I lieviti sono multicellulari: perché, come e approfondimenti e fatti dettagliati?

by

Il lievito è multicellulare o no è una domanda molto spinosa. I lieviti sono uno dei funghi economicamente più importanti con più di 1,500 specie in tutto il mondo. Proviamo a scoprire se i lieviti sono pluricellulari o no?

I lieviti sono per lo più unicellulari, evoluti da antenati pluricellulari. In alcuni casi possono adattare caratteristiche multicellulari o a seconda dei fattori ambientali possono alternare il ciclo di vita unicellulare e multicellulare, quindi possiamo dire che i lieviti sono facoltativamente multicellulari.

Nel caso del lievito Baker o Saccharomyces cerevisiae, può adattare in esso caratteristiche multicellulari formando colonie o con altri meccanismi. Quindi possiamo dire che i lieviti sono per lo più unicellulari ma in alcuni casi sono facoltativamente pluricellulari.

Per saperne di più sugli Eucarioti leggi l'articolo Esempi di cellule eucariotiche: approfondimenti dettagliati

Cos'è la multicellularità facoltativa?

Facoltativo significa opzionale quindi in parole semplici la multicellularità facoltativa è una condizione in cui gli organismi unicellulari possono essere in grado di raggiungere caratteristiche multicellulari a seconda di fattori esterni.

La multicellularità facoltativa è una condizione in cui una specie che è naturalmente unicellulare, può essere in grado di adattare caratteristiche multicellulari. Alcuni fattori ambientali specifici innescano l'adattamento dell'organismo unicellulare. In risposta quell'individuo unicellulare diventa una parte del corpo multicellulare. Dopo aver superato quel particolare ostacolo può tornare alla sua precedente forma unicellulare.

La multicellularità facoltativa può presentarsi in due forme diverse, la prima è il modo più semplice per raggiungere la multicellularità, cioè formare un ciuffo attaccandosi tra loro (cellule unicellulari). La seconda è più complessa della prima, la differenziazione cellulare.

Esempi di multicellularità facoltativa:

Lievito di pane (saccharomyces cerevisiae) è il multicellulare facoltativo più comune.

I lieviti sono multicellulari?

Saccharomyces cerevisiae da Comuni di Wikimedia

Cause della multicellularità facoltativa

Quando si parla delle cause della multicellularità facoltativa, allora ci sono alcuni fattori ambientali specifici che innescano un organismo unicellulare per l'adattamento. 

A seconda di tutti questi fattori, un organismo unicellulare cambia le sue espressioni geniche e adatta lo stile di vita multicellulare per la sua sopravvivenza evolutiva. 

  • Ambiente strutturato: L'ambiente strutturato influenza fortemente la multicellularità facoltativa. La presenza di questo fattore stimola l'attività metabolica multicellulare modificando l'espressione genica. A causa di ciò, le singole cellule iniziano a differenziarsi in forme che non si dividono e formano colonie o biofilm.
  • fame: La fame è anche un fattore importante che può innescare la multicellularità facoltativa negli organismi unicellulari. La fame o la mancanza di glucosio nelle cellule stimola il processo di differenziazione cellulare. In questo caso l'organismo diploide inizia a produrre spore aploidi (processo di sporulazione). Il potere di resistenza allo stress ambientale di queste spore aploidi è molto migliore delle forme vagitative che danno i benefici evolutivi a quell'organismo. A causa della fame, alcuni organismi come il saccharomyces cerevisiae formano una "crescita pseudoifale" grazie alla quale possono produrre speciali cellule Q (cellule quiescenti) che gli danno benefici evolutivi.
  • Affinamento: L'invecchiamento è anche un fattore di multicellularità facoltativa. Nel caso del lievito (saccharomyces cerevisiae) dopo la divisione per un numero definito di volte (durata della vita replicativa o RLS) le cellule madri stanno invecchiando. Quindi l'attività metabolica e le espressioni geniche sono leggermente modificate. Nelle colonie le cellule cambiano da fasi acide a fasi alcaline per sincronizzare meglio il metabolismo e la comunicazione tra loro. Quindi le colonie o i biofilm più vecchi sono più resistenti di altri. 

Importanza della multicellularità facoltativa

La multicellularità facoltativa offre vari benefici evolutivi a questi organismi. Rende il loro stile di vita più facile per la selezione naturale. 

  • In alcuni casi in cui un organismo unicellulare fallisce, un gruppo multicellulare o colonie svolgono facilmente tutti questi compiti. 
  • La multicellularità facoltativa conferisce a un organismo vantaggi di fitness. Un biofilm più grande consente un apporto di nutrienti più efficace e influisce positivamente sui fattori di crescita.
  • La multicellularità facoltativa previene anche i problemi legati alla carenza di cibo. Dalle cellule di lievito multicellulari un enzima invertasi secerne polisaccaride (saccarosio) in monosaccaride (glucosio e fruttosio). È così che i livelli di zucchero cellulare si mantengono e prosperano con successo.
  • Il potere di resistenza allo stress aumenta. Le spore in via di sviluppo o cellule Q sono più resistenti allo stress rispetto alle forme vagitative. In esposizione a fattori ambientali come la fame o lo stress meccanico, questi hanno una maggiore tolleranza allo stress per sopravvivere.
  • Raggiungendo la multicellularità, l'organismo sviluppa anche un meccanismo di protezione extra. Nelle colonie di biofilm le cellule interne rimangono protette dalla matrice extracellulare e dalle cellule superficiali dalle tossine ambientali e dalle forze esterne. 

Multicellularità facoltativa in saccharomyces cerevisiae 

Il lievito di panetteria o Saccharomyces cerevisiae è il migliore esempio di multicellulare facoltativo organismi. Raggiungono caratteristiche multicellulari sia per la semplice adesione cellulare che per sviluppi di differenziazione cellulare più complessi. 

  • Adesione cellulare: Nel modo più semplice le S. Cerevisiae aderiscono tra loro e realizzano interazioni cellulari tra loro formando un ciuffo. In altri modi attraverso il germogliamento di una madre che forma una cellula figlia. Dopo la separazione del DNA e della divisione citoplasmatica, entrambi rimangono attaccati l'uno all'altro ed eseguono una strategia di stare insieme per ottenere caratteristiche multicellulari. 
  • Differenziazione cellulare: In un formato complesso le cellule di lievito interagiscono ed eseguono processi di differenziazione cellulare. In questo modello si vede la divisione del lavoro. Attraverso il processo di differenziazione cellulare formano colonie e biofilm non adesivi. Ne ottengono molteplici benefici evolutivi. In questo metodo le cellule di lievito svolgono attività multicellulari per evitare carenze nutrizionali, sviluppare meccanismi di protezione e molto altro. Il potere di resistenza allo stress aumenta attraverso la produzione di biofilm.

Per conoscere le cellule eucariotiche e le cellule batteriche leggi l'articolo su Cellule eucariotiche vs cellule batteriche: approfondimenti dettagliati

Caratteristiche unicellulari del lievito

I lieviti sono per lo più organismi unicellulari quindi possiedono diverse caratteristiche unicellulari nel suo stile di vita.

  • Organizzazione semplice delle cellule eucariotiche. Tipicamente di dimensioni più piccole di circa 3-4 µm di diametro. A seconda della variazione della specie può crescere fino a 40 µm di diametro. 
  • Poiché hanno solo una singola cellula, l'intero corpo è direttamente esposto all'ambiente (eccetto le colonie).
  • Essendo un organismo unicellulare, il lievito si riproduce solitamente con metodi asessuati (per gemmazione). Una piccola gemma si forma nella cellula madre, dopo aver completato il DNA e la divisione citoplasmatica, la gemma (cellula figlia) si separa dalla cellula madre.
  • A causa dell'assenza di meccanismi di movimento adeguati, le cellule di lievito sono normalmente immobili (incapaci di muoversi).
  • Di solito sono saprofiti, il che significa che non mangiano (il metabolismo mangiando ha bisogno di più meccanismi cellulari); assorbono nutrimento (metodo nutrizionale amico dell'unicellularità) da altri composti.
  • Come l'organismo unicellulare in presenza di ossigeno il lievito subisce la respirazione cellulare convertire lo zucchero in anidride carbonica e ATP. 

I lieviti sono multicellulari?

Lievito sono naturalmente unicellulari ma può essere in grado di adattare caratteristiche multicellulari in presenza di situazioni di avanzamento. Fanno colonie o biofilm per ottenere benefici evolutivi. Questa condizione è chiamata multicellularità facoltativa.

Attraverso il raggiungimento della multicellularità facoltativa sono in grado di evitare carenze nutrizionali. Sviluppano meccanismi di protezione più complessi e tutto.

Come è unicellulare il lievito?

Il lievito appartiene funghi del regno. Normalmente sono organismi unicellulari. Ciò significa che possiede una singola cellula e attraverso di essa svolge tutte le sue attività metaboliche. Quindi, ecco perché possiamo dire che i lieviti sono organismi unicellulari. 

Secondo uno studio, i lieviti sono organismi unicellulari che si sono evoluti da antenati pluricellulari. Possiedono anche multicellularità facoltativa che significa che sono in grado di raggiungere caratteristiche multicellulari.

Tutti i lieviti sono multicellulari?

La risposta a questa domanda è molto complicata perché, come abbiamo discusso in precedenza, tutti i lieviti ne hanno solo uno cellula eucariotica e possiede le sue attività metaboliche attraverso di essa. Ma quando la situazione è avversa alcune cellule di lievito adattano le caratteristiche multicellulari, diventando parte del corpo multicellulare. Formano colonie. 

Quindi la risposta è che la maggior parte dei lieviti sono unicellulari e alcuni sono facoltativamente multicellulari. 

Lievito di pane o Saccharomyces cerevisiae è il miglior esempio di organismi multicellulari facoltativi. 

Nel complesso possiamo dire che i lieviti sono organismi unicellulari, avendo la capacità di adattare le caratteristiche multicellulari in situazioni avverse. Il che significa che sono facoltativamente multicellulari. Descriviamo brevemente tutti i possibili aspetti della multicellularità facilitativa. Descriviamo come i lieviti sono multicellulari? Discutiamo anche delle caratteristiche unicellulari del lievito. Spero che questo articolo ti sia stato utile.

Leggi anche: