oxigênio [3].
Tamanho da célula
Os protistas unicelulares são principalmente microscópicos, mas exemplos raros foram encontrados milhares de metros quadrados na área [3]. Os fungos são geralmente grandes o suficiente para serem observados a olho nu, mas existe um grande número de espécies microscópicas [1].
Membrana celular
Os protistas podem conter paredes celulares semelhantes a plantas, paredes celulares semelhantes a animais e até películas, fornecendo proteção contra o ambiente externo [3]. Muitos protistas não têm parede celular [3]. Em contraste com a variedade de membranas celulares Protist, uma característica definidora dos fungos é a presença onipresente de uma parede celular quitinosa [14].
Organização Intracelular
Os fungos são compostos por um sistema complicado de hifas compartimentadas por um sistema de partição de septos [1]. Septos não foram encontrados em nenhum protista [3]. Os septos fúngicos dividem as hifas em compartimentos permeáveis [1]. A perfuração dos septos permite a translocação de organelas, incluindo ribossomos, mitocôndrias e núcleos entre as células [3]. Organelas protistas existem em um citoplasma não compartimentalizado [3].
Apêndices celulares
Diferentemente dos Fungos estacionários, os protistas são móveis [1,3] e essa motilidade diferencia os protistas morfologicamente dos fungos pela adição de apêndices celulares. Protistas freqüentemente contêm apêndices como cílios, flagelos e pseudópodes [3]. Os fungos geralmente não têm apêndices celulares, embora existam exemplos raros de apêndices conidiais em fungos [4].
Respiração
Respiração Protista
i) Respiração aeróbica protista
Os protistas obtêm oxigênio por difusão e isso limita sua capacidade de crescimento celular [3]. Alguns protistas, como os fitoflagelados, realizam o metabolismo heterotrófico autotrófico e oxidativo [3]. O metabolismo do protista funciona otimamente através de uma ampla gama de temperaturas e quantidades de consumo de oxigênio. Este é um subproduto da infinidade de nichos que eles habitam, que têm uma vasta gama de temperaturas e disponibilidade de oxigênio [3].
ii) Respiração anaeróbica protista
A respiração anaeróbica obrigatória existe entre Protistas parasitas, uma raridade para eucariotos [3]. Muitos protistas anaeróbios obrigados não possuem citocromo oxidase, resultando em mitocôndrias atípicas [3].
iii) Respiração fúngica
A maioria dos fungos respira aerobicamente utilizando cadeias respiratórias ramificadas para transferir elétrons do NADH para o oxigênio [5]. As desidrogenases fúngicas do NADH são usadas para catalisar a oxidação da matriz NADH e são capazes de fazê-lo mesmo na presença de alguns inibidores como a rotenona [5]. Os fungos também usam oxidases alternativas para respirar na presença de inibidores do ubiquinol: citocromo c oxidoredutase e citocromo c oxidase [5]. As oxidases alternativas provavelmente permitem patogenicidade eficaz na presença de mecanismos de defesa do hospedeiro baseados em óxido nítrico [5].
Osmorregulação
Os protistas que habitam o ambiente aquoso têm uma amplificação de estruturas celulares não encontradas em fungos. Essa amplificação permite um maior grau de osmorregulação. Vacúolos contráteis são organelas protistas que permitem a osmorregulação e previnem o inchaço e a ruptura celular [3]. Os vacúolos contráteis são cercados por um sistema de túbulos e vesículas chamado coletivamente de esponioma que auxilia na expulsão dos vacúolos contráteis da célula [3]. Vacúolos contráteis são significativamente menos abundantes nos fungos [1,3].
Diferenças mitocondriais
Genomas mitocondriais protistas
Ao contrário dos fungos, os genomas mitocondriais (mt) protistas mantiveram vários elementos genômicos proto-mitocondriais ancestrais. Isso é evidente pela redução de genes nos mtGenomes dos fungos [6]. Protist mtGenomes variam em tamanho do genoma de 6kb de Plasmodium falciparum ao genoma de 77kb do coanoflagelado Monosiga brevicollis, um alcance menor que os fungos [6]. O tamanho médio do mtGenome do Protist é 40kb significativamente menor que o tamanho médio do genoma mitocondrial fúngico [6].
Os mtGenomes protistas são compactos, ricos em éxons e geralmente compreendem regiões codificantes sobrepostas [6]. O espaço intrônico sem codificação representa menos de 10% do tamanho total do mtGenome Protist [6]. Uma grande parte do mtDNA Protist não possui íntrons do grupo I ou do grupo II [6]. O conteúdo de A + T é mais alto nos mtGenomes do Protist em comparação com os Fungos [6]. O conteúdo gênico do mtGenomes do Protist se assemelha mais aos mtGenomes das plantas do que aos mtGenomes dos fungos [6]. Ao contrário dos fungos, os mtGenomes do Protist codificam para RNAs de subunidades grandes e pequenas [6].
Genomas mitocondriais fúngicos
Os fungos evoluíram a partir de Protistas e sua divergência é caracterizada pela redução de genes e adição de íntrons [6]. Comparado aos mtGenomes Protist ricos em genes, os mtGenomes Fungal contêm uma infinidade de regiões intergênicas compostas de repetições e íntrons não codificantes que são principalmente íntrons do grupo I [7]. A variação no tamanho do mtGenome dos fungos é explicada principalmente pelas regiões do íntron, em vez da variação baseada em genes encontrada nos mtGenomes do Protist [7]. As regiões intergênicas são responsáveis por até 5kb de comprimento nos mtGenomes dos fungos [7].
Embora os mtGenomes do Protist contenham mais genes, os mtGenomes do fungo contêm uma quantidade significativamente maior de genes codificadores de tRNA [6,7]. Os tamanhos de mtGenome de fungos abrangem uma faixa maior em comparação aos mtGenomes do Protist. O menor mtGenome Fungal conhecido é de 19 kbp, encontrado em Schizosaccharomyces pombe [6] O maior mtGenome Fungal conhecido é de 100 kbp, encontrado em Podospora anserina [6] Ao contrário dos mtGenomes Protist, o conteúdo gênico do mtDNA fúngico é relativamente consistente entre os organismos [6].
Fontes de nutrientes e estratégias de aquisição de nutrientes
Aquisição de nutrientes de fungos
Os fungos usam micélio, sua coleção de hifas, para adquirir e transportar nutrientes através da membrana plasmática de suas células [2]. Este processo é altamente dependente do pH do ambiente a partir do qual os nutrientes são adquiridos [2]. Os fungos são saprotróficos, adquirindo seus nutrientes principalmente a partir da matéria orgânica dissolvida de plantas e animais mortos em decomposição [1]. Qualquer digestão necessária de nutrientes ocorre extracelularmente pela liberação de enzimas que decompõem nutrientes em monômeros a serem ingeridos por difusão facilitada [1]
Aquisição de nutrientes Protist
Os protistas, por outro lado, obtêm seus nutrientes através de uma variedade de estratégias. Uma tentativa de categorizar as estratégias de aquisição de nutrientes Protist define seis categorias [3]:
- Produtores primários foto-autotróficos - Use a luz solar para sintetizar nutrientes de CO2 e H2O.
- Bacti- e detritivores - Alimente-se de bactérias ou detritos.
- Saprotróficos - Alimente-se de matéria não viva digerida extracelularmente e posteriormente absorvida.
- Algívoros - Alimente-se principalmente de algas.
- Onívoros não seletivos - Alimente-se de forma não seletiva de algas, detritos e bactérias.
- Predadores de Raptorial - Alimente-se principalmente de protozoários e organismos de níveis tróficos mais altos.
Muitas das estratégias acima mencionadas são mixotróficas. Por exemplo, os produtores primários foto-autotróficos incluem organismos marinhos que podem empregar níveis variados de heterotrofia, permitindo a aquisição de nutrientes que não requerem entrada de energia da luz solar quando a luz solar não está disponível [3].
Diferenças Reprodutivas
Protistas e Fungos incluem espécies que se reproduzem sexualmente e assexuadamente. Os protistas são únicos, pois incluem organismos capazes de reprodução aessexual e sexual na mesma vida [8]. A complexidade de alguns ciclos de vida protistas resulta em impressionantes variações morfológicas durante a vida do organismo, o que permite métodos distintos de reprodução [8]. Alterações morfológicas relacionadas à reprodução não são observadas nos fungos na medida em que estão nos protistas.
Diferenças reprodutivas aessexuais
A reprodução aessexual nos fungos ocorre através da perda de esporos emanados de corpos de frutas encontrados no micélio ou através da fragmentação do micélio ou através de brotamentos [9]. A reprodução aessexual em Protists ocorre através de uma variedade de métodos. A fissão binária (divisão nuclear única) e a fissão múltipla (múltiplas divisões nucleares) são dois métodos comuns de reprodução aessexual entre os Protistas [8]. Outra estratégia reprodutiva específica para o Protista é a Plasmotomia [8]. A plasmotomia ocorre entre protistas multinucleados e envolve divisão citoplasmática sem divisão nuclear [8].
Diferenças na reprodução sexual
A reprodução sexual é mais comumente implementada pelos fungos [8,9]. Também é mais complexo que a reprodução aesxual e, portanto, requer uma descrição mais detalhada para estabelecer uma compreensão de como o processo difere entre Protistas e Fungos..
Reprodução Sexual Fúngica
Durante a reprodução sexual dos fungos, a membrana nuclear e o nucléolo (geralmente) permanecem intactos durante todo o processo [9]. Plasmogamia, cariogamia e meiose compreendem os três estágios seqüenciais da reprodução sexual fúngica [9]. A plasmogamia envolve a fusão protoplasmática entre as células que acasalam, o que leva os distintos núcleos haplóides à mesma célula [9]. A fusão desses núcleos haplóides e a formação de um núcleo diplóide ocorre no estágio da cariogamia [9]. Perto do final da cariogamia, existe um zigoto e a meiose prossegue pela formação de fibras do fuso no interior do núcleo. Isso restabelece o estado haplóide através da separação diplóide dos cromossomos [9].
Estratégias fúngicas para interação dos núcleos haplóides durante a reprodução sexual são mais variadas nos fungos em comparação aos protistas. Essas estratégias incluem formação e liberação de gametas a partir de gametangia (órgãos sexuais), interação gametangia entre dois organismos e interação hifas somáticas [9].
Reprodução Sexual Protista
As estratégias de reprodução sexual protista são quase totalmente diferentes daquelas empregadas pelos Fungos. Essas estratégias envolvem processos únicos que diferem como resultado da estrutura celular, particularmente apêndices celulares disponíveis para contato com outros protistas [8]. A formação e liberação de gametas é um método reprodutivo sexual entre os protistas flagelados altamente móveis [8]. A conjugação é um método usado pelos protistas ciliados que envolve a fusão de núcleos gaméticos em vez da formação e liberação de gametas independentes [8]. A autogamia, um processo de auto-fertilização que ainda é considerado uma forma de reprodução sexual, produz homozigose entre a progênie de uma célula-mãe auto-fertilizada [8].
Tabela de resumo
Como resumido acima, as diferenças entre Protistas e Fungos são vastas e podem ser observadas em todos os níveis da estrutura e em todas as suas interações comportamentais com seus ambientes. Esta revisão é apenas um resumo das diferenças. As referências citadas fornecem explicações mais aprofundadas para os interessados em aprender mais.
