Výtrus - Spore

Tento článek je o sporech v eukaryotech. Bakteriální spory viz endospore. Pro další použití viz Výtrus (disambiguation).

Spory produkované ve sporickém životním cyklu.
Čerstvý sníh částečně pokrývá drsně stopkatý mech (Brachythecium rutabulum ), rostoucí na a ztenčený hybridní černý topol (Populus x canadensis ). Poslední fáze životní cyklus mechu je zobrazen, kde je sporofyty jsou viditelné před rozptýlením jejich spór: calyptra (1) je stále připojen k kapsle (2). Vrcholy gametofyty (3) lze také rozeznat. Vložka ukazuje okolní černé topoly rostoucí na písčité ploše hlína na břehu a Kolk s vyznačenou oblastí podrobností.

v biologie, a výtrus je jednotka sexuální nebo nepohlavní reprodukce které mohou být upraveny pro rozptýlení a pro přežití, často po delší dobu, za nepříznivých podmínek. Spory jsou součástí životní cykly z mnoha rostliny, řasy, houby a prvoky.[1] Bakteriální spory nejsou součástí sexuálního cyklu, ale jsou odolnými strukturami používanými k přežití za nepříznivých podmínek. Myxozoan spory uvolňují améby do svých hostitelů pro parazitární infekci, ale také se v hostitelích množí spárováním dvou jader v plasmodiu, které se vyvíjí z améby.[2]

Spory jsou obvykle haploidní a jednobuněčný a jsou vyráběny redukční dělení buněk v sporangium a diploidní sporofyt. Za příznivých podmínek se spora může vyvinout v novou organismus použitím mitotický divize, produkující a mnohobuňečný gametofyt, který nakonec pokračuje v produkci gamet. Dva gamety se spojí a tvoří zygota který se vyvinul do nového sporofytu. Tento cyklus je znám jako střídání generací.

Spory semenné rostliny jsou produkovány interně a megaspory (vytvářené uvnitř vajíček) a mikrospory se podílejí na tvorbě složitějších struktur, které tvoří disperzní jednotky, semena a pyl zrna.

Definice

Termín výtrus pochází z starořečtina slovo σπορά spora, význam "semínko, setí ", související s σπόρος sporos, „setí“ a σπείρειν speirein, "zasít".

Obecně řečeno, rozdíl mezi „spórou“ a „gameta „je to, že spora vyklíčí a vyvine se do sporeling, zatímco gameta se musí spojit s jinou gametou, aby vytvořila zygotu, než se bude dále rozvíjet.

Hlavní rozdíl mezi spory a semeny jako disperzní jednotky je to, že spory jsou jednobuněčné, první buňka gametofytu, zatímco semena obsahují v sobě vyvíjející se embryo (mnohobuněčný sporofyt příští generace), produkované fúzí mužské gamety pylové trubice se ženskou gametou tvořenou megagametofyt uvnitř vajíčka. Spory klíčí za vzniku haploidních gametofytů, zatímco semena klíčí za vzniku diploidních sporofytů.

Klasifikace spór produkujících organismů

Rostliny

Cévnatá rostlina spory jsou vždy haploidní. Cévnaté rostliny jsou buď homosporous (or isosporous) nebo heterosporózní. Rostliny, které jsou homosporézní, produkují spory stejné velikosti a typu.

Heterospórní rostliny, jako např semenné rostliny, spikemosses, ostnatec a kapradiny řádu Salviniales produkují spory dvou různých velikostí: větší spora (megaspore) ve skutečnosti funguje jako „ženská“ spora a menší (mikrospora) fungující jako „samec“. Takové rostliny typicky způsobují vznik dvou druhů spor ze samostatných sporangií, a to buď megasporangium který produkuje megaspores nebo a mikrosporangium který produkuje mikrospory. U kvetoucích rostlin se tyto sporangie vyskytují v plodnicích a prašnících.

Houby

Houby běžně produkují spory v důsledku sexuální nebo nepohlavní reprodukce. Spory jsou obvykle haploidní a vyroste z nich dospělí haploidní jedinci mitotický dělení buněk (Urediniospory a Teliospory mezi rzi jsou dikaryotické). Dikaryotický buňky vznikají fúzí dvou haploidních buněk gamety. Mezi sporogenními dikaryotickými buňkami dochází k produkci diploidní karyogamie (fúze dvou haploidních jader). Diploidní buňky podstupují meiózu za vzniku haploidních spor.

Klasifikace spor

Spory lze klasifikovat několika způsoby:

Strukturou produkující spory

Asci z Morchella elata, obsahující askospory
v rostliny, mikrospory, a v některých případech megaspores, jsou tvořeny ze všech čtyř produktů meiózy.
Naproti tomu v mnoha semenné rostliny a heterosporózní kapradiny, stane se pouze jediný produkt meiózy megaspore (makrospora), přičemž zbytek degeneruje.

Houby

U hub a organismů podobných houbám jsou spory často klasifikovány podle struktury, ve které dochází k meióze a tvorbě spor. Vzhledem k tomu, že houby jsou často klasifikovány podle jejich struktur produkujících spory, jsou tyto spory často charakteristické pro určitý druh taxon z houby.

Červené řasy

Podle funkce

  • Chlamydospores: silnostěnné spory odpočinku houby vyrobeny tak, aby přežily nepříznivé podmínky.
  • Parazitické spóry hub lze rozdělit na vnitřní spory, které klíčí v hostiteli, a vnější spory, nazývané také spory prostředí, uvolňované hostitelem k zamoření dalších hostitelů.[3]

Podle původu během životního cyklu

Mobilitou

Spory lze rozlišit podle toho, zda mohou hýbat se nebo ne.

  • Zoospor: mobilní spory, které se pohybují pomocí jednoho nebo více bičíky, a lze je najít v některých řasy a houby.
  • Aplanospory: nepohyblivé spory, které mohou potenciálně růst bičíky.
  • Autospory: nepohyblivé spory, které nemohou vyvinout bičíky.
  • Ballistospores: výtrusy, které jsou násilně vypouštěny nebo vymrštěny z houby plodnice v důsledku vnitřní síly, jako je nárůst tlaku. Většina bazidiospory jsou také balistospory a dalším pozoruhodným příkladem jsou spory rodu Pilobolus.
  • Statismospores: výtrusy, které jsou vypouštěny z houbového plodnice v důsledku vnější síly, jako jsou kapky deště nebo projíždějící zvíře. Příklady jsou pýchavky.

Vnější anatomie

Spory fosilních trilet (modrá) a sporová tetrada (zelená) z Pozdní silur původ
Pyl trikolpátu Ricinus

Pod vysokou zvětšení, spory mají často na svých vnějších površích složité vzory nebo ozdoby. Byla vyvinuta speciální terminologie popisující vlastnosti těchto vzorů. Některá označení představují otvory, místa, kde lze při klíčení proniknout tvrdým vnějším pláštěm spór. Spory lze kategorizovat na základě polohy a počtu těchto značek a otvorů. Alete výtrusy neukazují žádné řádky. v jednolité spory, na spore je jedna úzká linie (laesura).[4] To naznačuje, že mateřská spora byla rozdělena na čtyři podél svislé osy.[Citace je zapotřebí ] v trilete spory, každá spora ukazuje tři úzké čáry vyzařující ze středního pólu.[4] To ukazuje, že čtyři spory sdílely společný původ a byly zpočátku ve vzájemném kontaktu a tvořily čtyřstěn.[Citace je zapotřebí ] Širší otvor ve tvaru drážky lze nazvat a colpus.[4] Počet kolpi rozlišuje hlavní skupiny rostlin. Eudicots mít trikolpát výtrusy (tj. výtrusy se třemi colpi).[5]

Sporové tetrady a spory trilete

Hlavní článek: Evoluční historie rostlin

Obálky uzavřené spóry tetrad jsou považovány za nejstarší důkaz života rostlin na zemi,[6] datování od poloviny ordoviku (rané Llanvirn, ~470 před miliony let), období, od kterého dosud nebyly získány žádné makrofosílie.[7]Jednotlivé výtrusy trilete připomínající ty moderní kryptogamický rostliny se poprvé objevily ve fosilním záznamu na konci ordovického období.[8]

Rozptýlení

Spory vymrštěné houbami.

U hub jsou asexuální i sexuální výtrusy nebo sporangiospory mnoha druhů hub aktivně rozptýleny násilným vyhazováním z jejich reprodukčních struktur. Toto vyhazování zajišťuje výstup spór z reprodukčních struktur a také cestování vzduchem na velké vzdálenosti. Mnoho hub tak vlastní specializované mechanické a fyziologické mechanismy, stejně jako spórové povrchové struktury, jako např hydrofobiny, za vyhazování spór. Mezi tyto mechanismy patří například násilné vypouštění askospor umožněné strukturou asku a akumulace osmolyty v tekutinách asku, které vedou k explozivnímu vypouštění askospor do vzduchu.[9]

Nucený výboj jednotlivých spor označován balistospory zahrnuje tvorbu malé kapky vody (Bullerova kapka ), který při kontaktu s výtrusy vede k jeho uvolnění střely s počátečním zrychlením více než 10 000 G.[10] Jiné houby se spoléhají na alternativní mechanismy pro uvolňování spór, například vnější mechanické síly, jejichž příkladem je pýchavky. Přitahování hmyzu, jako jsou mouchy, k plodícím strukturám díky jejich živým barvám a hnilobnému zápachu pro rozptýlení spór plísní je další strategií, kterou nejvýznamněji používá smradlavci.

V mechu Smoothcap (Atrichum undulatum ) se ukázalo, že vibrace sporofytů jsou důležitým mechanismem pro uvolňování spór.[11]

V případě vylučování spór cévnatých rostlin jako kapradiny, distribuce větru velmi lehkých spór poskytuje velkou kapacitu pro rozptýlení. Spory také méně podléhají zvířecím predátorům než semena, protože neobsahují téměř žádnou rezervu potravy; avšak více podléhají plísňovým a bakteriálním predátorům. Jejich hlavní výhodou je, že ze všech forem potomků vyžadují spory nejméně energie a materiálů k produkci.

V spikemossu Selaginella lepidophylla, rozptýlení je dosaženo částečně neobvyklým typem diaspora, a laskavec.[12]

Galerie

  • Spory mech Bartramia ithyphylla. (mikroskopický pohled, 400x)

  • Sporangie kapradiny zbavená. (mikroskopický pohled, nejsou viditelné žádné spory)

  • Výtrusy a vzplanutí z přesličky. (Equisetum, mikroskopický pohled)

  • Spory fosilních rostlin (Scylaspora ) ze silurských ložisek Švédska.

  • Plodová forma se spórami a odlišitelným buněčným růstem. (2000x)

  • Shluky spór, vytvořené uvnitř sporangií slizové formy Reticularia olivacea, z borových lesů východní Ukrajina.

  • Vnitřní povrch peridium slizové formy Tubifera dudkae se spory.

Viz také

Reference

  1. ^ „Webový projekt Tree of Life“. Archivováno z původního dne 5. února 2018. Citováno 5. února 2018.
  2. ^ "Myxozoa Archivováno 16. února 2015 v Wayback Machine ". Webový projekt Tree of Life. Ivan Fiala 10. července 2008. Web. 14. ledna 2014.
  3. ^ „Microsporidia (Protozoa): A Handbook of Biology and Research Techniques“. Archivovány od originálu dne 26. června 2008. Citováno 8. července 2007.CS1 maint: BOT: stav původní adresy URL neznámý (odkaz). modares.ac.ir
  4. ^ A b C Punt, W .; Hoen, P. P .; Blackmore, S .; Nilsson, S. & Le Thomas, A. (2007). "Slovníček terminologie pylu a spor". Recenze paleobotaniky a palynologie. 143 (1): 1–81. doi:10.1016 / j.revpalbo.2006.06.008.
  5. ^ Judd, Walter S. & Olmstead, Richard G. (2004). „Průzkum fylogenetických vztahů s trikolpátem (eudikotem)“. American Journal of Botany. 91 (10): 1627–44. doi:10,3732 / ajb.91.10.1627. PMID  21652313.
  6. ^ Gray, J .; Chaloner, W. G .; Westoll, T. S. (1985). „Mikrofosilní záznam raných pozemkových rostlin: pokrok v porozumění rané terrestrializaci, 1970–1984“. Filozofické transakce královské společnosti B. 309 (1138): 167–195. Bibcode:1985RSPTB.309..167G. doi:10.1098 / rstb.1985.0077. JSTOR  2396358.
  7. ^ Wellman CH, Gray J (2000). „Mikrofosilní záznam raných suchozemských rostlin“. Filozofické transakce královské společnosti B. 355 (1398): 717–732. doi:10.1098 / rstb.2000.0612. PMC  1692785. PMID  10905606.
  8. ^ Steemans, P .; Herisse, A. L .; Melvin, J .; Miller, M. A .; Paris, F .; Verniers, J .; Wellman, C. H. (2009). „Původ a záření nejstarších cévnatých rostlin“ (PDF). Věda. 324 (5925): 353. Bibcode:2009Sci ... 324..353S. doi:10.1126 / science.1169659. ISSN  0036-8075. PMID  19372423. S2CID  206518080. Archivováno (PDF) z původního dne 22. září 2017. Citováno 1. listopadu 2017.
  9. ^ Trail F. (2007). „Houbová děla: výbušný výtrus spór v Ascomycota“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 276 (1): 12–8. doi:10.1111 / j.1574-6968.2007.00900.x. PMID  17784861.
  10. ^ Pringle A, Patek SN, Fischer M, Stolze J, Money NP (2005). "Zajatý start balistospory". Mykologie. 97 (4): 866–71. doi:10,3852 / mycologia.97.4.866. PMID  16457355.
  11. ^ Johansson, Lönnell, Sundberg a Hylander (2014) Prahové hodnoty uvolňování pro spory mechu: význam turbulence a délka sporofytů. Journal of Ecology, n / a-n / a.
  12. ^ "False Rose of Jericho - Selaginella lepidophyllaFalse Rose of Jericho - Selaginella lepidophylla". Průvodce rostlinami a květinami. Únor 2009. Archivováno z původního dne 15. července 2011. Citováno 1. února 2010.