Différence entre Protistes et Champignons Différence Entre

Introduction

Protistes et Les champignons comprennent deux royaumes uniques de la vie. Les protistes démontrent une forte variance dans les caractères compliquant leur taxonomie. Les champignons sont beaucoup plus simples à caractériser. Les champignons ont divergé des Protistes il y a environ 1,5 milliards d'années [1], un phénomène qui entraînait la perte du flagelle durant la transition d'un habitat aquatique à un habitat terrestre avec développement concomitant de nouveaux mécanismes de dispersion des spores non aquatiques [2]. Les champignons ont adapté un ensemble reconnaissable de caractéristiques qui aident à clarifier leurs différences par rapport aux Protistes.

Différences cellulaires

Les protistes sont des organismes unicellulaires. La majorité des champignons sont multicellulaires et structurés en un système filamenteux allongé et filamenteux d'hyphes [1]. Les structures des hyphes ramifiés sont constituées d'une ou plusieurs cellules (généralement) enfermées dans une paroi cellulaire tubulaire [1]. La plupart des Protistes sont de forme sphérique, ce qui est sous-optimal pour obtenir de l'oxygène par diffusion. Les grands protistes ont une forme allongée pour répondre à leur besoin accru de diffusion d'oxygène [3].

Taille des cellules

Les protistes unicellulaires sont pour la plupart microscopiques mais de rares exemples ont été trouvés sur des milliers de mètres carrés [3]. Les champignons sont généralement assez grands pour être observés à l'œil nu mais il existe un grand nombre d'espèces microscopiques [1].

Membrane cellulaire

Les protistes peuvent contenir des parois cellulaires semblables à des plantes, des parois cellulaires ressemblant à des animaux et même des pellicules offrant une protection contre l'environnement extérieur [3]. Beaucoup de Protistes n'ont pas de paroi cellulaire [3]. Contrairement à la variété de membrane cellulaire Protist, une caractéristique déterminante des champignons est la présence omniprésente d'une paroi cellulaire chitineuse [14].

Organisation intracellulaire

Les champignons sont constitués d'un système alambiqué d'hyphae compartimenté par un système de cloisonnement des cloisons [1]. Les Septa n'ont été trouvés chez aucun Protiste [3]. Les septums fongiques divisent les hyphes en compartiments perméables [1]. La perforation des cloisons permet la translocation des organites, y compris les ribosomes, les mitochondries et les noyaux entre les cellules [3]. Les organites protistes existent dans un cytoplasme non compartimenté [3].

Appendices cellulaires

À la différence des champignons essentiellement stationnaires, les protistes sont mobiles [1, 3] et cette motilité différencie morphologiquement les protistes des champignons par l'ajout d'appendices cellulaires. Les protistes contiennent fréquemment des appendices comme les cils, les flagelles et les pseudopodes [3]. Les champignons n'ont généralement pas d'appendices cellulaires, bien qu'il existe de rares exemples d'appendices conidiens chez les champignons [4].

Respiration

Respiration des protistes

i) Respiration aérobie protiste

Les protistes obtiennent de l'oxygène par diffusion, ce qui limite leur capacité de croissance cellulaire [3].Certains Protistes comme les phytoflagellés réalisent à la fois le métabolisme autotrophe et le métabolisme oxydatif hétérotrophique [3]. Le métabolisme protiste fonctionne de manière optimale à travers une large gamme de températures et de quantités de consommation d'oxygène. C'est un sous-produit de la pléthore de niches qu'ils habitent, qui ont une vaste gamme de températures et de disponibilité d'oxygène [3].

ii) Respiration anaérobie protiste

La respiration anaérobie obligatoire existe chez les protistes parasitaires, une rareté pour les eucaryotes [3]. Beaucoup de protistes anaérobies obligatoires manquent de cytochrome oxydase entraînant des mitochondries atypiques [3].

iii) Respiration fongique

La plupart des champignons respirent en aérobie en utilisant des chaînes respiratoires ramifiées pour transférer les électrons du NADH vers l'oxygène [5]. Les NADH déshydrogénases fongiques sont utilisées pour catalyser l'oxydation de la matrice NADH et sont capables de le faire même en présence de certains inhibiteurs comme la roténone [5]. Les champignons utilisent également des oxydases alternatives pour respirer en présence d'inhibiteurs de l'ubiquinol: cytochrome c oxydoréductase et cytochrome c oxydase [5]. Les oxydases alternatives permettent probablement une pathogénicité efficace en présence de mécanismes de défense de l'hôte à base d'oxyde nitrique [5].

Osmorégulation

Les protistes qui habitent l'environnement aqueux ont une amplification des structures cellulaires non trouvées dans les champignons. Cette amplification permet un plus haut degré d'osmorégulation. Les vacuoles contractiles sont des organites protistes qui permettent l'osmorégulation et préviennent le gonflement et la rupture des cellules [3]. Les vacuoles contractiles sont entourées d'un système de tubules et de vésicules collectivement appelé spongiome qui aide à l'expulsion des vacuoles contractiles de la cellule [3]. Les vacuoles contractiles sont significativement moins abondantes chez les champignons [1, 3].

Différences mitochondriales

Génomes mitochondriaux protistes

Contrairement aux champignons, les génomes protistes mitochondriaux (mt) ont conservé un certain nombre d'éléments génomiques proto-mitochondriens ancestraux. Ceci est évident par la réduction des gènes chez les champignons fungi mtGenomes [6]. Prototype mtGenomes varient en taille du génome de 6kb de Plasmodium falciparum au génome de 77kb du choanoflagellé Monosiga brevicollis, une gamme plus petite que Fungi [6]. La taille moyenne de Protist mtGenome est de 40 kb significativement plus petite que la taille moyenne du génome mitochondrial fongique [6].

Les protistes mtGenomes sont compacts, riches en exon et souvent constitués de régions codantes qui se chevauchent [6]. L'espace intronique non-codant représente moins de 10% de la taille totale de Protist mtGenome [6]. Une grande partie de l'ADNmt de Protist n'a pas d'introns du groupe I ou du groupe II [6]. La teneur en A + T est plus élevée chez les Protist mtGenomes que chez les Fungi [6]. La teneur en gènes de Protist mtGenomes ressemble davantage aux mtGenomes des plantes qu'aux Fungal mtGenomes [6]. Contrairement aux champignons, Protist mtGenomes codent pour les ARN de sous-unités, qu'elles soient grandes ou petites [6].

Génomes mitochondriaux fongiques

Les champignons ont évolué à partir des Protistes et leur divergence est caractérisée par la réduction des gènes et l'ajout d'introns [6]. Par rapport aux mtGenomes protistes riches en gènes, les mtGenomes fongiques contiennent une pléthore de régions intergéniques comprenant des répétitions non codantes et des introns qui sont pour la plupart des introns du groupe I [7].Variation de la taille de mtGenome fongique est principalement expliquée par les régions d'intron plutôt que la variance basée sur le gène trouvé dans Protist mtGenomes [7]. Les régions intergéniques représentent jusqu'à 5kb de longueur dans les mtGenomes fongiques [7].

Bien que les mtGenomes de Protist contiennent plus de gènes, les mtGenomes fongiques contiennent une quantité significativement plus grande de gènes codant pour l'ARNt [6, 7]. Les tailles fongiques de mtGenome couvrent une plus grande gamme comparée aux protistes mtGenomes. Le plus petit mtGenome fongique connu est de 19 kbp, trouvé dans Schizosaccharomyces pombe [6]. Le plus grand mtGenome fongique connu est 100 kbp, trouvé dans Podospora anserina [6]. Contrairement aux Protist mtGenomes, la teneur en gènes de l'ADNmt fongique est relativement constante entre les organismes [6].

Sources de nutriments et stratégies d'acquisition des nutriments

Fungi Nutrient Acquisition

Les champignons utilisent le mycélium, leur collection d'hyphes, pour acquérir et transporter des nutriments à travers la membrane plasmique de leurs cellules [2]. Ce processus dépend fortement du pH de l'environnement à partir duquel les nutriments sont acquis [2]. Les champignons sont des saprotrophes qui acquièrent leurs nutriments principalement à partir de la matière organique dissoute de plantes et d'animaux morts en décomposition [1]. Toute digestion nécessaire des nutriments se produit de manière extracellulaire par la libération d'enzymes qui décomposent les nutriments en monomères à ingérer par diffusion facilitée [1]

Protist Nutrient Acquisition

Les protistes, au contraire, obtiennent leurs nutriments par diverses stratégies. Une tentative de catégoriser les stratégies d'acquisition des nutriments Protist définit six catégories [3]:

1. Les producteurs primaires photo-autotrophes - Utiliser la lumière du soleil pour synthétiser les nutriments à partir du CO2 et de l'eau.
2. Bacti- et détritivores - Se nourrissent de bactéries ou de détritus.
3. Saprotrophes - Se nourrissent de matières non vivantes digérées de manière extracellulaire et ensuite absorbées.
4. Algivores - Se nourrit principalement d'algues.
5. Omnivores non sélectifs - Se nourrissent de façon non sélective d'algues, de détritus et de bactéries.
6. Prédateurs des rapaces - Se nourrissent principalement de protozoaires et d'organismes des niveaux trophiques supérieurs.

Bon nombre des stratégies susmentionnées sont mixotrophiques. Par exemple, les producteurs primaires photo-autotrophes comprennent des organismes marins qui peuvent utiliser différents niveaux d'hétérotrophie permettant l'acquisition de nutriments qui ne nécessitent pas l'apport d'énergie du soleil lorsque la lumière du soleil est indisponible [3].

Différences reproductives

Protistes et champignons comprennent tous deux des espèces qui se reproduisent sexuellement et sexuellement. Les protistes sont uniques en ce sens qu'ils comprennent des organismes capables de se reproduire sexuellement et sexuellement au cours d'une même vie [8]. La complexité de certains cycles de vie des Protistes entraîne des variations morphologiques étonnantes au cours de la vie de l'organisme, ce qui permet des méthodes de reproduction distinctes [8]. Les changements morphologiques liés à la reproduction ne sont pas observés chez les champignons dans la mesure où ils sont chez les Protistes.

Différences reproductives asexuées

La reproduction asexuée chez les champignons se produit par la disparition des spores émanant des corps de fruits trouvés sur le mycélium ou par fragmentation du mycélium ou par bourgeonnement [9].La reproduction asexuée chez les Protistes se produit à travers une variété de méthodes. La fission binaire (division nucléaire unique) et la fission multiple (divisions nucléaires multiples) sont deux méthodes de reproduction aesexuelle courantes chez les Protistes [8]. Une autre stratégie de reproduction spécifique au Protisme est la Plasmotomie [8]. La plasmotomie se produit parmi les protistes multinucléés et entraîne une division cytoplasmique sans division nucléaire [8].

Différences sexuelles reproductives

La reproduction sexuelle est plus communément mise en œuvre par les champignons [8, 9]. Il est également plus complexe que la reproduction aesxuelle et nécessite donc une description plus détaillée pour établir une compréhension de la façon dont le processus diffère entre les Protistes et les champignons.

Reproduction sexuée fongique

Pendant la reproduction sexuée fongique, la membrane nucléaire et le nucléole (habituellement) restent intacts tout au long du processus [9]. La plasmogamie, la caryogamie et la méiose comprennent les trois stades successifs de la reproduction sexuée fongique [9]. La plasmogamie entraîne une fusion protoplasmique entre les cellules d'accouplement qui amène les noyaux haploïdes distincts dans la même cellule [9]. La fusion de ces noyaux haploïdes et la formation d'un noyau diploïde surviennent au stade de la caryogamie [9]. Vers la fin de la caryogamie, il existe un zygote et la méiose procède par la formation de fibres fusiformes dans le noyau. Cela rétablit l'état haploïde par la séparation des chromosomes diploïdes [9].

Les stratégies fongiques pour l'interaction des noyaux haploïdes pendant la reproduction sexuée sont plus variées chez les champignons que chez les protistes. Ces stratégies comprennent la formation de gamètes et la libération de gamétangies (organes sexuels), l'interaction gamétangienne entre deux organismes et l'interaction hyphae somatique [9].

Reproduction sexuelle des protistes

Les stratégies de reproduction sexuelle protiste sont presque entièrement différentes de celles employées par les champignons. Ces stratégies impliquent des processus uniques qui diffèrent en raison de la structure cellulaire, en particulier des appendices cellulaires disponibles pour le contact avec d'autres Protistes [8]. La formation et la libération des gamètes est une méthode de reproduction sexuelle parmi les protistes flagellés très mobiles [8]. La conjugaison est une méthode utilisée par les Protistes ciliés qui implique la fusion de noyaux gamétiques plutôt que la formation et la libération de gamètes indépendants [8]. L'autogamie, un processus d'autofécondation qui est encore considéré comme une forme de reproduction sexuelle, produit une homozygotie parmi la descendance d'une cellule parentale autofécondée [8].

Tableau récapitulatif

Comme résumé ci-dessus, les différences entre les Protistes et les Champignons sont vastes et peuvent être observées à tous les niveaux de la structure et dans toutes leurs interactions comportementales avec leur environnement. Cette revue est simplement un résumé des différences. Les références citées fournissent des explications plus approfondies pour ceux qui souhaitent en savoir plus.