ZARODNIKI: CECHY I TYPY - BIOLOGIA - 2025

Te spory są struktury zdolne pochodzące nowe osoby bez konieczności komórki rozrodcze uprzednio scalone. Są one produktem rozmnażania bezpłciowego bakterii, pierwotniaków, alg i roślin. W grzybach mogą być wytwarzane przez rozmnażanie płciowe lub bezpłciowe.

Generalnie zarodniki wszystkich organizmów są bardzo odpornymi strukturami, otoczonymi grubą lub podwójną ścianą komórkową. Ten rodzaj powłoki pozwala im przetrwać ekstremalne warunki środowiska, w którym pozbawione są jakiegokolwiek schronienia.

Zarodniki grzyba Psathyrella corrugis (Źródło: To zdjęcie zostało stworzone przez użytkownika Kingman Bond Graham (Kingman) w Mushroom Observer, źródle zdjęć mykologicznych. Możesz skontaktować się z tym użytkownikiem tutaj. Angielski - español - français - italiano - македонски - മലയാളം - português - +/− / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) przez Wikimedia Commons)

Potrafią przetrwać przez długi czas, a gdy „dostrzegą” idealne warunki środowiskowe, uaktywniają się i zapoczątkowują nowy osobnik tego samego gatunku, co organizm, który je dał.

Większość zarodników ma małe rozmiary i można je wizualizować tylko za pomocą urządzeń powiększających, takich jak szkła powiększające lub mikroskopy. Rozmiar sprawia, że ​​struktura ta jest łatwa do rozłożenia, będąc w stanie „poruszać się” w powietrzu, wodzie, zwierzętach itp.

Wiele środków ostrożności, które są podejmowane ogólnie w przemyśle, ale szczególnie w przemyśle spożywczym, ma na celu zapobieganie kolonizacji i skażeniu zarodników produktów handlowych, ponieważ ich kiełkowanie może zakończyć się produkcją dużych populacji organizmów niechciane.

Rodzaje zarodników

Zarodniki grzybów

Zarodniki grzybów pełnią analogiczną funkcję do nasion roślin. Z każdego zarodnika można wygenerować nową grzybnię, niezależnie od tej, która dała początek zarodnikowi.

Przykład zarodników grzyba (źródło: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) via Wikimedia Commons)

Jednak nasiona i zarodniki różnią się znacznie sposobem ich produkcji, ponieważ nasiona powstają jedynie z połączenia gamet męskich i żeńskich, podczas gdy zarodniki niekoniecznie pochodzą z połączenia dwóch gamet.

Zarodniki grzybów powodują wiele alergii i infekcji u ludzi i zwierząt. Jednak zarodniki są również używane do rozmnażania i rozmnażania gatunków grzybów, które mają znaczenie dla żywności.

- Powielanie

Gdy tylko każdy zarodnik wykryje, że środowisko ma odpowiednie warunki do jego rozwoju, zostają one aktywowane i zaczynają degradować ścianę komórkową chityny; właśnie w tym momencie pojawia się pierwsza grzybnia, która żeruje na otaczającym ją środowisku.

W zależności od cech grzyba powstanie i rozwinie się w pełni dojrzały organizm wielokomórkowy. Niektóre gatunki grzybów, takie jak drożdże, są osobnikami jednokomórkowymi, w którym to przypadku mnożą się liczebnie i tworzą kolonie milionów komórek.

U gatunków grzybów wielokomórkowych grzybnia rośnie pod względem wielkości i liczby komórek i rozwija się w strukturze zwanej sporangium lub sporangioforem, w której zachodzą procesy rozmnażania komórkowego, aby utworzyć nowe zarodniki.

Proces, struktura, czas i charakterystyka sporangium i zarodników różnią się w zależności od grupy grzybów i gatunku.

- Funkcja

Główną funkcją zarodników grzybów jest rozmnażanie i rozmnażanie gatunku. Te z kolei są bardzo odpornymi strukturami, które mogą pozostawać „uśpione” (nieaktywne) przez długi czas, dopóki nie wykryją odpowiednich bodźców do wzrostu i rozwoju.

- Szkolenie

Każda rodzina grzybów ma różne sposoby wytwarzania swoich zarodników. W tym przypadku zostaną wyjaśnione procesy tworzenia zarodników czterech z 5 typów, które tworzą królestwo Mycota, a mianowicie:

Chytridiomycota : strzępki rozwijają się i wytwarzają haploidalną plechę lub strzępki. W nich plecha staje się żeńskim gametangium, a druga męskim gametangium, które zlewają się i tworzą strzępki, w których dojrzewają zarodnie, a później zoospory.

Ascomycota : strzępka grzyba wydłuża się, aż utworzy krzywiznę, tworząc rodzaj „dziury” między końcową częścią strzępki a częścią wewnętrzną. W haczyku znajduje się komórka męska i żeńska, które przecinają się i wywołują wstręt, z którego wywodzą się askospory.

Basidiomycota : jest to proces podobny pod wieloma względami do grzybów Ascomycota. Jednak niektóre z ich różnic polegają na wytwarzaniu bazidiospor zamiast askosporów, a owocniki są większe i bardziej rozwinięte.

Oomycota : są to grzyby atakujące tkanki żywych osobników; Gdy infekcja rozprzestrzeni się w tkankach, dwie strzępki z różnymi komórkami płciowymi, jedna męska i jedna żeńska, zapładniają i wytwarzają oospory.

Zarodniki bakterii

Przetrwalniki bakterii często występują w bakteriach Gram-dodatnich, które mają niską zawartość zasad azotowych, guaniny i cytozyny w swoim DNA. Zaczynają się formować, gdy zauważą niedobór składników odżywczych w środowisku.

Struktura przetrwalnika bakterii (źródło: Videobiotechno / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

- Powielanie

W przeciwieństwie do grzybów i innych organizmów zarodniki bakterii nie są typową strukturą rozrodczą. Mikroby te wykrywają niekorzystne zmiany w swoim środowisku i zaczynają syntetyzować nieaktywną komórkę o bardzo odpornej charakterystyce.

Ta oporność pozwala nieaktywnej komórce na utrzymanie jej materiału genetycznego w stanie nienaruszonym przez długi czas, w warunkach, które zabiłyby każdą komórkę bakteryjną. Podobnie jak zarodniki grzybów pozostają nieaktywne, dopóki warunki zewnętrzne nie sprzyjają ich rozwojowi.

W bakteriach zarodniki nazywane są endosporami , ponieważ są to wewnętrzne „ciała” komórki, które powstają w wyniku asymetrycznego podziału wewnątrz komórki, to znaczy są pochodzenia bezpłciowego.

- Funkcja

Główną funkcją przetrwalników jest jak najdłuższe przedłużanie i utrzymywanie żywotności komórki, z której powstały, nawet w warunkach, w których nie mogą one przetrwać. Gdy warunki środowiskowe ulegną poprawie, endospora może wyjść ze stanu inaktywacji i zapoczątkować nową komórkę bakteryjną równą pod każdym względem komórce progenitorowej.

- Szkolenie

Gatunkiem modelowym, w którym bada się tworzenie tej struktury, jest Bacillus subtilis. Proces składa się z czterech lub pięciu faz w zależności od konsultowanej bibliografii. To są:

- Faza 1 : komórka dzieli się asymetrycznie, tworząc dwie wnęki; największa zawiera wszystkie składniki wnętrza komórki matki, najmniejsza zaś utworzy endosporę.

- Faza 2 : ustanawia się system komunikacji między komórką progenitorową a tym, co stanie się endosporą. Ten system kieruje ekspresją określonych genów dla części, które tworzą wewnętrzną strukturę endospory.

- Faza 3 : część ściany komórkowej, która oddzieliła dużą komórkę od małej, znika, co zachęca mniejszą komórkę do pozostania w środowisku wewnątrzkomórkowym większej komórki.

- Fazy 4 i 5 : podczas tych faz powstają zewnętrzne składniki skorupy endospory, która jest odwodniona i uwolniona do środowiska po degradacji „macierzystej” komórki.

Endospora zostanie aktywowana tylko wtedy, gdy wykryje za pomocą swoich receptorów zewnątrzkomórkowych, że warunki sprzyjają jej rozwojowi.

Zarodniki pierwotniaków

U pierwotniaków znany jest tylko jeden podtyp, który wytwarza zarodniki i odpowiada podtypowi organizmów Apicomplexa, które wcześniej były znane jako sporozoa, ze względu na ich wyjątkowy stan w produkcji zarodników.

Zdecydowana większość tych organizmów to endopasożyty kręgowców i mają strukturę zwaną „kompleksem wierzchołkowym”, która jest wyspecjalizowaną strukturą, która przenika do komórek i tkanek żywiciela.

- Powielanie

Wszystkie osobniki w tej grupie mają złożone cykle biologiczne, ponieważ rozwijają się u jednego lub więcej gospodarzy. Podobnie jak wiele mikroorganizmów, podczas swoich cykli życiowych przechodzą naprzemiennie między etapami płciowymi i bezpłciowymi.

W fazie sporogonii zygotowy produkt poprzedniej fuzji komórek gametowych różnicuje się w sporozoit. To dojrzewa i rozpoczyna etap merogonii, w którym namnaża się poprzez kolejne cykle podziału komórki (mitoza) i wytwarza wiele zarodników, zwanych sporozoitami.

Zarodniki te rozprzestrzeniają się w układzie krążenia żywiciela i zaczynają kolonizować i rozszerzać jego wnętrze, atakując wiele narządów i tkanek. Cykl tworzenia sporozoitu i merogonii powtarza się w każdej skolonizowanej tkance.

- Funkcja

Zarodniki organizmów „kompleksu pszczół” to małe, dobrze zapakowane wersje dorosłych osobników, które podróżują przez krwiobieg pasożytujących kręgowców, aby skolonizować jak najwięcej tkanek i narządów.

Wszystkie zarodniki są produktem podziału komórki po utworzeniu zygoty; w związku z tym są one produktem rozmnażania bezpłciowego poprzedzonego rozmnażaniem płciowym. Jego główną funkcją jest rozprzestrzenianie się infekcji pasożytniczej we wszystkich możliwych tkankach.

- Szkolenie

W dalszej części cyklu sporozoity, będące produktem podziału komórkowego, otoczone są bardzo odporną powłoką, która tworzy oocysty. Ta forma pozwala im wyjść z hosta do środowiska i zaatakować nowe hosty.

Gdy oocysta zostanie połknięta przez potencjalnego gospodarza, jest aktywowana i internalizowana w komórce za pomocą jej kompleksu wierzchołkowego. Wewnątrz zaczyna się dzielić na sporozoity, aby zaatakować inne tkanki.

Nowe zaatakowane komórki pękają ze względu na dużą liczbę wewnątrz nich sporozoitów i w ten sposób ich rozmnażanie trwa. Zarówno sporozoity, jak i oocysty są zarodnikami o różnych cechach.

Zarodniki glonów

Algi to grupa polifiletyczna, która łączy w sobie ogromną różnorodność organizmów fotosyntetycznych produkujących tlen. Cztery z dziewięciu grup, które są sklasyfikowane w grupie, produkują zarodniki.

Wszystkie zarodniki, które syntetyzują w algach, są produktem rozmnażania bezpłciowego. Zarówno zarodniki, jak i propagule (przedłużenia, które wydłużają się i odrywają od ciała) są bardzo powszechną formą rozmnażania bezpłciowego glonów wielokomórkowych.

- Powielanie

Uważa się, że głównym bodźcem do powstawania zarodni w grupie glonów jest zmienność fotoperiodu, czyli godzin światła, które dostrzega każdy osobnik. Kiedy liczba godzin dziennych spadnie poniżej poziomu krytycznego, glony zaczynają tworzyć zarodnie.

Zarodnia powstaje z plechy, która różni się strukturą reprodukcyjną w celu syntezy zarodników. Zarodniki mogą pochodzić z wielu wewnętrznych podziałów protoplastów komórek sporangium.

Jednak zarodniki w niektórych gatunkach glonów powstają po oddzieleniu komórki od głównej części glonów.

Każdy zarodnik można znaleźć w zawiesinie w podłożu lub zmobilizować do momentu, gdy spocznie na podłożu zawierającym warunki środowiskowe niezbędne do rozwoju nowego osobnika.

- Funkcja

Zarodniki alg są wyspecjalizowane w maksymalnym zwiększaniu populacji glonów. Każdy gatunek ma różne specjalizacje, aby kolonizować różne ekosystemy. Jednak wszystkie są środowiskami wodnymi lub półwodnymi.

W ogromnej różnorodności gatunków glonów, które istnieją, możemy zaobserwować równoważną różnorodność zarodników, ponieważ niektóre mają wici, które sprawiają, że są mobilne, inne grubą warstwę pokrycia, inne są niebieskie, inne białe, pośród wielu innych cech, które mogą się różnić.

- Szkolenie

Wszystkie zarodniki w algach powstają w wyniku wcześniejszych podziałów komórek. W wzgórzu wegetatywnym znajduje się plecha żyzna, w której będą wytwarzane zarodniki. Nazywa się to sporangium.

W algach zarodniki można podzielić na dwa różne typy: te, które pochodzą z podziału mejotycznego i te, które pochodzą z podziału mitotycznego. W ten sposób w grupie glonów znajdujemy meiospory produkt mejozy i mitospory produkt mitozy.

Zarodniki roślin

Wszystkie rośliny sklasyfikowane jako „rośliny nienaczyniowe” (mszaki, paprocie i skrzypy; te ostatnie sklasyfikowane jako pteridophytes) rozmnażają się przez zarodniki i są uważane za „przodków”.

Zarodniki paproci lub pteridofita (źródło: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) przez Wikimedia Commons)

- Powielanie

Rozmnażanie przez zarodniki w roślinach jest znane jako „zarodnikowanie”. Cykl życiowy mszaków różni się znacznie od cyklu życia pteridofitów, ponieważ mają one cykl digenetyczny typu hapilotfazy.

Oznacza to, że faza wegetatywna ma haploidalny ładunek genetyczny, aw obszarze wierzchołkowym wytwarzane są gametangie (skąd pochodzą gamety). Są to na ogół gatunki dwupienne, to znaczy płci są rozdzielone w różnych roślinach.

Deszcz i wiatr są głównymi siłami, które kierują męskie gamety do żeńskich gamet innej rośliny. Po zapłodnieniu samicy gamet powstaje zygota, która dojrzewa do sporofitu.

W dojrzałym sporoficie syntetyzowane są zarodniki, dając początek nowym osobnikom haploidalnym.

U pteridophytes zarodnie znajdują się na spodniej stronie liści (dolna część). Te zarodnie wytwarzają małe zarodniki, które po umieszczeniu w odpowiednich pożywkach powodują gametangie.

Gametangia produkuje gamety żeńskie i męskie, które razem tworzą zarodek i nową dojrzałą roślinę.

- Funkcja

Zarodniki tych gatunków pozwalają im pozostawać w „utajonym” stanie życia, dopóki warunki nie zaczną się rozwijać i rosnąć. W przeciwieństwie do nasion roślin naczyniowych zarodniki nie zawierają embrionu ani tkanek rezerwowych.

Te grupy roślin były jednak pierwszymi, które skolonizowały środowisko lądowe, ponieważ zarodniki pozwoliły im przetrwać przez długi czas, dopóki wilgotność nie była idealna dla rozwoju rośliny.

- Szkolenie

U mszaków zarodniki powstają po utworzeniu sporofitu. Tkanka sporogenna w sporoficie zaczyna się dzielić przez cykl mejozy i wielokrotne cykle mitozy. To wytwarza dużą liczbę zarodników, z których powstają nowe gametofity.

Coś podobnego do mszaków występuje u pteridophytów; na spodniej stronie liścia znajduje się grupa meiosporangii zwana synangiami. W każdym meiosporangium znajdują się trzy megasporangia, w których znajduje się duża liczba zarodników.

Zarodniki powstają w megasporangium, gdzie pierwszy zarodnik powstaje w wyniku różnicowania się wewnątrz komórki. Przekształca się i dojrzewa w megaspory, a następnie przechodzi proces mejozy, a później wiele cykli mitozy, w wyniku czego powstają setki nowych zarodników.

Bibliografia

1. Chaffey, N. (2014). Biologia roślin kruka. Annals of Botany, 113 (7), VII.
2. Diakon, JW (2013). Biologia grzybów. John Wiley & Sons.
3. Feofilova, EP, Ivashechkin, AA, Alekhin, AI i Sergeeva, I. (2012). Zarodniki grzybów: stan spoczynku, kiełkowanie, skład chemiczny i rola w biotechnologii (przegląd). Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia, 48 (1), 5-17.
4. Haig, David i Wilczek, Amity. „Konflikt seksualny i przemiana pokoleń haploidalnych i diploidalnych”. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 361,1466 (2006): 335-343.
5. Maggs, Kalifornia i Callow, ME (2001). Zarodniki glonów. e LS.
6. Smith, P. i Schuster, M. (2019). Dobra publiczne i oszustwa u drobnoustrojów. Obecna biologia, 29 (11), R442-R447.
7. Wiesner, J., Reichenberg, A., Heinrich, S., Schlitzer, M. i Jomaa, H. (2008). Plastydopodobne organelle pasożytów apikompleksowych jako cel leku. Aktualny projekt farmaceutyczny, 14 (9), 855-871.