ZYGOMYCOTA: KENMERKEN, SYSTEMATIEK, VOEDING, HABITAT - BIOLOGIE - 2024

Zygomycota is een parafyletische groep die meer dan 1.300 soorten schimmels met verschillende evolutionaire oorsprong groepeert. Deze hebben het gemeenschappelijke kenmerk dat ze zygosporen produceren, dit zijn dikwandige, hardwandige zygoten, waardoor seksuele voortplanting plaatsvindt.

Deze groep is een verzameling van zes lijnen waarvan de relaties nog moeten worden gedefinieerd: Mucoromycotina, Entomophthoromycotina, Mortierellomycotina, Zoopagomycotina, Glomeromycota en Kickxellomycotina.

Rijpe sporangiospora van Mucor sp. Door Photo Credit: Content Providers: CDC / Dr. Lucille K. Georg, via Wikimedia Commons

Zygomyceten zijn de groep schimmels met de grootste ecologische diversiteit. Het kunnen saprofyten zijn in substraten zoals fruit, aarde en mest, symbionten in de ingewanden van geleedpotigen, mutualisten van planten die mycorrhiza vormen en pathogenen van dieren, planten, insecten en andere schimmels.

In de voedingsindustrie worden verschillende soorten gebruikt bij de fermentatie van voedsel. Rhizopus oligosporus wordt gebruikt bij de bereiding van de belangrijkste tempeh van Indonesië, een gefermenteerd voedsel dat is afgeleid van sojabonen.

Rhizopus oryzae wordt gebruikt bij de productie van alcoholische dranken in Azië en Afrika. Actinomucor elegans wordt gebruikt bij de bereiding van tofu, een veelgebruikt voedsel op basis van soja in de oosterse keuken. Ze worden ook gebruikt als vleesvermalser, gele kleurstof voor onder andere margarine.

Aan de andere kant hebben sommige soorten een negatieve economische impact. Rhizopus stolonifer en soorten van het geslacht Mucor veroorzaken rotting van fruit, vooral van aardbeien.

Choanephora cucurbitarum is een plantpathogeen die de vrucht en bloemen van verschillende komkommerachtigen laat rotten. Soorten van het geslacht Mucorales veroorzaken levensbedreigende opportunistische infecties bij diabetische, immuunonderdrukte en immuungecompromitteerde patiënten.

Algemene karakteristieken

Mucoromycotina is de grootste en bekendste clade. Het omvat ongeveer 300 soorten, die in alle bodems voorkomen. Ze kunnen planten en andere schimmels infecteren. Ze zijn geïsoleerd in klinische monsters. Ze worden gebruikt bij de fermentatie van voedsel.

De verschillende lijnen waaruit de Zygomycota bestaat, hebben verschillende algemene kenmerken.

Entomophthoromycotina is de op een na grootste groep zygomyceten met ongeveer 300 soorten. Het omvat saprotrofe en entomopathogene zygomyceten, met bodem en afval geassocieerd. Het kunnen saprotrofe, facultatieve pathogenen en verplichte entomopathogenen zijn. Het is waarschijnlijk een van de eerste groepen landschimmels.

Mortierellomycotina herbergt meer dan 100 taxa van saprotrofe bodemorganismen. Alle soorten in dit subphylum zijn alomtegenwoordige bodembewoners en saprotrofen, sommige zijn ook plantensymbionten.

Glomeromycota omvat meer dan 250 beschreven soorten die alleen kunnen groeien op de wortels van waardplanten die arbusculaire mycorrhizae vormen. Er zijn oude fossielen met een morfologie van ongeveer 430 miljoen jaar die opmerkelijk veel lijken op die van moderne schimmels.

Kickxellomycotina en Zoopagomycotina omvatten ongeveer 180 soorten in elk subfylum. Veel van deze schimmels zijn parasieten van ongewervelde dieren, commensale geleedpotigen of saprotrofen. Sommigen van hen zijn belangrijk als ziekteverwekkers voor insecten.

Systematisch

Het systeem van schimmels bevindt zich in een reorganisatieproces. De traditionele classificatie van schimmels was uitsluitend gebaseerd op morfologische en fysiologische kenmerken die niet noodzakelijk de evolutionaire geschiedenis weerspiegelen.

De moderne classificatie van schimmels is voornamelijk gebaseerd op groepen die worden gedefinieerd door overeenkomsten in hun rDNA-sequenties.

Deze nieuwe methode heeft traditionele classificatieschema's veranderd. Een studie uit 2017 herkende acht schimmel-phyla, terwijl een jaar later een andere studie negen sub-koninkrijken en ten minste 18 phyla omschreef. Evenzo zijn de relaties op het niveau van familie, geslacht en soort nog niet opgelost.

Daarom worden de onderlinge relaties tussen soorten die in Zygomycota zijn gegroepeerd momenteel onderzocht. Erkend wordt dat dit een kunstmatige groep is, van parafyletische oorsprong, die momenteel geen geldig taxon vormt.

Deze groep is een verzameling van de taxa Mucoromycotina, Entomophthoromycotina, Mortierellomycotina, Zoopagomycotina, Mucoromycotina, Glomeromycota en Kickxellomycotina.

Voeding

Schimmels zijn heterotroof, ze voeden zich met voedingsstoffen die ze uit de omgeving opnemen. Zygomicoten kunnen saprotrofe, parasitaire of mutualistische symbionten zijn, afhankelijk van hun manier van voeden.

Saprotrofe zygomyceten voeden zich met afval van andere organismen, zoals dood plantaardig materiaal (bladeren, stammen, schors), karkassen of uitwerpselen.

De schimmels produceren enzymen die worden afgegeven aan de omgeving en versnellen de afbraak van organisch materiaal en de afgifte van voedingsstoffen aan de omgeving. Een deel van deze voedingsstoffen wordt opgenomen door schimmels en een ander deel wordt gebruikt door planten en andere organismen.

Parasitaire schimmels nemen hun voedsel op door de afbraak van het levende weefsel van hun gastheer en veroorzaken in de meeste gevallen de dood.

Schimmels die mutualistische symbiotische relaties tot stand brengen, voeden zich met producten die worden uitgescheiden door hun commensaal zonder hun overleving te schaden.

De soorten schimmels die mycorrhiza vormen, voeden zich met een constante bron van koolhydraten uit de plant. Terwijl de plant profiteert van het verhoogde vermogen van de schimmel om water en voedingsstoffen op te nemen en mineralen te mobiliseren.

Habitat

Zygomyceten zijn voornamelijk uit de grond geïsoleerd, waar ze snel elke bron van gemakkelijk afbreekbare koolhydraten of eiwitten koloniseren.

Ze kunnen ook worden geassocieerd met afval, dierlijke mest of ontbindend organisch materiaal.

Parasitaire soorten bewonen de ingewanden van insecten en in de weefsels van planten, dieren en andere schimmels.

Andere soorten kunnen ziekenhuis- of nosocomiale omgevingen koloniseren en een ernstig probleem voor de volksgezondheid worden.

Reproductie

De schimmels van deze groep vertonen seksuele en aseksuele voortplanting.

De soorten van de orde mucorales zijn de bekendste onder de zygomycotts vanwege hun belang op medisch gebied. De schimmels in deze groep planten zich seksueel voort door dikwandige, hardwandige zygoten, ook wel zygosporen genoemd. Deze worden gevormd in een zygosporangium, na de fusie van gespecialiseerde hyfen genaamd gametangia.

Levenscyclus Mucor sp. Door M. Piepenbring (M. Piepenbring), via Wikimedia Commons

Rijpe zygosporen ondergaan een verplichte rustperiode voordat ze ontkiemen. Bij de meeste soorten is de productie van zygosporen echter zeldzamer en de omstandigheden die nodig zijn voor hun vorming en ontkieming blijven onbekend.

Ongeslachtelijke voortplanting in mucorals vindt plaats door een multisporatie waarin eencellige en niet-beweeglijke sporangiosporen worden geproduceerd.

Mucorals produceren niet alleen droge, in de lucht verspreide sporangiosporen, maar ook natte sporangiosporen, die minder vatbaar zijn voor aerosolisatie. Dit is een belangrijk kenmerk dat het niveau van pathogeniteit bepaalt.

Zygomycose

Meer dan 30 soorten Zygomycota zijn betrokken bij menselijke infecties. Onder hen is Mucorales de meest voorkomende. Onder schimmelinfecties zijn zygomycosen uitzonderlijk ernstig, met een sterftecijfer van meer dan 50%.

De belangrijkste toegangsweg van zygomyceet-schimmels tot het lichaam, bij mensen, is via de luchtwegen. De eerste barrière die sporen ontmoeten, zijn de haarcellen van het ademhalingsepitheel. Degenen die wel vooruitgaan, komen alveolaire macrofagen tegen die de meeste sporen overspoelen en vernietigen.

Andere vormen van infectie ontstaan ​​door besmetting van wonden of ernstig trauma, oraal of door insectenbeten.

Patiënten met een verhoogd risico op infectie

De meeste infecties komen voor bij pasgeborenen die nog geen adequate immuunmechanismen hebben ontwikkeld, of bij immuungecompromitteerde gastheren, ontvangers van transplantaties en diabetespatiënten met ongecontroleerde ketoacidose en hoge serumijzerniveaus.

Bovendien zijn patiënten die corticosteroïden krijgen, deferoxamine bij dialysepatiënten, immunosuppressiva, neutropenie, ondervoeding, cytomegalovirusinfectie en wonden of brandwonden ook aandoeningen die de gevoeligheid voor het ontwikkelen van zygomycose vergroten.

Ziekenhuis- of nosocomiale infecties kunnen het gevolg zijn van besmette medische hulpmiddelen, bijv. Stomazaksystemen, zelfklevend verband, houten tongspatels, subcutane insuline-infusiepomp, peritoneale dialyse, intravasculaire hulpmiddelen. T

Het kan ook optreden door besmetting tijdens medische procedures zoals tandextracties, lokale anesthesie, intramusculaire injectie van corticosteroïden, vitamines en anticoagulantia, neusverpakking, transplantaatbesmetting en tijdens transplantatie.

Er zijn vijf belangrijke klinische manifestaties van zygomycose: rhinocerebrale, pulmonale, gastro-intestinale, cutane en verspreide:

Rhinocerebrale zygomycose

Het is de meest voorkomende vorm die aanwezig is bij hematologische en neutropenische diabetespatiënten. De eerste symptomen zijn niet-specifiek, waaronder hoofdpijn, veranderde mentale toestand, koorts en oogsyndroom, tranenvloed, irritatie of periorbitale anesthesie.

Eenzijdige visusstoornis en andere veranderingen die ptosis, proptosis of verlies van extraoculaire spierfunctie met zich meebrengen, zijn tekenen van infectie die voortschrijdt naar het retroorbitale gebied of het centrale zenuwstelsel.

Pulmonale zygomycose

Pulmonale zygomycose komt meestal voor bij patiënten met ernstige neutropenie, hematologische maligniteiten, die worden behandeld met corticosteroïden of bij diabetici. Symptomen zijn niet-specifiek en omvatten koorts, pijn op de borst en hoesten.

Gastro-intestinale zygomycose

Het is een zeer zeldzame vorm van infectie. Het wordt geassocieerd met ernstige ondervoeding en vroegtijdige bevalling. Aangenomen wordt dat de infectie het gevolg is van de opname van schimmels.

Symptomen zijn niet-specifiek en omvatten koorts, pijn, braken, diarree en obstipatie. De infectie kan leiden tot ischemisch infarct en ulceratie.

Cutane zygomycose

De infectie ontwikkelt zich bij patiënten die brandwonden of ander trauma hebben opgelopen. Het wordt veroorzaakt door directe inenting tijdens een ongeval of het kan nosocomiaal zijn.

De manifestatie van de ziekte omvat erytheem, pus, abcesvorming, weefselontsteking, necrose en pijn in het geïnfecteerde gebied.

Weefselnecrose kan zich ontwikkelen tot gangreneuze cellulitis. Huidinfectie kan secundair zijn bij patiënten met een uitgezaaide luchtweginfectie.

Verspreide zygomycose

Een infectie wordt als verminderd beschouwd wanneer er twee of meer niet-aangrenzende organen bij betrokken zijn. Deze vorm is het moeilijkst te controleren en vormt de grootste bedreiging voor de patiënt.

Ze omvatten vaak kolonisatie van de longen en het centrale zenuwstelsel, waarbij de long de primaire infectieplaats is. Andere interne organen kunnen tijdens de kolonisatie secundair worden binnengedrongen, waaronder de milt, de lever en zelfs het hart, waardoor pijn in het geïnfecteerde orgaan ontstaat.

Referenties

1. James, Timothy Y. en Kerry O'Donnell. 2007. Zygomycota. Microscopische 'Pin'- of' Sugar'-mallen. Versie 13 juli 2007 (in opbouw). Overgenomen van tolweb.org
2. Muszewska, A. Pawłowska, J. en Krzyściak, P. (2014). Biologie, systematiek en klinische manifestaties van Zygomycota-infecties. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 33 (8): 1273-1287.
3. Gryganskyi AP, Muszewska A (2014) Whole Genome Sequencing en de Zygomycota. Schimmel Genom Biol 4: e116. doi: 10.4172 / 2165-8056.1000e116
4. Wikipedia-bijdragers. (2018, 3 augustus). Zygomycota. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Opgehaald op 04:27, 14 oktober 2018. Genomen van en.wikipedia.org
5. Kavanagh, K. (2017). Fungi: Biology and Applications. Third Edition. Wiley Blackwell. Pp 408.
6. Koninklijke Botanische Tuinen (2018). Staat van de fungy van de wereld.