Sporolazione in piante, funghi e batteri

IL Sporulazione È il processo attraverso il quale un organismo in natura produce strutture riproduttive e/o di protezione note come spore. Si verifica in molte specie, essendo particolarmente importante nei funghi e in alcune piante e batteri. Come potresti dedurre dal suo nome, la sporulazione non è altro che il processo che consiste nella formazione di spore.

Le spore sono strutture di propagazione estremamente resistenti, in grado di sopravvivere a diverse condizioni come siccità o inondazioni, calore o freddo, mancanza di nutrienti, ecc. Inoltre, sono metabolicamente quiescenti, il che significa che, in assenza di uno stimolo favorevole, rimangono inattivi (non sono divisi).

Una spora è sostanzialmente costituita da una struttura unicellulare, di origine sessuale o asessuale, che ha diversi strati extracellulari che la proteggono e all'interno sono sia il materiale genetico dell'individuo che lo ha prodotto e quegli elementi organici necessari per ripristinare le funzioni quando arriva Arriva il momento di buon auspicio.

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Qual è la funzione della sporulazione?

Negli organismi in cui si verifica, la sporulazione può facilitare due processi: sopravvivenza contro condizioni avverse o non disponibili per la crescita e lo sviluppo e, allo stesso tempo, il dispersione Verso nuovi ambienti, meno ostili e più abbondanti nelle risorse da sfruttare.

Gli stimoli che innescano l'inizio di questo processo sono diversi per ciascun organismo, nonché la sequenza di passaggi che vengono innescati quando è presente lo stimolo appropriato.

SPORULAZIONE nelle piante

Spore sotto una lama di felce

Nel regno vegetale potrebbe esserci una certa confusione riguardo al concetto di sporulazione.

Mentre le cellule sessuali o i gameti delle piante floreali sono conosciute come Megaspora (la femmina, cioè Ovocell) e Microspora (il maschio, cioè il grano del polline), solo in condizioni In vitro Un granello di polline potrebbe produrre una pianta (geneticamente aploide) e solo questa struttura è veramente resistente.

Pertanto, a rigor di termini, secondo il concetto gestito da una spora, gli unici rappresentanti del gruppo di piante che producono spore sono felci (pteridofiti, piante vascolari) e briofite (piante non vascolari).

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Sporolazione in biofite

In queste piante non vascolari, la sporulazione si verifica in uno stadio noto come il sporofita, dove inizia con la divisione meiotica di un gruppo di cellule e continua con diversi cicli aggiuntivi di divisioni mitotiche, producendo un gran numero di spore aploidi.

Queste spore, quando si trovano in un ambiente dotato di sufficienti risorse idriche e nutrizionali (e alla giusta temperatura), germinano e producono altre strutture note come gametofite, che successivamente darà origine ai gameti che si fonderanno per formare un altro diplide sporofite (2n).

SPorulazione del pteridofita

Nel gruppo di felci, la sporulazione è molto simile. Alcuni individui producono spore sul lato inferiore delle loro foglie, in strutture conosciute come sinangios, che sono formate da più Meiosporangios, in grado di produrre molti megaspore aploidi (N) dalla divisione meiotica.

Spore nelle felci

Quando queste spore vengono rilasciate nell'ambiente, se le condizioni lo consentono, possono germogliare per produrre un individuo o uno stadio noto come gametofita, di cui le cellule gametiche femminili e maschili saranno formate dalla mitosi che, una volta che si fonderanno, produrranno Un abilitabile capace di di nuovo sporolare.

SPORULAZIONE FACGI

Le spore di un fungo

I funghi sono organismi molto popolari per quanto riguarda la produzione di spore. In questi, la sporulazione svolge funzioni primarie nella diffusione e nella moltiplicazione, poiché ogni spora funziona più o meno come i semi delle piante fiorite, cioè produce un nuovo organismo.

Questo processo è stato molto studiato dall'uomo, da quando comprende la sporulazione del patogeno.

In questi organismi, le spore possono essere prodotte sia da percorsi sessuali (meiosi) che dalla via asessuata (mitosi), essendo le spore asessuali particolarmente importanti per la dispersione di molte specie e le spore sessuali fondamentali per la conservazione o la sopravvivenza contro le specie contro lo avverso condizioni.

Tuttavia, alcuni autori sottolineano che potrebbero esserci tante strategie di sporulazione quanto specie fungine, poiché ogni gruppo ha un particolare provvista che lo differenzia dall'altro. Diamo un'occhiata ad alcuni esempi di seguito:

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SPORULAZIONE IN FUNGI UNICELLANI: CASO Saccharomyces

Cultura di Saccharomyces cerevisiae. Fonte: Sale di Rainis [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons

Saccharomyces cerevisiae, Il fungo unicellulare usato per produrre pane e birra, è stato forse studiato dal punto di vista della sporulazione.

In questa specie la sporulazione è innescata dall'esaurimento di fonti di azoto in un mezzo privo di fonti di carbonio utilizzabili per le cellule. Il processo si verifica nella seguente sequenza, basata su cellule diploidi (2N) in cui si sta verificando una divisione meiotica:

• I cromosomi sono allineati nel piano equatoriale della cellula, si ricombinano e quindi questi sono separati verso i poli.
• Sono formati 4 nuclei aploidi (n).
• Ogni nucleo è circondato da una membrana avvolta, formando ciò che le spore saranno successivamente (pre-spores).
• La parete cellulare è assemblata attorno a ciascun nucleo.
• Si formano quattro singole spore che iniziano il processo di maturazione.

Altri tipi di sporulazione

Nei funghi filamentosi del genere Aspergillus, Tra coloro che includono coloro che proliferano alcuni alimenti, la sporulazione non è solo un prodotto della riproduzione sessuale (come nei lieviti), ma può verificarsi anche per via asessuata.

Pertanto, un singolo individuo può produrre centinaia di spore per mitosi, amplificando considerevolmente la loro capacità di dispersione praticamente su qualsiasi superficie. Il processo può essere descritto come analogo a quello dei lieviti, ma non implica la ricombinazione cromosomica o la divisione di riduzione.

I funghi multicellulari, quelli visibili a "occhi nudi", come i funghi, ad esempio, producono spore e lo fanno anche attraverso i loro corpi fruttuosi. In questi tipi di funghi ci sono anche importanti differenze tra l'origine delle spore (mitotica o meiotica) e parte delle loro caratteristiche.

SPORULAZIONE BATTERI

Immagine microscopica di Bacillus subtilis. Le strutture ovali invariate sono spore. Fonte: Y anche (uploader originale)/CC BY-S (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)

Sebbene non sia una norma per l'intero gruppo, molte specie di batteri producono spore che li aiutano a sopravvivere quando le condizioni cambiano improvvisamente; In effetti, le spore batteriche sono considerate le più resistenti in natura.

La produzione di spore nei batteri è limitata al gruppo Firmicutes, dove organismi appartenenti alle classi Bacilli, Clostridia, Esipelotrichi E Negativicutes Sono stati i più studiati in relazione a questo processo.

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Sebbene possa variare tra le specie, la forma più comune di sporulazione nei batteri è sparata principalmente dall'esaurimento dei nutrienti e un aumento della densità cellulare. In generale, quindi, la sporulazione batterica può essere riassunta nelle seguenti fasi:

• Duplicazione cromosomica e migrazione di ciascuna copia ai poli opposti della cellula.
• Allungamento delle estremità cellulari, nota anche come formazione del filamento.
• Rimodellamento del muro e della membrana cellulare per avvolgere una delle copie cromosomiche (formazione di un setto di divisione all'interno del citosol della cellula "madre")).
• Divisione cellulare asimmetrica e formazione di una pre-spora all'interno della cellula "madre".
• Maturazione della pre-Spora a Estopora.
• E, infine, nella cellula staminal.

Alcuni batteri producono una sola spora (sono monosporici) ma ce ne sono altri che ne producono due o più, a seconda della specie. È stato dimostrato che il processo può richiedere tra le 8 e le 10 ore, ma questo è anche estremamente variabile.

La sporulazione è un processo attentamente controllato a livello genetico, il che significa che diversi segnali devono essere percepiti dalle cellule e comunicati attraverso i messaggeri al materiale genetico, che inizia a trascrivere geni specifici e cessa la trascrizione di altri non necessari.

Riferimenti

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