Neocallimastigomycotas è una divisione di funghi endosimbiotici obbligati nel tratto digerente di mammiferi erbivori ruminanti e non ruminanti, nonché rettili erbivori. Possono essere unicellulari o multicellulari e avere spore flagellate (zoospore).
Fino a poco tempo fa erano considerati un ordine all'interno del phylum Chytridiomicota, ma nel 2007 il gruppo è stato elevato alla categoria phylum. Attualmente è suddiviso in 8 generi e sono state descritte circa 20 specie..
Le specie Neocallimastigomycotas si sviluppano in condizioni anaerobiche per le quali possiedono organelli specializzati chiamati idrogensomi. Questi organelli svolgono funzioni simili ai mitocondri negli organismi che vivono in condizioni aerobiche..
Durante il loro ciclo vitale formano zoospore che aderiscono al materiale vegetale. Successivamente questi si incistano e germinano. Man mano che si sviluppano, formano sporangi che daranno origine a nuove zoospore.
Questo gruppo di funghi svolge un ruolo importante nella complessa ecologia dell'apparato digerente degli erbivori. Inoltre, producono enzimi potenzialmente utili in biotecnologia che sono stati utilizzati come digestivi nelle formule alimentari per animali..
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I neocallimastigomycotas sono organismi endosimbiotici obbligati, cioè non si trovano nella vita libera, ma sono sempre associati al tratto digerente degli animali erbivori. Sono uni ai funghi multicellulari, con parete cellulare.
Producono talli vegetativi che sviluppano sporangi, da cui provengono le zoospore con uno o più flagelli. Queste zoospore situate nel rumine degli erbivori furono inizialmente classificate come protozoi.
Le zoospore sono considerate uniflagellate quando il 90% delle spore ha un singolo flagello e il restante 10% ha da due a quattro flagelli. I gruppi multiflagellati presentano zoospore con più di quattro flagelli e in alcune specie sono stati osservati fino a 17 flagelli.
I predatori noti di Neocallimastigomycotas, come i protozoi, attaccano le zoospore e producono enzimi che degradano le pareti cellulari del fungo..
Alcuni adattamenti interessanti che questi funghi presentano è che si sviluppano in un ambiente anaerobico. Non presentano mitocondri, citocromi e alcune caratteristiche biochimiche tipiche del ciclo di fosforilazione ossidativa.
Invece, hanno organelli specializzati simili ai mitocondri chiamati idrogensomi, che producono energia cellulare dal metabolismo del glucosio senza bisogno di ossigeno..
L'idrogenasi contenuta negli idrogenosomi produce idrogeno, CO2, formiato e acetato, come rifiuti metabolici. Questi composti, insieme al lattato e all'etanolo, sono i principali prodotti finali della fermentazione..
Sono prodotti dalla degradazione e dalla fermentazione fungina anaerobica di polisaccaridi della parete cellulare della pianta.
La capacità del Neocallimastigomycota di degradare le fibre vegetali assegna loro un ruolo biologico rilevante nella nutrizione di molti erbivori, principalmente ruminanti..
In questo senso, è stato sperimentato l'aggiunta di integratori di funghi anaerobici alla dieta, con ottimi risultati..
Per gli erbivori non ruminanti, come i polli, l'apporto del fungo non è efficace. Ciò probabilmente a causa della loro incapacità di sopravvivere nel tratto digestivo di questi tipi di animali..
Tuttavia, è riuscito ad aggiungere direttamente gli enzimi prodotti da Neocallimastigomycotas nei loro integratori alimentari..
Le capacità biochimiche di Neocallimastigomycotas li rendono inoltre potenzialmente utili in biotecnologia per la conversione della lignocellulosa in prodotti bioenergetici..
Le neocallimastigomycotas erano originariamente classificate come Chytridiomicotas. Successivamente, tenendo conto dei caratteri morfologici, ecologici e ulrastrutturali, è stato attribuito loro il rango di bordo.
Sono noti circa 8 generi e 20 specie di Neocallimastigomycotas, sebbene numerosi isolati non siano stati ancora classificati..
Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces Y Piromyces, hanno un tallo rizoidale ramificato fibroso con sporangi. Sopra Anaeromyces il tallo è policentrico (numerosi sporangi) con zoospore uniflagellate.
Neocallimastix è monocentrico (un singolo sporangio) con zoospore multiflagellate. Orpinomyces ha tallo policentrico e zoospore multiflagellate. Piromyces ha tallo monocentrico con zoospore uniflagellate.
Due generi hanno talli composti da cellule vegetative bulbose (micelio bulboso) e sporangi: Caecomyces Y Cyllamyces.
Differiscono perché Caecomyces ha una o pochissime zoosporangie, che cresce direttamente su cellule bulbose o alla fine di un semplice sporangioforo. Cyllamyces produce più sporangi in sporangiofori ramificati.
Vengono proposti due nuovi generi (Oontomyces Y Buwchfawromyces) sulla base di informazioni molecolari.
Questi funghi degradano la cellulosa e l'emicellulosa presenti nelle cellule vegetali che vengono consumate dagli erbivori che le ospitano..
Svolgono un ruolo importante nel processo digestivo di queste specie grazie alla produzione di enzimi cellulolitici, emicellulolitici, glicolitici e proteolitici, che scompongono i tessuti vegetali.
I neocallimastigomycota non sono a vita libera. Si trovano nell'ambiente anaerobico del rumine, dell'intestino posteriore e delle feci di erbivori ruminanti o non ruminanti.
Possono essere trovati principalmente nei mammiferi ruminanti sia addomesticati (pecore, capre, mucche e cavalli) che selvatici (yak, zebre, giraffe, gazzelle, scimmie, elefanti, rinoceronti, ippopotami, bisonti, lama, canguri tra gli altri). Abitano anche rettili erbivori, come l'iguana verde..
Il materiale vegetale che entra nel rumine è colonizzato da zoospore flagellate che vengono rilasciate dagli sporangi..
Le zoospore si legano al materiale vegetale orientato chemotatticamente (seguendo i segnali chimici degli zuccheri rilasciati dai detriti vegetali). Poi si liberano dei flagelli e dell'encist.
La germinazione avviene attraverso l'emissione di un tubo germinale dall'estremità opposta a dove si trovava il flagello..
Lo sviluppo della cisti è diverso nelle specie monocentriche e policentriche. Nelle specie monocentriche i nuclei rimangono nella cisti e vengono generati rizoidi anucleati (senza nuclei). La cisti cresce e forma un singolo sporangio (sviluppo endogeno).
Nelle specie policentriche si producono rizoidi nucleati che generano diversi sporangi (sviluppo esogeno).
Le cisti producono rizomicelia che cresce e penetra in profondità nei tessuti vegetali. Questi secernono enzimi che digeriscono il tessuto vegetale e ottengono i nutrienti necessari per produrre sporangi..
Quando lo sporangio matura, rilascia da uno a 80 zoospore. I funghi colonizzano principalmente i tessuti vascolari delle piante e quanto più fibrosa è la dieta, tanto maggiore è la popolazione fungina..
Si ritiene che le neocallimastigomycotas infettino gli animali ospiti per via aerea, attraverso strutture di resistenza.
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