ASCOMYCETEN: EIGENSCHAFTEN, ERNÄHRUNG, LEBENSRAUM, FORTPFLANZUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Ascomyceten oder Pilze Ascomycota bilden die Phyla Ascomycota innerhalb des Subkönigreichs Dikarya. Es enthält ungefähr 33.000 Arten, die in verschiedenen Lebensräumen auf dem ganzen Planeten verbreitet sind.

Das Hauptmerkmal von Ascomyceten ist das Vorhandensein von Ascosporen (sexuellen Sporen), die in kleinen Säcken namens Asci eingeschlossen sind. Sie können einzellig (Hefe) oder mehrzellig sein und einen Körper (Myzel) bilden, der aus filamentösen Strukturen (Hyphen) besteht.

Vielfalt der Ascomyceten

Die Hyphen sind septiert und präsentieren kleine zelluläre Organellen, sogenannte Worenin-Körper. Der Satz von Hyphen erzeugt ein Pseudogewebe, das Plektrenchym genannt wird.

Allgemeine Charakteristiken

Reproduktion

Die Fortpflanzung von Ascomyceten kann asexuell oder sexuell sein. Im Allgemeinen überwiegt der asexuelle Zustand (anamorph) gegenüber dem sexuellen Zustand (telomorph).

Die asexuelle Fortpflanzung kann durch Chlamydosporenbildung, Spaltung, Knospung, Fragmentierung oder Produktion von Konidien erfolgen. Bei der sexuellen Reproduktion treten die Prozesse der Fusion von Zytoplasmen (Plasmogamie), der Fusion von Kernen (Karyogamie) und der Meiose zur Bildung von Ascosporen auf.

Ernährung

Diese Pilze sind heterotrop, mit saprophytischen, parasitären, symbionten und fleischfressenden Arten. Saprophyten können fast jedes Kohlenstoffsubstrat abbauen.

Symbionten bilden Assoziationen mit Algen (Flechten), mit den Blättern und Wurzeln von Pflanzen (Endophyten) oder mit ihren Wurzeln (Mykorrhizen) sowie mit verschiedenen Arthropoden.

Krankheiten

Parasitäre Arten sind reichlich vorhanden und für verschiedene Krankheiten in Pflanzen verantwortlich, wie z. B. Welken, die von Arten der Gattung Fusarium produziert werden.

Sie können beim Menschen auch Krankheiten wie Lungenentzündung (Pneumocystis carinii) oder Candidiasis (Candida albicans) verursachen. Die Fleischfressergruppe ist auf die Ordnung der Orbiliomyceten beschränkt, die im Allgemeinen Nematoden fangen.

Subphiles

Die Monophyse der Ascomyceten wurde in phylogenetischen Studien als Schwestergruppe der Basidiomyceten nachgewiesen. Es wurde traditionell in drei Subphyla unterteilt: Taphrinomycotina, Saccharomycotina und Pezizomycotina, die sich durch die Anordnung ihrer Zellen und sexuellen Strukturen unterscheiden.

Taphrinomycotina scheint paraphyletisch zu sein, während die anderen Gruppen monophyletisch sind. Pezizomycotina enthält die größte Anzahl von Arten, unterteilt in dreizehn Klassen und vierundfünfzig Ordnungen.

In Saccharomycotina gibt es die meisten Hefespezies wie Saccharomyces cerevisiae, die unter anderem zur Fermentation von Brot und Bier verwendet werden.

Morphologie

Ascomyceten können einzellig oder mehrzellig sein. Sie präsentieren eine Zellwand aus Glucanen und Chitin. In der Zellwand der Hefe (einzellige Spezies) befindet sich eine größere Menge an Glucanen.

Mehrzellige Arten bestehen aus filamentösen Strukturen, die von mehreren Zellen gebildet werden, die als Hyphen bekannt sind und zusammen den vegetativen Körper des Pilzes (Mycel) bilden.

Hefen können kurze Filamente bilden, wenn neue Zellen erzeugt werden, sogenannte Psedomicels. Einige Arten weisen beide Wachstumsformen auf (dimorph).

Bei Ascomyceten sind die Hyphen septiert und weisen eine Pore zwischen den Septen auf, durch die sich das Zytoplasma von einer Zelle zur anderen und manchmal zu den Kernen bewegen kann. Worenin-Körper sind Doppelmembran-Mikrokörper, die sich in der Nähe der Pore befinden und vermutlich dazu beitragen, die Bewegung des Zytoplasmas zwischen den Zellen zu verhindern.

Hyphen können sich verflechten und eine gewebeartige Struktur bilden, die als Plektrenchym bezeichnet wird. Diese wird als Prosenchym bezeichnet, wenn eine Hyphe von einer anderen unterschieden werden kann, und als Pseudoparenchym, wenn sie nicht individualisiert werden können.

Das Merkmal, das alle Ascomyceten gemeinsam haben, ist das Vorhandensein von Ascosporen (Geschlechtssporen), die sich aus spezialisierten Strukturen bilden, die Asci genannt werden.

Phylogenie und Taxonomie

Die Ascomyceten bilden eine monophyletische Gruppe, die der Bruder der Basidiomyceten ist und das Dikarya-Unterreich bildet. Dieses Phyllum wurde traditionell in drei Unterphyllum unterteilt: Taphrinomycotina, Saccharomycotina und Pezizomycotina.

Taphrinomycotina gilt als paraphyletisch und wurde in fünf Klassen unterteilt, darunter Hefe-, mehrzellige und dimorphe Arten.

Die meisten Hefen kommen in Saccharomycotina vor. Sie haben nicht viel morphologische Vielfalt, obwohl in einigen Fällen Pseudomycelien gebildet werden.

Pezizomycotina ist die größte Gruppe mit dreizehn Klassen und umfasst saprophytische, symbiontische, parasitäre und fleischfressende Arten. Die Morphologie der Fortpflanzungsstrukturen ist sehr unterschiedlich und verschiedene Gruppen von Pezizomycotina werden an der Art des Ekels erkannt.

Ernährung

Ascomyceten sind Heterotrophe und beziehen ihre Nahrung auf unterschiedliche Weise sowohl von lebenden als auch von toten Organismen.

Saprophytische Arten

Saprophytische Arten zersetzen verschiedene Verbindungen als Kohlenstoffquellen, wie Holz, den Körper einiger Arthropoden, und einige Arten können sogar Brennstoff oder Wandfarbe zersetzen.

Hefen

Bei Hefen können sie alkoholisch fermentieren, wodurch verschiedene Produkte für den menschlichen Verzehr entstanden, darunter Brot, Bier oder Wein.

Symbiote-Gruppen

Symbiontengruppen sind mit anderen Organismen verwandt und bilden unterschiedliche Assoziationen. Flechten sind Assoziationen von Algen oder Cyanobakterien mit verschiedenen Arten von Ascomyceten.

In diesem Zusammenhang beziehen die Pilze ihre Nahrung aus dem Photosynthesevorgang der Algen und bieten den gleichen Schutz gegen Austrocknung und eine größere Wasseraufnahmefähigkeit.

Mykorrhizen

Mykorrhizen sind Assoziationen verschiedener Gruppen von Pilzen, einschließlich verschiedener Arten von Ascomyceten, mit den Wurzeln von Pflanzen. Die Hyphen des Pilzes breiten sich im Boden aus und absorbieren Wasser und Mineralien, die von der Pflanze verwendet werden, während sie Zucker liefern, die durch Photosynthese erzeugt werden.

Innerhalb der Mykorrhizagruppen zeichnen sich die Arten der Gattung Tuber, aus denen Trüffel bestehen, durch ihren wirtschaftlichen Wert aus, der für den Geschmack und das Aroma, das sie Lebensmitteln verleihen, hoch geschätzt wird.

Endophytische Ascomyceten

Endophytische Ascomyceten sind solche, die sich während ihres Lebenszyklus in lebenden Pflanzengeweben entwickeln. Diese Pilze bieten offenbar den Pflanzenschutz gegen Pflanzenfresser und Krankheitserreger.

Ameisen der Gattung Apterostigma haben eine symbiotische Beziehung zu Pilzen der Gattung Phialophora (schwarze Hefen), die sich am Brustkorb der Ameise entwickeln.

Parasitengruppen

Parasitäre Gruppen innerhalb von Ascomyceten sind reichlich vorhanden. Diese sind die Ursache für verschiedene Krankheiten bei Pflanzen und Tieren.

Bei Tieren fallen Candida albicans, die Candidiasis verursachen, Pneumocystis carinii, der Erreger der Lungenentzündung, und Trichophyton rubrum, der für den Fuß des Athleten verantwortlich ist, auf. In Pflanzen verursacht Fusarium oxysporum in verschiedenen Kulturen Welken und Nekrose, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt.

Die Orbiliomyceten-Ordnung besteht aus Arten, die als fleischfressend gelten und Klebefallen aufweisen, die Nematoden einfangen, die sich später zersetzen, um die in ihrem Körper enthaltenen Nährstoffe zu erhalten.

Lebensraum

Ascomyceten sind kosmopolitisch und wachsen in verschiedenen Lebensräumen. Sie können sich sowohl in Süßwasser- als auch in Meeresgewässern entwickeln, hauptsächlich als Parasiten von Algen oder Korallen.

In terrestrischen Umgebungen können sie von gemäßigten in tropische Zonen verteilt werden und in extremen Umgebungen vorhanden sein.

Zum Beispiel wächst Coccidioides immitis in Wüstengebieten von Mexiko und den Vereinigten Staaten und ist die Ursache einer Lungenkrankheit, die als San Joaquin Valley-Fieber bekannt ist.

Viele Flechten sind in der Antarktis weit verbreitet, wo mehr als 400 verschiedene Symbionten gefunden wurden. Die Verteilung der parasitären Gruppen ist mit der ihres Wirts verbunden.

Reproduktion

Ascomycota haben sexuelle und asexuelle Fortpflanzung. Der asexuelle Zustand (anamorph) besteht aus den Hyphen, die haploide sind. Dies ist die häufigste Art und Weise, wie wir diese Pilze in der Natur finden können.

Tatsächlich ist für viele Arten der sexuelle Zustand (Telomorph) nicht bekannt, was seine korrekte Klassifizierung schwierig macht.

Asexuelle Reproduktion

Dies kann durch Spaltung, Knospung, Fragmentierung, Chlamydosporen und Konidienbildung geschehen. Spaltung und Knospung treten in Hefen auf und beide bestehen aus der Aufteilung einer Zelle in zwei Tochterzellen.

Der Unterschied besteht darin, dass bei der Spaltung zwei gleich große Zellen gebildet werden und beim Knospen die Teilung ungleich ist und eine Zelle bildet, die kleiner als die Mutterzelle ist.

Die Fragmentierung besteht in der Trennung eines Myzelstücks, das seinem Wachstum unabhängig folgt. Chlamydosporen werden durch Verdickung der Septen gebildet, die eine Zelle bilden, die größer ist als die anderen, die die Hyphe bilden, die dann freigesetzt wird, um ein neues Myzel zu bilden.

Die Bildung von Konidien (asexuelle Sporen) ist die häufigste Art der asexuellen Fortpflanzung bei Ascomyceten. Sie stammen von einer speziellen Hyphe namens Conidiophor, die einzeln oder gruppiert in verschiedenen Formen auftreten kann.

Konidien sind sehr resistent gegen Austrocknung und erleichtern so die Verbreitung von Pilzen.

Bei Flechten (Symbiose zwischen Algen und Ascomyceten) ist eine Gruppe von Algenzellen von den Hyphen des Pilzes umgeben und bildet eine als Soredium bekannte Struktur, die sich von der elterlichen Flechte löst und einen neuen Symbionten hervorbringt.

Sexuelle Fortpflanzung

Wenn Ascomyceten in die sexuelle Phase eintreten, bilden sich eine weibliche Struktur namens Ascogonium und eine männliche Struktur, das Antheridium. Beide Strukturen verschmelzen (Plasmogamie) und bilden den Asco (Sack, in dem die Ascosporen produziert werden).

Anschließend vereinigen sich die Kerne der beiden Strukturen (Karyogamie) und dann tritt diese neue diploide Zelle in die Meiose ein, wodurch vier haploide Zellen entstehen.

Die entstehenden Zellen teilen sich durch Mitose und bilden acht Ascosporen. Bei einigen Arten kann eine größere Anzahl von Teilungen auftreten und es treten zahlreiche Ascosporen auf.

Asci haben verschiedene Formen und ihre Eigenschaften sind für die Klassifizierung von Ascomyceten von großer Bedeutung. Diese können in Form einer Tasse (Apothecium), einer Pyriform (Perithecium) oder mehr oder weniger abgerundeten Strukturen (Kleistocecio) geöffnet sein.

Die Freisetzung von Ascosporen kann durch kleine Poren oder durch eine Kappe (Operculum) im Ascus erfolgen.

Verweise

1. Berbee, M. (2001). Die Phylogenie pflanzlicher und tierischer Krankheitserreger in der Ascomycota. Physiological and Molecular Plant Pathology 59: 165 & ndash; 187.
2. Little, A. und C Currie (2007). Symbiotische Komplexität: Entdeckung eines fünften Symbionten in der Symbiose der Ameisen-Mikroben. Lette. 3; 501–504.
3. MacCarthy, C und D Fitzpatrick (2017). Mehrere Ansätze zur phylogenetischen Rekonstruktion des Pilzreichs. Genet. 100: 211 & ndash; 266.
4. Money, N (2016). Pilzvielfalt. In: Watkinson, S; Boddy, L. und Money, N (Hrsg.) Die Pilze. Dritte Edition. Akademische Presse, Elsiever. Oxford, Großbritannien. 1-36.
5. Murat, C, A Vizzini, P Bonfante und A Mello (2005). Morphologische und molekulare Typisierung der unterirdischen Pilzgemeinschaft in einem natürlichen Tuber magnatum-Trüffelboden. FEMS Microbiology Letters 245: 307–313
6. Sancho, L und A Pintado (2011). Pflanzenökologie der Antarktis. Ecosystems 20: 42-53.
7. Schulz, B., C. Boyle, S. Draeger, A. Rommert und K. Krohn (2002). Endophytische Pilze: eine Quelle für neuartige biologisch aktive Sekundärmetaboliten. Mycol. Res. 106: 996 & ndash; 1004.
8. Yang, E, X Lingling, Y Yang, Z Zhang, M Xiang, C Wang, Z An und X Liu (2012). Ursprung und Entwicklung des Fleischfressers in der Ascomycota (Pilze). Natl. Acad. Sci. 109: 10960 & ndash; 10965.