SPÓRY: VLASTNOSTI A TYPY - BIOLOGIE - 2025

Tyto spory jsou struktury, která umožňuje uskutečňovat nové jedince bez nutnosti reprodukční buňky dříve sloučeny. Jedná se o produkt asexuální reprodukce v bakteriích, prvokech, řasách a rostlinách. V houbách mohou být produkovány sexuální nebo asexuální reprodukcí.

Spóry všech organismů jsou obecně velmi odolné struktury, obklopené silnou nebo dvojitou buněčnou stěnou. Tento typ povlaku jim umožňuje přežít extrémní podmínky prostředí, kde postrádají jakýkoli úkryt.

Spóry houby Psathyrella corrugis (Zdroj: Tento obrázek vytvořil uživatel Kingman Bond Graham (Kingman) v Mushroom Observer, zdroj pro mykologické obrazy. Tento uživatel můžete kontaktovat zde.English - español - français - italiano - македонски - മലയാളം - português - +/− / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prostřednictvím Wikimedia Commons)

Mohou přežít po dlouhou dobu a jakmile „uvědomí“, že podmínky prostředí jsou ideální, aktivují a vytvoří nového jedince stejného druhu jako organismus, který jim dal vznik.

Většina spór má malou velikost a lze ji vizualizovat pouze pomocí zvětšovacích zařízení, jako jsou zvětšovací skla nebo mikroskopy. Díky velikosti se tato struktura snadno šíří, je schopna se „pohybovat“ vzduchem, vodou, zvířaty atd.

Mnoho opatření, která jsou přijímána v průmyslu obecně, ale zejména v potravinářském průmyslu, je přijata s cílem zabránit spórám v kolonizaci a kontaminaci komerčních produktů, protože jejich klíčení může skončit produkcí velké populace organismů nechtěný.

Druhy spór

Plísňové spory

Spóry v hubách fungují analogicky jako u semen v rostlinách. Z každé spory může být vytvořeno nové mycelium, nezávislé na tom, které dalo vznik spóře.

Příklad spór houby (Zdroj: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) přes Wikimedia Commons)

Semena a výtrusy se však výrazně liší v tom, jak jsou produkovány, protože semena pocházejí pouze ze spojení mužských gamet se ženskými gametami, zatímco spory nemusí nutně pocházet ze spojení dvou gamet.

Houbové spory způsobují velké množství alergií a infekcí u lidí a zvířat. Spóry se však také používají k reprodukci a propagaci druhů hub, které jsou předmětem zájmu o potravu.

- Reprodukce

Jakmile každá spora zjistí, že prostředí má vhodné podmínky pro svůj vývoj, aktivují se a začnou degradovat buněčnou stěnu chitinu; právě v tu chvíli se objevuje první mycelium, které se živí prostředím, které je obklopuje.

V závislosti na vlastnostech houby vznikne a vyroste plně zralý mnohobuněčný jedinec. Některé druhy hub, jako jsou kvasinky, jsou jednotlivci s celulárními buňkami. V takovém případě se budou množit a vytvářet kolonie milionů buněk.

U mnohobuněčných houbových druhů roste mycelium ve velikosti a počtu buněk a vyvíjí se ve struktuře zvané sporangium nebo sporangiophore, kde dochází k buněčným procesům reprodukce a vytvářejí nové spory.

Proces, struktura, čas a vlastnosti sporangia a spór se liší v závislosti na skupině hub a druhu.

- Funkce

Hlavní funkcí spór u hub je rozmnožování a rozmnožování druhu. To jsou zase velmi odolné struktury, které mohou zůstat „spící“ (neaktivní) po dlouhou dobu, dokud nezjistí vhodné podněty pro růst a vývoj.

- Školení

Každá rodina hub má různé způsoby produkce svých spór. V tomto případě budou vysvětleny procesy vytváření spór čtyř z 5 fyla, které tvoří království Mycota, konkrétně:

Chytridiomycota: hyfy se vyvíjejí a vytvářejí haploidní tallus nebo hyfy. V těchto, thallus se stane ženským gametangium a jiný mužský gametangium, který roztaví a vytvoří hypha kde sporangia a pozdnější zoospores zraje.

Ascomycota: hypha houby se prodlužuje, dokud nevytvoří zakřivení pro vytvoření jakési „díry“ mezi finální částí hyphy a vnitřní částí. V háčku je mužská a ženská buňka, která se protíná a vyvolává znechucení, ve kterém vzniknou askospory.

Basidiomycota: ve většině ohledů je to proces podobný Ascomycota houbám. Některé z jejich rozdílů však spočívají v produkci basidiosporů místo ascospor a plodnice jsou větší a rozvinutější.

Oomycota: jsou to houby, které napadají tkáň živých jedinců; Jakmile se infekce rozšíří tkáněmi, dvě hyfy s různými pohlavními buňkami, jeden muž a jedna žena, oplodní a vytvoří oospory.

Bakteriální spory

Bakteriální spory se často vyskytují u grampozitivních bakterií, které mají ve své DNA nízký obsah dusíkatých bází guaninu a cytosinu. Ty se začnou formovat, když v prostředí zjistí nedostatek živin.

Struktura bakteriálního spor (Zdroj: Videobiotechno / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) přes Wikimedia Commons)

- Reprodukce

Na rozdíl od hub a jiných organismů nejsou spory bakterií typickou reprodukční strukturou. Tyto mikroby detekují nepříznivé změny ve svém prostředí a začínají syntetizovat neaktivní buňku s velmi odolnými vlastnostmi.

Tato rezistence umožňuje neaktivní buňce udržet svůj genetický materiál po dlouhou dobu neporušený za podmínek, které by zabily jakoukoli bakteriální buňku. Stejně jako plísňové spóry zůstávají neaktivní, dokud nejsou vnější podmínky vhodné pro jejich vývoj.

V bakteriích se spory nazývají endospory, protože se jedná o „vnitřní“ těla buněk, která vznikají asymetrickým dělením uvnitř buňky, to znamená, že jsou asexuálního původu.

- Funkce

Hlavní funkcí endospor je prodloužení a udržení života buňky, která jim dala vznik, tak dlouho, jak je to možné, a to i za podmínek, za kterých nemůže přežít. Jakmile se podmínky prostředí zlepší, endospora může vyjít ze svého inaktivačního stavu a vytvořit novou bakteriální buňku, která je ve všech ohledech stejná jako její progenitorová buňka.

- Školení

Modelovým druhem, ve kterém je studována tvorba této struktury, je Bacillus subtilis. Proces sestává ze čtyř nebo pěti fází v závislosti na použité bibliografii. Tyto jsou:

- Fáze 1: buňka se asymetricky dělí a vytváří dvě dutiny; největší obsahuje všechny komponenty vnitřku matky, zatímco nejmenší část bude tvořit endosporu.

- Fáze 2: mezi progenitorovou buňkou a tím, co se stane endosporou, je vytvořen komunikační systém. Tento systém řídí expresi specifických genů pro části, které tvoří vnitřní strukturu endospory.

- Fáze 3: část buněčné stěny, která odděluje velkou buňku od malé buňky, zmizí, což povzbuzuje menší buňku, aby zůstala uvnitř intracelulárního prostředí větší buňky.

- Fáze 4 a 5: během těchto fází se vytvářejí vnější složky skořepiny endospory, dehydratují se a uvolňují se do životního prostředí po degradaci „mateřské“ buňky.

Endospora bude aktivována, pouze pokud detekuje svými extracelulárními receptory, že podmínky jsou pro její vývoj příznivé.

Protozoální spory

V protozoa je známo pouze jedno subphylum, které produkuje spory, a odpovídá subpopulaci organismů Apicomplexa, které byly dříve známé jako sporozoa, kvůli jejich jedinečnému stavu při produkci spór.

Převážná většina těchto organismů jsou endoparazity obratlovců a mají strukturu nazývanou „apikální komplex“, což je specializovaná struktura pro vstup do buněk a tkání hostitele.

- Reprodukce

Všichni jedinci v této skupině mají složité biologické cykly, protože se vyvíjejí v jednom nebo více hostitelích. Stejně jako mnoho mikroorganismů se během svého životního cyklu střídají mezi pohlavními a asexuálními stádii.

Ve fázi sporogony se produkt zygoty předchozí fúze gametických buněk diferencuje na sporozoity. Toto zraje a začíná stadium merogony, kde se množí v postupných cyklech buněčného dělení (mitóza) a produkuje několik spór, nazývaných sporozoity.

Tyto spory se šířily oběhovým systémem hostitele a začaly kolonizovat a rozšiřovat jeho vnitřek, invaze do více orgánů a tkání. Cyklus pro tvorbu sporozoitu a merogonia se opakuje v každé kolonizované tkáni.

- Funkce

Spóry organismů „včelích komplexů“ jsou malé, dobře zabalené verze dospělých jedinců, kteří cestují přes krevní oběh parazitických obratlovců, aby kolonizovali co nejvíce tkání a orgánů.

Všechny spory jsou produktem buněčného dělení po vytvoření zygoty; jsou tedy produktem asexuální reprodukce, kterému předchází událost pohlavní reprodukce. Jeho hlavní funkcí je šíření a šíření parazitární infekce ve všech možných tkáních.

- Školení

Během další části cyklu jsou produkty sporozoitů buněčného dělení obklopeny velmi odolným krytem za vzniku oocyst. Tato forma jim umožňuje opustit hostitele do prostředí a napadnout nové hostitele.

Když je oocysta přijímána potenciálním hostitelem, je aktivována a internalizována v buňce pomocí svého apikálního komplexu. Uvnitř se začíná dělit na sporozoity, aby napadl jiné tkáně.

Nové napadené buňky se zlomí kvůli velkému množství sporozoitů v nich a jejich šíření tak pokračuje. Sporozoity i oocysty jsou spory s různými charakteristikami.

Spóry řas

Řasy jsou polyphyletická skupina, která sdružuje velkou rozmanitost fotosyntetických organismů produkujících kyslík. Čtyři z devíti divizí, které jsou zařazeny do skupiny, produkují spory.

Všechny spory, které syntetizují v řasách, jsou produktem asexuální reprodukce. Spory i propagule (rozšíření, které se protahují a oddělují se od těla) jsou velmi častou formou asexuální reprodukce v mnohobuněčných řasách.

- Reprodukce

Předpokládá se, že hlavním stimulem pro vznik sporangií ve skupině řas je změna fotoperiody, tj. Hodin světla, které každý jednotlivec vnímá. Když denní doba klesne pod kritickou úroveň, řasy začnou tvořit sporangii.

Sporangium je vytvořeno z talu, který se liší v reprodukční struktuře, aby syntetizoval spory. Spóry mohou pocházet z několika interních protoplastových dělení buněk sporangia.

Spóry u některých druhů řas však pocházejí z oddělení buňky od hlavního těla řas.

Každá spora může být nalezena v suspenzi v médiu nebo mobilizována, dokud nespočívá na substrátu, který obsahuje podmínky prostředí nezbytné pro vývoj nového jednotlivce.

- Funkce

Spóry řas se specializují na co největší rozšíření populace řas. Každý druh má různé specializace pro kolonizaci různých ekosystémů. Jsou to však všechna vodní nebo polovodní prostředí.

Ve velké rozmanitosti druhů řas, které existují, můžeme pozorovat ekvivalentní rozmanitost spór, protože některé mají bičíky, které je činí mobilní, jiné silnou vrstvu pokrytí, jiné jsou modré, jiné bílé, mezi mnoha dalšími charakteristikami, které se mohou lišit.

- Školení

Všechny spory v řasách jsou vytvářeny prostřednictvím předchozích buněčných dělení buněk. Ve vegetativním tallusu je úrodný tallus, ve kterém se vytvoří spory. Tomu se říká sporangium.

V rámci řas lze spory rozdělit do dvou různých typů: ty, které pocházejí z meiotické divize a ty, které pocházejí z mitotické divize. Tímto způsobem ve skupině řas najdeme meiosporový produkt meiózy a mitosporový produkt mitózy.

Výtrusy rostlin

Všechny rostliny klasifikované jako „nevaskulární rostliny“ (mechorosty, kapradiny a přesličky; ty druhé klasifikované jako pteridofyty) se množí prostřednictvím spór a jsou považovány za „předky“.

Spóry kapradiny nebo pteridofytů (Zdroj: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) přes Wikimedia Commons)

- Reprodukce

Reprodukce prostřednictvím spór v rostlinách je známá jako „sporulace“. U mechorostů je životní cyklus zcela odlišný od životního cyklu u pteridofytů, protože mají digenetický cyklus typu haplo-diplofázy.

To znamená, že vegetativní fáze má haploidní genetickou zátěž a v apikální oblasti se produkují gametangie (kde gamety pocházejí). Jsou to obvykle dvojdomé druhy, to znamená, že pohlaví jsou oddělena v různých rostlinách.

Déšť a vítr jsou hlavní síly, které vedou mužské gamety k ženské gametě jiné rostliny. Jakmile je samičí gameta oplodněna, vytvoří se zygota, která zraje do sporofytů.

Ve zralém sporofytu jsou spóry syntetizovány za vzniku nových haploidních jedinců.

U pteridofytů jsou sporangie umístěny na spodní straně listů (spodní část). Tyto sporangie produkují malé spory, které po umístění do vhodného média produkují gametangii.

Gametangia produkuje ženské a mužské gamety, které se spojí a vytvoří embryo a novou zralou rostlinu.

- Funkce

Výtrusy u těchto druhů jim umožňují zůstat v „latentním“ stavu života, dokud nejsou podmínky pro začátek vývoje a růstu. Na rozdíl od semen vaskulárních rostlin spóry neobsahují embryo ani neobsahují rezervní tkáně.

Tyto skupiny rostlin však byly první, kdo kolonizoval terestrické prostředí, protože spóry jim umožnily přežít po dlouhou dobu, dokud nebyla vlhkost ideální pro vývoj rostliny.

- Školení

V mechorostech jsou spory produkovány po vytvoření sporofytů. Sporogenní tkáň ve sporofytu se začíná dělit prostřednictvím cyklu meiózy a více cyklů mitózy. To produkuje velké množství spór, které povedou k novým gametofytům.

U pteridofytů se vyskytuje něco podobného mechorostům; na spodní straně listu je skupina meiosporangií zvaná synangie. V každém meiosporangiu jsou tři megasporangia a uvnitř se nachází velké množství spór.

Spóry jsou generovány v megasporangiu, kde první spora vzniká z diferenciace uvnitř buňky. Transformuje se a dozrává na megasporu a prochází procesem meiózy a později několika cykly mitózy, aby vznikly stovky nových spór.

Reference

1. Chaffey, N. (2014). Raven biologie rostlin. Analyny botaniky, 113 (7), vii.
2. Deacon, JW (2013). Fungální biologie. John Wiley a synové.
3. Feofilova, EP, Ivashechkin, AA, Alekhin, AI a Sergeeva, I. (2012). Plísňové spory: dormancie, klíčivost, chemické složení a role v biotechnologii (přehled). Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia, 48 (1), 5-17.
4. Haig, David a Wilczek, Amity. "Sexuální konflikt a střídání haploidních a diploidních generací". Filozofické transakce královské společnosti B: Biological Sciences 361. 1466 (2006): 335-343.
5. Maggs, CA, a Callow, ME (2001). Spóry řas. e LS.
6. Smith, P., & Schuster, M. (2019). Veřejné statky a podvádění v mikrobech. Aktuální biologie, 29 (11), R442-R447.
7. Wiesner, J., Reichenberg, A., Heinrich, S., Schlitzer, M., & Jomaa, H. (2008). Plastidová organela apicomplexanových parazitů jako cíl léku. Aktuální farmaceutický design, 14 (9), 855-871.