Spore - Spore
V biologii je výtrusem jednotka sexuální nebo nepohlavní reprodukce, která může být upravena pro rozptýlení a pro přežití, často po delší dobu, v nepříznivých podmínkách. Spóry jsou součástí životního cyklu mnoha rostlin , řas , hub a prvoků .
Bakteriální spóry nejsou součástí sexuálního cyklu, ale jsou to odolné struktury používané k přežití za nepříznivých podmínek. Spóry myxozoanů uvolňují do hostitelů amébuly kvůli parazitické infekci, ale také se v hostitelích reprodukují spárováním dvou jader v plasmodiu, které se vyvíjí z amébuly.
V rostlinách, spory jsou obvykle haploidní a jednobuněčné a jsou produkovány meiózy v sporangium části diploidní sporophyte . Za příznivých podmínek se spor může vyvinout do nového organismu pomocí mitotického dělení, čímž vzniká mnohobuněčný gametofyt , který nakonec produkuje gamety. Dvě gamety se spojí a vytvoří zygotu, která se vyvine v nový sporofyt. Tento cyklus je známý jako střídání generací .
Spóry semenných rostlin se produkují interně a megaspóry (vytvořené uvnitř vajíček) a mikropóry se podílejí na tvorbě složitějších struktur, které tvoří disperzní jednotky, semena a pylová zrna.
Definice
Termín spóra pochází ze starověkého řeckého slova σπορά spora , což znamená „ semeno , setí“, související s σπόρος sporos , „setí“ a σπείρειν speirein , „zasít“.
V běžné řeči je rozdíl mezi „spórou“ a „ gametou “ ten, že spóra vyklíčí a vyvine se do sporelingu , zatímco gameta se musí před dalším vývojem spojit s jinou gametou, aby vytvořila zygotu.
Hlavní rozdíl mezi spórami a semeny jako disperzními jednotkami je v tom, že spóry jsou jednobuněčné, první buňka gametofytu, zatímco semena v sobě obsahují vyvíjející se embryo (mnohobuněčný sporofyt příští generace), produkované fúzí mužské gamety pylová trubice se samičí gametou tvořená megagametofytem uvnitř vajíčka. Spory klíčí a vytvářejí haploidní gametofyty, zatímco semena klíčí a vytvářejí diploidní sporofyty.
Klasifikace organismů produkujících spory
Rostliny
Spóry cévnatých rostlin jsou vždy haploidní . Cévnaté rostliny jsou buď homosporózní (nebo isosporózní) nebo heterosporózní . Homosporózní rostliny produkují spory stejné velikosti a typu.
Heterosporous rostliny, jako semenných rostlin , spikemosses , quillworts a kapradí řádu Salviniales výtrusy dvou různých velikostí: větší spor (megaspore) v podstatě funguje jako „ženské“ spora a menší (mikrospor), působící jako " mužský". Takové rostliny typicky způsobují vznik dvou druhů spor z oddělených sporangií, buď megasporangium, které produkuje megaspory, nebo mikrosporangium, které produkuje mikrospory. V kvetoucích rostlinách se tyto sporangie vyskytují v plodnici a prašníku.
Houby
Houby běžně produkují spóry v důsledku sexuální nebo asexuální reprodukce. Spory jsou obvykle haploidní a rostou do zralých haploidních jedinců mitotickým dělením buněk ( Urediniospores a Teliospores mezi rzi jsou dikaryotické). Dikaryotické buňky vznikají fúzí dvou haploidních gametových buněk. Mezi sporogenními dikaryotickými buňkami dochází k karyogamii (fúzi dvou haploidních jader) za vzniku diploidní buňky. Diploidní buňky podléhají meióze za vzniku haploidních spór.
Klasifikace spór
Spory lze klasifikovat několika způsoby:
Strukturou produkující spory
Houby
U hub a organismů podobných houbám jsou spory často klasifikovány podle struktury, ve které dochází k produkci meiózy a spor. Vzhledem k tomu, houby jsou často klasifikovány podle jejich spor produkující struktury, tyto výtrusy jsou často charakteristické pro specifickou taxonu z hub .
- Sporangiospores : spory produkované sporangiem v mnoha houbách, jako jsou zygomycety .
- Zygospores : výtrusy produkované zygosporangium , charakteristických pro zygomycetes .
- Askospory : spóry vyrobené pomocí ascus , charakteristických pro Ascomycetes .
- Basidiospores : výtrusy produkované basidium , charakteristických pro Basidiomycetes .
- Aeciospores : spóry produkované aecium v některých houbách, jako jsou rzi nebo šmouhy .
- Urediniospores : spory produkované urediniem v některých houbách, jako jsou rzi nebo šmouhy .
- Teliospory : spóry produkované teliem u některých hub, jako jsou rzi nebo šmouhy .
- Oospores : spóry vyrobené pomocí oogonium , charakteristických pro Oomycetes .
Červené řasy
- Karpospory : spóry produkované karposporofytem , charakteristické pro červené řasy .
- Tetraspory : spóry produkované tetrasporofytem , charakteristické pro červené řasy .
Podle funkce
- Chlamydospory : silnostěnné odpočívající spory hub produkované k přežití nepříznivých podmínek.
- Parazitické spóry hub lze rozdělit na vnitřní spory, které klíčí v hostiteli, a vnější spóry, také nazývané spory prostředí, uvolněné hostitelem za účelem zamoření jiných hostitelů.
Podle původu během životního cyklu
- Meiospores : spóry produkované meiózou ; jsou tedy haploidní a dávají vzniknout haploidní dceřiné buňce (buňkám) nebo haploidnímu jedinci. Příklady jsou prekurzorové buňky gametophytes ze semenných rostlin nalezených v květiny ( krytosemenných rostlin ) nebo kuželů ( gymnosperms ), a zoosporami vyrobené z meiózy v Sporophytes řas, jako je Ulva .
- Mitospory (nebo konidie , konidiospory ): spory produkované mitózou ; jsou charakteristické pro Ascomycetes . Houby, ve kterých se nacházejí pouze mitospory, se nazývají „mitosporické houby“ nebo „anamorfní houby“ a dříve byly zařazeny pod taxon Deuteromycota (viz Teleomorph, anamorph a holomorph ).
Mobilitou
Spory lze rozlišit podle toho, zda se mohou pohybovat nebo ne.
- Zoospory : mobilní výtrusy, které se pohybují prostřednictvím jednoho nebo více bičíků a lze je nalézt v některých řasách a houbách .
- Aplanospores : nepohyblivé spory, které přesto mohou potenciálně růst bičíky.
- Autospory : nepohyblivé spory, které nemohou vyvinout bičíky.
- Ballistospores : spóry, které jsou násilně vypouštěny nebo vymrštěny z houbového plodnice v důsledku vnitřní síly, jako je nárůst tlaku. Většina basidiosporů jsou také balistospory a dalším pozoruhodným příkladem jsou spory rodu Pilobolus .
- Statismospory : spóry, které se uvolňují z plodnice houby v důsledku vnější síly, jako jsou dešťové kapky nebo procházející zvíře. Příkladem jsou pýchavky .
Externí anatomie
Při vysokém zvětšení mají spóry často na svých vnějších plochách složité vzory nebo zdobení. Byla vyvinuta specializovaná terminologie k popisu vlastností takových vzorů. Některá označení představují otvory, místa, kde lze při klíčení proniknout houževnatým vnějším obalem spor. Spóry lze kategorizovat na základě polohy a počtu těchto označení a otvorů. Alete spory nevykazují žádné čáry. U monoletních spór je na výtrusi jediná úzká linie (laesura). To naznačuje, že se mateřská spora rozdělila na čtyři podél svislé osy. V triletových spórách každá spora ukazuje tři úzké čáry vyzařující ze středového pólu. To ukazuje, že čtyři spory sdílely společný původ a byly zpočátku ve vzájemném kontaktu a vytvářely čtyřstěn. Širší otvor ve tvaru drážky může být nazýván kolpus . Počet colpi rozlišuje hlavní skupiny rostlin. Vyšší dvouděložné mají tricolpate výtrusy (tj spor se třemi colpi).
Sporové tetrady a trilete spory
Tetrady uzavřené v obálkách jsou považovány za nejstarší důkaz života rostlin na souši, pocházející z poloviny ordoviku (raný Llanvirn, před ~ 470 miliony let ), což je období, ze kterého dosud nebyly získány žádné makrofosilie. Jednotlivé trilete spory připomínající moderní kryptogamické rostliny se poprvé objevily ve fosilním záznamu na konci ordovického období.
Rozptýlení
U hub jsou asexuální i sexuální spory nebo sporangiospory mnoha druhů hub aktivně rozptýleny násilným vyhozením z jejich reprodukčních struktur. Toto vyvržení zajišťuje výstup spór z reprodukčních struktur a také cestování vzduchem na dlouhé vzdálenosti. Mnoho hub proto disponuje specializovanými mechanickými a fyziologickými mechanismy a také strukturami povrchů spor, jako jsou hydrofobiny , pro vymývání spor. Mezi tyto mechanismy patří například násilné vypouštění askospor umožněné strukturou asku a akumulace osmolytů v tekutinách asku, které vedou k explozivnímu vypouštění askospor do vzduchu.
Násilné vypouštění jednotlivých spór nazývaných balistospory zahrnuje tvorbu malé kapky vody ( Bullerova kapka ), která při kontaktu se sporou vede k jejímu uvolnění projektilu s počátečním zrychlením více než 10 000 g . Jiné houby se spoléhají na alternativní mechanismy uvolňování spór, jako jsou vnější mechanické síly, jejichž příkladem jsou pýchavky . Přilákat hmyz, jako jsou mouchy, do plodových struktur, protože má živé barvy a hnilobný zápach, pro šíření spór hub je další strategie, kterou prominentně používají stinkhorns .
U mechu hladkého ( Atrichum undulatum ) se vibrace sporofytů ukázaly jako důležitý mechanismus uvolňování spor.
V případě cévnatých rostlin vylučujících spory, jako jsou kapradiny , poskytuje distribuce větru velmi lehkých spór velkou schopnost rozptýlení. Také spory jsou méně náchylné k predaci zvířat než semena, protože neobsahují téměř žádnou potravinovou rezervu; jsou však náchylnější k houbové a bakteriální predaci. Jejich hlavní výhodou je, že ze všech forem potomstva vyžadují spóry k výrobě nejméně energie a materiálů.
U spikemoss Selaginella lepidophylla je rozptýlení částečně zajištěno neobvyklým typem diaspory , tumbleweed .
Galerie
Výtrusy mechu Bartramia ithyphylla . (mikroskopický pohled, 400x)
Spóry a gumy z přesličky. ( Equisetum , mikroskopický pohled)
Fosilní výtrusy rostlin ( Scylaspora ) ze silurských ložisek Švédska.
Shluky spór, vytvořené uvnitř sporangií slizové plísně Reticularia olivacea , z borových lesů východní Ukrajiny .
Vnitřní povrch peridium na slizovky Tubifera dudkae sporami.