СПОРИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На спорите са структури, които могат произход нови лица без да има нужда репродуктивни клетки предварително обединени. Това са продукт на асексуално възпроизвеждане в бактерии, най-различни протози, водорасли и растения. При гъбичките те могат да бъдат произведени чрез сексуално или асексуално възпроизвеждане.

По принцип спорите на всички организми са много устойчиви структури, заобиколени от дебела или двойна клетъчна стена. Този вид покритие им позволява да оцелеят в екстремните условия на околната среда, където те са лишени от подслон.

Спори на гъбата Psathyrella corrugis (Източник: Това изображение е създадено от потребителя Kingman Bond Graham (Kingman) в Mushroom Observer, източник за микологични изображения. Можете да се свържете с този потребител тук. Английски - español - français - italiano - македонски - മലയാളം - português - +/− / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) чрез Wikimedia Commons)

Те могат да оцелеят за дълги периоди и след като „възприемат“, че условията на околната среда са идеални, те се активират и произхождат нов индивид от същия вид като организма, който ги е родил.

Повечето спори са с малки размери и могат да се визуализират само с помощта на лупи като лупа или микроскопи. Размерът прави тази структура лесна за разпространение, като е в състояние да се "движи" през въздух, вода, животни и т.н.

Много от предпазните мерки, които се предприемат в индустрията като цяло, но особено в хранително-вкусовата промишленост, се предприемат, за да се предотврати колонизирането на спорите и замърсяването на търговските продукти, тъй като тяхното покълване може да завърши в производството на големи популации от организми не се иска.

Видове спори

Гъбични спори

Спорите при гъбички имат функция, аналогична на тази на семената в растенията. От всяка спора може да се генерира нов мицел, независим от този, който е породил спората.

Пример за спорите на гъбички (Източник: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) чрез Wikimedia Commons)

Семената и спорите обаче се различават значително по начина, по който са произведени, тъй като семената произхождат само от сливането на мъжки гамети с женски гамети, докато спорите не е задължително да произхождат от сливането на две гамети.

Гъбичните спори причиняват голям брой алергии и инфекции при хора и животни. Спорите обаче се използват и за възпроизвеждане и размножаване на гъбични видове, които представляват интерес за храните.

- Възпроизвеждане

Щом всяка спора установи, че средата има подходящи условия за развитието си, те се активират и започват да разграждат хитиновата му клетъчна стена; точно в този момент се появява първият мицел, който се храни с околната среда, която го заобикаля.

В зависимост от характеристиките на гъбата ще се заражда и развива напълно зрял многоклетъчен индивид. Някои видове гъби като дрожди са едноклетъчни индивиди, в този случай те ще се размножават по брой и ще образуват колонии от милиони клетки.

При видовете многоклетъчни гъби мицелът нараства по размер и в броя на клетките и се развива в структура, наречена спорангиум или спорангиофор, където се осъществяват клетъчните процеси на размножаване, образувайки нови спори.

Процесът, структурата, времето и характеристиките на спорангиума и спорите варират в зависимост от групата на гъбите и вида.

- Функция

Основната функция на спорите при гъбички е да възпроизвеждат и размножават вид. Това от своя страна са много устойчиви структури, които могат да останат „спящи“ (неактивни) за дълги периоди от време, докато открият подходящите стимули за растеж и развитие.

- Обучение

Всяко семейство гъби има различни начини за производство на своите спори. В този случай ще бъдат обяснени процесите на формиране на спорите на четири от 5-те фила, съставляващи Микотското царство, а именно:

Chytridiomycota: хифи се развиват и генерират хаплоиден талус или хифи. При тях талусът се превръща в женски гейтангъм, а другият - в мъжки гейтангъм, който се слепва и образува хифа, където ще узреят спорангиите и по-късно зооспорите.

Аскомикота: хифа на гъбата се удължава, докато образува кривина, за да създаде своеобразна „дупка“ между крайната част на хифата и вътрешна част. В куката има мъжка и женска клетка, те се пресичат и пораждат отвращението, в което ще възникнат аскоспорите.

Базидиомикота: това е процес, подобен в повечето отношения с този на гъбичките Аскомикота. Някои от техните разлики обаче се състоят в производството на базидиоспори вместо аскоспори, а плодоносните тела са по-големи и по-развити.

Оомикота: това са гъбички, които нахлуват в тъканите на живи индивиди; След като инфекцията се разпространи през тъканите, два хифи с различни полови клетки, една мъжка и една женска, оплождат и произвеждат ооспори.

Бактериални спори

Бактериалните спори често се срещат в грам-положителни бактерии, които имат ниско съдържание на азотни основи гуанин и цитозин в своята ДНК. Те започват да се образуват, когато усещат недостиг на хранителни вещества в околната среда.

Структура на бактериална спора (Източник: Videobiotechno / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) чрез Wikimedia Commons)

- Възпроизвеждане

За разлика от гъбите и други организми, спорите в бактериите не са типична репродуктивна структура. Тези микроби откриват неблагоприятни промени в средата си и започват да синтезират неактивна клетка с много устойчиви характеристики.

Тази устойчивост позволява на неактивната клетка да запази генетичния си материал непокътнат за дълго време, при условия, които биха убили всяка бактериална клетка. Подобно на гъбичните спори, те остават неактивни, докато външните условия не са подходящи за развитието им.

В бактериите спорите се наричат ендоспори, тъй като това са вътрешни клетъчни „тела“, които възникват чрез асиметрично разделение вътре в клетката, тоест те са от асексуален произход.

- Функция

Основната функция на ендоспорите е да удължават и поддържат живота на клетката, която ги е породила възможно най-дълго, дори при условия, при които тя не може да оцелее. След като условията на околната среда се подобрят, ендоспорът може да излезе от състоянието си на инактивация и да произведе нова бактериална клетка, равна във всички отношения на своята клетка-прародител.

- Обучение

Моделният вид, при който се изучава формирането на тази структура, е Bacillus subtilis. Процесът се състои от четири или пет фази в зависимост от консултираната библиография. Това са:

- Фаза 1: клетката се дели асиметрично, създавайки две кухини; най-големият съдържа всички компоненти на вътрешността на майчината клетка, докато най-малката част ще образува ендоспора.

- Фаза 2: се създава система за комуникация между клетката на потомството и това, което ще се превърне в ендоспора. Тази система задвижва експресията на специфични гени за частите, които изграждат вътрешната структура на ендоспора.

- Фаза 3: секцията на клетъчната стена, която е разделила голямата клетка от малката клетка, изчезва, което насърчава по-малката клетка да остане във вътреклетъчната среда на по-голямата клетка.

- Фази 4 и 5: по време на тези фази се генерират външните компоненти на ендоспорната обвивка, тя се дехидратира и се освобождава в околната среда след разграждането на клетката „майка“.

Ендоспорът ще се активира само когато открие със своите извънклетъчни рецептори, че условията са благоприятни за неговото развитие.

Протозойски спори

В протозоите е известен само един субфилум, който произвежда спори и съответства на този на Apicomplexa организми, които преди са били известни като спорозои, поради уникалното им състояние при производството на спори.

По-голямата част от тези организми са ендопаразити на гръбначни и имат структура, наречена "апикален комплекс", която е специализирана структура за навлизане в клетките и тъканите на гостоприемника.

- Възпроизвеждане

Всички индивиди от тази група имат сложни биологични цикли, тъй като се развиват в един или повече гостоприемници. Подобно на много микроорганизми, по време на жизнените си цикли те се редуват между сексуален и асексуален стадий.

Във фазата спорогония, продукт на зигота от предишното сливане на гаметични клетки се диференцира в спорозоит. Това узрява и започва етапа на мерогонията, където той се размножава чрез последователни цикли на делене на клетките (митоза) и произвежда множество спори, наречени спорозоити.

Тези спори се разпространяват през кръвоносната система на гостоприемника и започват да колонизират и разширяват вътрешността му, нахлувайки в множество органи и тъкани. Цикълът за образуване на спорозоит и мерогония се повтаря във всяка колонизирана тъкан.

- Функция

Спорите на „пчелните сложни“ организми са малки, добре опаковани версии на възрастни индивиди, които пътуват през кръвообращението на паразитни гръбначни животни, за да колонизират възможно най-много тъкани и органи.

Всички спори са продукт на клетъчното делене след образуването на зиготата; следователно, те са продукт на асексуално възпроизвеждане, предшествано от събитие на сексуално възпроизвеждане. Основната му функция е да разпространява и разпространява паразитната инфекция във всички възможни тъкани.

- Обучение

По време на друга част от цикъла спорозоитният продукт на клетъчно делене е заобиколен от много устойчив капак за образуване на ооцисти. Тази форма им позволява да излязат от хоста в околната среда и да нахлуят в нови хостове.

Когато ооциста се приема от потенциален гостоприемник, той се активира и интернализира в клетка, използвайки своя апикален комплекс. Вътре той започва да се разделя на спорозоити, за да нахлуе в други тъкани.

Новите нахлули клетки се разрушават поради големия брой спорозоити вътре в тях и по този начин тяхното размножаване продължава. Както спорозоитите, така и ооцистите са спори с различни характеристики.

Спори на водорасли

Водораслите са полифилетична група, която обединява голямо разнообразие от фотосинтезиращи организми, произвеждащи кислород. Четири от деветте подразделения, класифицирани в групата, произвеждат спори.

Всички спори, които те синтезират в водораслите, са продукт на асексуално възпроизвеждане. Както спорите, така и пропагулите (удължения, които се удължават и отделят от тялото) са много често срещана форма на асексуално възпроизвеждане в многоклетъчни водорасли.

- Възпроизвеждане

Смята се, че основният стимул за образуването на спорангии в групата от водорасли е изменението на фотопериода, тоест на часовете светлина, които всеки индивид възприема. Когато дневната светлина спадне под критично ниво, водораслите започват да образуват спорангии.

Спорангиумът се формира от талус, който се разграничава по репродуктивна структура, за да синтезира спори. Спорите могат да произхождат от множество вътрешни протопластични деления на спорангиевите клетки.

Спорите обаче при някои видове водорасли произлизат след отделяне на клетка от основното тяло на водораслите.

Всяка спора може да се намери в суспензия в средата или да се мобилизира, докато се опира на субстрат, който съдържа условията на околната среда, необходими за развитието на нов индивид.

- Функция

Спорите за водорасли са специализирани, за да разширят популацията на водорасли възможно най-много. Всеки вид има различни специализации за колонизиране на различни екосистеми. Всички те обаче са водни или полуводни среди.

При голямото разнообразие от видове водорасли, които съществуват, можем да наблюдаваме еквивалентно разнообразие от спори, тъй като някои имат жълтеници, които ги правят подвижни, други - дебел слой покритие, трети са сини, трети - бели, сред много други характеристики, които могат да варират.

- Обучение

Всички спори в водораслите се образуват чрез предишни клетъчни деления на клетки. Във вегетативния талус има плодороден талус, при който ще се генерират спорите. Това се нарича спорангиум.

В рамките на водораслите спорите могат да бъдат класифицирани в два различни типа: тези, които произхождат от мейотично разделение и тези, които произхождат от митотично разделение. По този начин в групата водорасли откриваме мейоспорния продукт на мейозата и продукта на митоспорите на митозата.

Засадете спори

Всички растения, класифицирани като „несъдови растения“ (бриофити, папрати и хвощ; последните класифицирани като птеридофити) се размножават чрез спори и се считат за „предци“.

Спорите на папрат или птеридофит (Източник: Луис Мигел Бугало Санчес (Lmbuga) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) чрез Wikimedia Commons)

- Възпроизвеждане

Размножаването чрез спори в растенията е известно като „спорообразуване“. При бриофитите жизненият цикъл е доста по-различен от този на птеридофитите, тъй като те имат дигенетичен цикъл от хапло-диплофазен тип.

Това означава, че вегетативната фаза има хаплоидно генетично натоварване и в апикалния регион се произвеждат гаметании (откъдето произхождат гаметите). Обикновено са двудомни видове, тоест полове са разделени в различни растения.

Дъждът и вятърът са основните сили, които задвижват мъжките гамети към женската гамета на друго растение. След като женската гамета е оплодена, се получава зигота, която узрява в спорофита.

В зрелия спорофит се синтезират спори, за да се създадат нови хаплоидни индивиди.

При птеридофитите спорангиите са разположени от долната страна на листата (долната част). Тези спорангии произвеждат малки спори, които, когато се поставят в подходяща среда, произвеждат гаметании.

Гаметангиите произвеждат женски и мъжки гамети, които се комбинират за получаване на ембрион и ново зряло растение.

- Функция

Спорите при тези видове им позволяват да останат в "латентно" състояние на живот, докато условията са правилни, за да започнат да се развиват и растат. За разлика от семената на съдовите растения, спорите не съдържат ембрион, нито съдържат резервни тъкани.

Тези групи растения обаче бяха първите, които колонизират земната среда, тъй като спорите им позволяват да оцелеят за дълги периоди от време, докато влажността не е идеална за растението.

- Обучение

В бриофитите спорите се образуват след образуването на спорофита. Спорогенната тъкан в рамките на спорофита започва да се разделя през цикъл на мейоза и множество цикли на митоза. Това произвежда голям брой спори, които ще доведат до нови гаметофити.

Нещо подобно на бриофитите се среща при птеридофитите; от долната страна на листа е група мейоспорангия, наречена синагия. Във всеки мейоспорангиум има три мегаспорангии и вътре са открити голям брой спори.

Спорите се генерират в мегаспорангиума, където първата спора възниква от диференциацията на клетка вътре. Това се трансформира и узрява в мегаспора и претърпява процес на мейоза и по-късно множество цикли на митоза, за да възникнат стотици нови спори.

Препратки

1. Chaffey, N. (2014). Гарванска биология на растенията. Анали на ботаниката, 113 (7), vii.
2. Дякон, JW (2013). Гъбична биология. John Wiley & Sons.
3. Феофилова, Е. П., Ивашечкин, А. А., Алехин, А. И., и Сергеева, И. (2012). Гъбични спори: покой, покълване, химичен състав и роля в биотехнологията (преглед). Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia, 48 (1), 5-17.
4. Хейг, Дейвид и Вилчек, Амити. „Сексуален конфликт и редуване на хаплоидни и диплоидни поколения“. Философски транзакции на Кралското общество Б: Биологични науки 361. 1466 (2006): 335-343.
5. Maggs, CA, & Callow, ME (2001). Спорни водорасли. e LS.
6. Smith, P., & Schuster, M. (2019). Обществени блага и изневери в микроби. Текуща биология, 29 (11), R442-R447.
7. Wiesner, J., Reichenberg, A., Heinrich, S., Schlitzer, M., & Jomaa, H. (2008). Пластид-подобната органела на апикомплексан паразити като лекарствена цел. Настоящ фармацевтичен дизайн, 14 (9), 855-871.