SPORI: CARACTERISTICI ȘI TIPURI - BIOLOGIE - 2025

Cele Sporii sunt structuri capabile originare noi indivizi fără a fi nevoie de celule de reproducere a fuzionat anterior. Acestea sunt produsul reproducerii asexuale în bacterii, protozoare, alge și plante. La ciuperci pot fi produse prin reproducere sexuală sau asexuală.

În general, sporii tuturor organismelor sunt structuri foarte rezistente, înconjurate de un perete celular gros sau dublu. Acest tip de acoperire le permite să supraviețuiască condițiilor extreme ale mediului, unde sunt lipsite de orice adăpost.

Spores of the fungus Psathyrella corrugis (Sursa: Această imagine a fost creată de utilizator Kingman Bond Graham (Kingman) la Mushroom Observer, o sursă pentru imagini micologice. Puteți contacta acest utilizator aici. - +/− / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)

Ele pot supraviețui pentru perioade îndelungate și, odată ce „percep” că condițiile de mediu sunt ideale, sunt activate și generează un individ nou din aceeași specie ca organismul care a dat naștere.

Majoritatea sporilor au dimensiuni reduse și pot fi vizualizate numai folosind dispozitive de mărire, cum ar fi lupa sau microscopele. Mărimea face ca această structură să fie ușor de răspândit, fiind capabilă să se „miște” prin aer, apă, animale etc.

Multe dintre măsurile de precauție care se iau în industrie în general, dar mai ales în industria alimentară, sunt luate pentru a împiedica sporii să colonizeze și să contamineze produsele comerciale, deoarece germinarea lor se poate încheia în producerea unor populații mari de organisme. nu dorit.

Tipuri de spori

Spori fungici

Sporii din ciuperci au o funcție similară cu cea a semințelor din plante. Din fiecare spor poate fi generat un miceliu nou, independent de cel care a dat naștere sporului.

Exemplu de spori ai unei ciuperci (Sursa: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) prin Wikimedia Commons)

Cu toate acestea, semințele și sporii diferă semnificativ în ceea ce privește modul în care sunt produse, deoarece semințele provin numai din fuziunea gameților masculi cu gameții feminini, în timp ce sporii nu provin neapărat din fuziunea a doi gameți.

Sporii fungici provoacă un număr mare de alergii și infecții la om și animale. Cu toate acestea, sporii sunt folosiți și pentru reproducerea și propagarea speciilor fungice care sunt de interes alimentar.

- Reproducerea

Imediat ce fiecare spor detectează că mediul are condițiile potrivite pentru dezvoltarea lui, acestea sunt activate și încep să-și degradeze peretele celulei chitinei; tocmai în acel moment apare primul miceliu care se hrănește cu mediul care îl înconjoară.

În funcție de caracteristicile ciupercii, se va dezvolta și se va dezvolta un individ multicelular complet matur. Unele specii de ciuperci precum drojdiile sunt indivizi unicelulari, caz în care se vor multiplica în număr și vor forma colonii de milioane de celule.

La speciile de ciuperci multicelulare, miceliul crește ca mărime și în număr de celule și se dezvoltă într-o structură numită sporangium sau sporangiofor, unde au loc procesele celulare de reproducere pentru a forma noi spori.

Procesul, structurile, timpul și caracteristicile sporangiului și sporilor variază în funcție de grupul de ciuperci și de specii.

- Funcție

Principala funcție a sporilor din ciuperci este reproducerea și propagarea unei specii. Acestea, la rândul lor, sunt structuri foarte rezistente, care pot rămâne „inactive” (inactive) pentru perioade îndelungate de timp până când detectează stimulii adecvați pentru a crește și a se dezvolta.

- Instruire

Fiecare familie de ciuperci are diferite moduri de a-și produce sporii. În acest caz, vor fi explicate procesele de formare a sporilor din patru dintre cele 5 fila care alcătuiesc regatul Mycota, și anume:

Chytridiomycota : hipofele se dezvoltă și generează talo sau hafoid haploid. În acestea, un talus devine un gametangiu feminin, iar celălalt un gametangiu masculin, care fuzionează și formează o hifă unde se vor maturiza sporangia și mai târziu zoosporesele.

Ascomycota : o hifă a ciupercii se prelungește până când formează o curbură pentru a crea un fel de „gaură” între partea finală a hifei și partea interioară. În cârlig există o celulă de sex masculin și feminin, acestea se intersectează și dau naștere la dezgustul în care vor provoca ascosporesele.

Basidiomycota : este un proces similar în majoritatea aspectelor cu cel al ciupercilor Ascomycota. Cu toate acestea, unele dintre diferențele lor constau în producerea bazidiosporelor în loc de ascospores, iar corpurile fructifere sunt mai mari și mai dezvoltate.

Oomycota : sunt ciuperci care invadează țesutul indivizilor vii; Odată ce infecția s-a răspândit prin țesuturi, două hife cu celule sexuale diferite, unul de sex masculin și unul de sex feminin, fecundează și produc oospore.

Sporii bacterieni

Sporii bacterieni apar frecvent în bacteriile Gram-pozitive, care au un conținut scăzut de baze azotate, guanină și citozină în ADN-ul lor. Acestea încep să se formeze atunci când percep o lipsă de nutrienți în mediu.

Structura unei spori bacteriene (Sursa: Videobiotechno / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) prin Wikimedia Commons)

- Reproducerea

Spre deosebire de ciuperci și alte organisme, sporii din bacterii nu sunt o structură reproductivă tipică. Acești microbi detectează schimbări nefavorabile în mediul lor și încep să sintetizeze o celulă inactivă cu caracteristici foarte rezistente.

Această rezistență permite celulei inactive să își păstreze materialul genetic intact pentru o lungă perioadă de timp, în condiții care ar ucide orice celulă bacteriană. La fel ca sporii fungici, ei rămân inactivi până când condițiile externe sunt potrivite pentru dezvoltarea lor.

În bacterii, sporii sunt numiți endospores , deoarece acestea sunt „corpuri” interne ale celulelor care își au originea printr-o diviziune asimetrică în interiorul celulei, adică au origine asexuală.

- Funcție

Principala funcție a endosporelor este de a prelungi și menține viața celulei care le-a dat naștere cât mai mult timp, chiar și în condiții în care nu poate supraviețui. Odată ce condițiile de mediu se îmbunătățesc, endosporul poate ieși din starea sa de inactivare și poate crea o nouă celulă bacteriană egală în toate privințele cu celula progenitoare.

- Instruire

Specia model în care este studiată formarea acestei structuri este Bacillus subtilis. Procesul constă din patru sau cinci faze, în funcție de bibliografia consultată. Acestea sunt:

- Faza 1 : celula se împarte asimetric, creând două cavități; cea mai mare conține toate componentele din interiorul celulelor mamei, în timp ce cea mai mică porțiune va forma endosporul.

- Faza 2 : un sistem de comunicare este stabilit între celula progenitoare și ceea ce va deveni endosporul. Acest sistem conduce expresia genelor specifice pentru părțile care alcătuiesc structura internă a endosporului.

- Faza 3 : dispare secțiunea peretelui celular care a împărțit celula mare de celula mică, ceea ce încurajează celula mai mică să rămână în mediul intracelular al celulei mai mari.

- Fazele 4 și 5 : în aceste faze, componentele exterioare ale cochiliei endospore sunt generate, sunt deshidratate și eliberate în mediu după degradarea celulei „mamă”.

Endosporul va fi activat doar atunci când detectează cu receptorii săi extracelulari condițiile favorabile dezvoltării sale.

Sporii protozoici

În protozoare, este cunoscut un singur subphylum care produce spori și corespunde cu cel al organismelor Apicomplexa, care au fost anterior cunoscute sub numele de sporozoare, datorită stării lor unice în producerea sporilor.

Marea majoritate a acestor organisme sunt endoparazite ale vertebratelor și au o structură numită „complexul apical”, care este o structură specializată pentru a intra în celulele și țesuturile gazdei.

- Reproducerea

Toți indivizii din acest grup au cicluri biologice complexe, deoarece se dezvoltă la una sau mai multe gazde. La fel ca multe microorganisme, în ciclurile lor de viață alternează între etapele sexuale și cele asexuale.

În faza de sporogonie, un produs de zigot al fuziunii celulare gametice anterioare se diferențiază într-un sporozoit. Aceasta se maturizează și începe etapa de merogonie în care se înmulțește prin cicluri consecutive de diviziune celulară (mitoză) și produce spori multipli, numiți sporozoiți.

Aceste spori se răspândesc prin sistemul circulator al gazdei și încep să colonizeze și să-și extindă interiorul, invadând mai multe organe și țesuturi. Ciclul de formare a sporozoitului și merogoniei se repetă în fiecare țesut colonizat.

- Funcție

Sporii organismelor „complexe de albine” sunt versiuni mici, bine ambalate ale persoanelor adulte, care călătoresc prin fluxul sanguin al vertebrelor parazitare pentru a coloniza cât mai multe țesuturi și organe.

Toate sporii sunt produsul diviziunii celulare după formarea zigotului; prin urmare, ele sunt produsul reproducerii asexuale care este precedat de un eveniment de reproducere sexuală. Funcția sa principală este să răspândească și să răspândească infecția parazitului în toate țesuturile posibile.

- Instruire

În timpul altei părți a ciclului, produsul sporozoitelor de diviziune celulară este înconjurat de un înveliș foarte rezistent pentru a forma ovociste. Acest formular le permite să părăsească gazda în mediu și să invadeze noi gazde.

Când un oocist este ingerat de o gazdă potențială, acesta este activat și interiorizat într-o celulă folosind complexul său apical. În interior, începe să se împartă în sporozoiti pentru a invada alte țesuturi.

Noile celule invadate se rup datorită numărului mare de sporozoiti din interiorul lor și, în acest fel, propagarea lor continuă. Atât sporozoitele, cât și oocistii sunt spori cu caracteristici diferite.

Sporii de alge

Algele sunt un grup polifiletic care grupează o mare diversitate de organisme fotosintetice producătoare de oxigen. Patru dintre cele nouă divizii care sunt clasificate în cadrul grupului produc spori.

Toate sporii pe care le sintetizează în alge sunt produsul reproducerii asexuale. Atât sporii, cât și propagulele (extensii care se alungesc și se detașează de corp) sunt o formă foarte frecventă de reproducere asexuală în alge multicelulare.

- Reproducerea

Se crede că principalul stimul pentru formarea sporangiei în grupul de alge este variația fotoperioadei, adică a orelor de lumină pe care le percepe fiecare individ. Când orele de vară scad sub un nivel critic, algele încep să formeze sporangii.

Sprangiul este format dintr-un talas care se diferențiază în structura reproductivă pentru a sintetiza sporii. Sporii pot provoca din mai multe diviziuni interne de protoplast ale celulelor sporangiului.

Cu toate acestea, sporii din unele specii de alge își au originea după separarea unei celule de corpul principal al algelor.

Fiecare spor poate fi găsit în suspensie în mediu sau mobilizat până când se sprijină pe un substrat care conține condițiile de mediu necesare dezvoltării unui individ nou.

- Funcție

Sporii de alge sunt specializați pentru a extinde cât mai mult populația de alge. Fiecare specie are diferite specializări pentru colonizarea ecosistemelor diferite. Cu toate acestea, toate sunt medii acvatice sau semi-acvatice.

În marea diversitate de specii de alge care există, putem observa o diversitate echivalentă a sporilor, deoarece unii au flagelele care le fac mobile, altele un strat gros de acoperire, altele sunt albastre, altele albe, printre multe alte caracteristici care pot varia.

- Instruire

Toate sporii din alge se formează prin diviziunile celulare anterioare ale celulelor. În talpa vegetativă există un talu fertil în care se vor genera sporii. Aceasta se numește sporangium.

În cadrul algelor, sporii pot fi clasificați în două tipuri diferite, cele care provin dintr-o diviziune meiotică și cele care provin dintr-o diviziune mitotică. În acest fel, în grupul de alge găsim produsul meiospores al meiozei și produsul mitozore al mitozei.

Sporii plantelor

Toate plantele clasificate drept „plante non-vasculare” (briofite, ferigi și coada-calului; acestea din urmă clasificate drept pteridofite) se reproduc prin spori și sunt considerate „ancestrale”.

Sporii unei ferigi sau pteridofiti (Sursa: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)

- Reproducerea

Reproducerea prin spori la plante este cunoscută sub numele de „sporulare”. La briofite, ciclul de viață este destul de diferit de cel al pteridofitelor, deoarece au un ciclu digenetic de tip haplo-diplofază.

Aceasta înseamnă că faza vegetativă are o încărcătură genetică haploidă, iar în regiunea apicală se produc gametangia (de unde provin gameții). În general, sunt specii dioice, adică sexele sunt separate în diferite plante.

Ploaia și vântul sunt principalele forțe care conduc gametii masculi către gametul feminin al unei alte plante. Odată fertilizat gametul feminin, se produce un zigot, care se maturizează în sporofit.

În sporofitul matur, sporii sunt sintetizați pentru a da naștere unor noi indivizi haploizi.

La pteridofite, sporangia este situată pe partea inferioară a frunzelor (partea inferioară). Aceste sporangii produc mici spori care, atunci când sunt așezați în medii adecvate, produc gametangia.

Gametangia produce gameți de sex feminin și masculin, care se combină pentru a produce un embrion și o nouă plantă matură.

- Funcție

Sporii din aceste specii le permit să rămână într-o stare de viață „latentă” până când condițiile sunt corecte pentru a începe să se dezvolte și să crească. Spre deosebire de semințele plantelor vasculare, sporii nu conțin un embrion și nici nu conțin țesuturi de rezervă.

Aceste grupuri de plante au fost însă primele care au colonizat mediul terestru, deoarece sporii le-au permis să supraviețuiască perioade îndelungate până când umiditatea era ideală pentru ca planta să se dezvolte.

- Instruire

La briofite sporii sunt produși după formarea sporofitelor. Țesutul sporogen din sporofit începe să se împartă printr-un ciclu de meioză și mai multe cicluri de mitoză. Aceasta produce un număr mare de spori care vor da naștere la noi gametofiti.

Ceva similar cu briofitele apar la pteridofite; pe partea inferioară a frunzei se află un grup de meiosporangia numită sinangie. În fiecare meiosporangium există trei megasporangii și un număr mare de spori se găsesc în interior.

Sporii sunt generați în megasporangium, unde prima spor apare din diferențierea unei celule din interior. Se transformă și se maturizează într-un megaspore și suferă un proces de meioză și mai târziu mai multe cicluri de mitoză pentru a crea sute de noi spori.

Referințe

1. Chaffey, N. (2014). Biologia corbului a plantelor. Analele de botanică, 113 (7), vii.
2. Deacon, JW (2013). Biologie fungică. John Wiley & Sons.
3. Feofilova, EP, Ivashechkin, AA, Alekhin, AI, & Sergeeva, I. (2012). Spori fungici: dormință, germinare, compoziție chimică și rol în biotehnologie (revizuire). Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia, 48 (1), 5-17.
4. Haig, David și Wilczek, Amity. „Conflictul sexual și alternarea generațiilor haploide și diploide”. Tranzacții filozofice ale Royal Society B: Științe biologice 361. 1466 (2006): 335-343.
5. Maggs, CA, și Callow, ME (2001). Sporii algali. e LS.
6. Smith, P., & Schuster, M. (2019). Bunuri publice și înșelăciune în microbi. Biologie actuală, 29 (11), R442-R447.
7. Wiesner, J., Reichenberg, A., Heinrich, S., Schlitzer, M., & Jomaa, H. (2008). Organul asemănător plastidic al paraziților apicomplexan ca drog. Proiectare farmaceutică actuală, 14 (9), 855-871.