Wat is een spore?
In de biologie is een spore een voortplantingsstructuur die is aangepast om zich te kunnen verspreiden en gedurende langere tijd in ongunstige omstandigheden te kunnen overleven. Sporen maken deel uit van de levenscyclus van vele planten, algen, schimmels en sommige protozoën. Een belangrijk verschil tussen sporen en zaden als eenheden van verspreiding is dat sporen zeer weinig opgeslagen voedselbronnen hebben in vergelijking met zaden.
Sporen zijn gewoonlijk haploïd en eencellig en worden geproduceerd door meiose in de sporofyt. Zodra de omstandigheden gunstig zijn, kan de spore zich door mitotische deling tot een nieuw organisme ontwikkelen, waarbij een meercellige gametofyt ontstaat, die uiteindelijk gameten produceert.
Twee gameten versmelten tot een nieuwe sporofyt. Deze cyclus staat bekend als generatiewisseling, maar een betere term is “biologische levenscyclus”, omdat er meer dan één fase kan zijn en het dus geen directe afwisseling kan zijn. Haploïde sporen geproduceerd door mitose (bekend als mitosporen) worden door veel schimmels gebruikt voor ongeslachtelijke voortplanting.
Sporen geproduceerd in een sporische levenscyclus.Sporen zijn de eenheden van ongeslachtelijke voortplanting, omdat een enkele spore zich ontwikkelt tot een nieuw organisme. Daarentegen zijn gameten de eenheden van de sexuele voortplanting, omdat twee gameten moeten samensmelten om een nieuw organisme te vormen.
De term spore kan ook verwijzen naar het slapende stadium van sommige bacteriën of archaea; deze staan echter correcter bekend als endosporen en zijn niet echt sporen in de zin die in dit artikel wordt besproken. De term kan ook losjes worden toegepast op sommige ruststadia van dieren. Schimmels die sporen produceren staan bekend als sporogeen, en schimmels die dat niet doen als asporogeen.
De term is afgeleid van het Oudgriekse woord σπορα (“spora”), dat zaad betekent.
Inhoud
” Classificatie
” Naar sporenproducerende structuur
” Naar functie
” Naar oorsprong tijdens levenscyclus
” Naar beweeglijkheid
” Trilete sporen
” Parlance
” Anatomie
” Verspreiding
” Parasitaire Schimmelsporen
” Referenties
Classificatie
Sporen kunnen op verschillende manieren worden ingedeeld:
Naar sporenproducerende structuur
Bij schimmels en schimmelachtige organismen worden sporen vaak ingedeeld naar de structuur waarin meiose en sporenproductie plaatsvindt. Aangezien schimmels vaak worden ingedeeld op basis van hun sporenproducerende structuren, zijn deze sporen vaak kenmerkend voor een bepaald taxon van de schimmels.” Sporangiospores: sporen geproduceerd door een sporangium bij veel schimmels, zoals zygomyceten.
” Zygosporen: sporen geproduceerd door een zygosporangium, kenmerkend voor zygomyceten.
” Ascospores: door een ascus geproduceerde sporen, kenmerkend voor ascomyceten.
” Basidiospores: door een basidium geproduceerde sporen, kenmerkend voor basidiomyceten.
” Aeciospores: sporen geproduceerd door een aecium in sommige schimmels, zoals roest of smuts.
” Urediospores: sporen geproduceerd door een uredinium in sommige schimmels, zoals roest of smuts.
” Teliospores: door een telium geproduceerde sporen in sommige schimmels, zoals roest- of smutsschimmels.
” Oosporen: sporen geproduceerd door een oogonium, kenmerkend voor oomyceten.
” Carpospores: sporen geproduceerd door een carposporophyte, kenmerkend voor rode algen.
” Tetraspores: door een tetrasporofyt geproduceerde sporen, kenmerkend voor roodwieren.
Naar functie
” Chlamydosporen: dikwandige rustsporen van schimmels, geproduceerd om ongunstige omstandigheden te overleven.
Naar oorsprong tijdens levenscyclus
” Meiosporen: sporen die door meiose worden geproduceerd; zij zijn dus haploïd en geven aanleiding tot een haploïde dochtercel of -cellen of een haploïd individu. Voorbeelden zijn de voorlopercellen van gametofyten van zaadplanten die in bloemen (angiospermen) of kegels (gymnospermen) worden aangetroffen.
” Microsporen: mei-osporen waaruit een mannelijke gametofyt ontstaat, (stuifmeel bij zaadplanten).
” Megasporen (of macrosporen): meiporen waaruit een vrouwelijke gametofyt voortkomt (een eicel bij zaadplanten).
” Mitosporen (of conidia, conidiospores): sporen geproduceerd door mitose; ze zijn kenmerkend voor Ascomyceten. Schimmels waarin alleen mitosporen worden aangetroffen, worden “mitosporische schimmels” of “anamorfe schimmels” genoemd, en zijn vroeger ingedeeld onder het taxon Deuteromycota (Zie Teleomorph, anamorph en holomorph).
Door beweeglijkheid
Sporen kunnen worden onderscheiden door het feit of zij zich kunnen verplaatsen of niet.
” Zoösporen: beweeglijke sporen die zich voortbewegen door middel van een of meer flagellen, en kunnen worden aangetroffen bij sommige algen en schimmels.
” Aplanosporen: immobiele sporen die niettemin mogelijk flagellen kunnen kweken.
” Autosporen: onbeweeglijke sporen die geen flagellen kunnen ontwikkelen.
” Ballistosporen: sporen die actief worden uitgestoten uit het lichaam van het schimmelvruchtlichaam. De meeste basidiospores zijn ook ballistospores, en een ander opmerkelijk voorbeeld zijn de sporen van Pilobolus.
” Statismospores: sporen die niet actief uit het schimmelvruchtlichaam worden uitgestoten. Voorbeelden zijn kogelbolletjes.
Trilete sporen
Trilete sporen, gevormd door de dissociatie van een sporentetrad, worden beschouwd als het vroegste bewijs van leven op het land, daterend uit het midden van het Ordovicium (vroege Llanvirn, ~470 miljoen jaar geleden).
Vergelijking
In de omgangstaal is het verschil tussen een “spore” en een “gameet” (beide samen gonieten genoemd) dat een spore ontkiemt en zich tot een sporeling ontwikkelt, terwijl een gameet zich eerst met een andere gameet moet vermengen alvorens zich verder te ontwikkelen. De termen zijn echter enigszins verwisselbaar wanneer naar gameten wordt verwezen.
Een belangrijk verschil tussen sporen en zaden als eenheden voor verspreiding is dat sporen weinig voedsel kunnen opslaan in vergelijking met zaden, en dus gunstiger omstandigheden nodig hebben om met succes te ontkiemen. (Dit is echter niet zonder uitzonderingen: veel orchideeënzaden, hoewel meercellig, zijn microscopisch klein en hebben geen endosperm, en sporen van sommige schimmels in de Glomeromycota zijn vaak groter dan 300µm in diameter). Zaden zijn daarom beter bestand tegen barre omstandigheden en hebben minder energie nodig om mitose te starten. Sporen worden in grote aantallen geproduceerd om de overlevingskans van een spore in een aantal opmerkelijke voorbeelden te vergroten.
De endosporen van bepaalde bacteriën worden vaak gewoon “sporen” genoemd, zoals te zien was bij de miltvuuraanslagen van 2001, waarbij de media de miltvuureindosporen “miltvuursporen” noemden. In tegenstelling tot eukaryote sporen zijn endosporen in de eerste plaats een overlevingsmechanisme, geen voortplantingsmethode, en een bacterie produceert slechts één endospore.
Anatomie
Onder sterke vergroting kunnen sporen worden gecategoriseerd als monolete sporen of trilete sporen. In monolete sporen is er een enkele lijn op de spore die de as aangeeft waarop de moederspoor in vier werd gesplitst langs een verticale as. Bij trilete sporen hebben alle vier de sporen een gemeenschappelijke oorsprong en staan ze met elkaar in contact, zodat bij scheiding elke spore drie lijnen vertoont die uitstralen vanuit een middenpool.
Vasculaire plantensporen zijn altijd haploïd en vasculaire planten zijn ofwel homosporig (of isosporig) ofwel heterosporig. Homosporige planten produceren sporen van dezelfde grootte en hetzelfde type. Heterosporeuze planten, zoals spikemossen, quillworts en sommige watervarens, produceren sporen van twee verschillende grootte: de grotere spore fungeert in feite als een “vrouwelijke” spore en de kleinere als een “mannelijke”.
verspreiding
In het geval van sporen verspreidende vaatplanten, zoals varens, biedt de verspreiding van zeer lichte sporen door de wind een grote capaciteit voor verspreiding. Sporen zijn ook minder gevoelig voor dierlijke predatie dan zaden omdat ze bijna geen voedselreserve bevatten; ze zijn echter meer gevoelig voor schimmel- en bacteriële predatie. Hun voornaamste voordeel is dat, van alle vormen van nageslacht, sporen de minste energie en materiaal vergen om te produceren.
In het spikemos Selaginella lepidophylla wordt de verspreiding gedeeltelijk bewerkstelligd door een ongebruikelijk type diaspore, een tuimelkruid.
Parasitaire schimmelsporen
Parasitaire schimmelsporen kunnen worden ingedeeld in interne sporen, die ontkiemen in de gastheer, en externe sporen, ook wel omgevingssporen genoemd, die door de gastheer worden vrijgegeven om andere gastheren te besmetten.
Referenties
– Gray, J. (1985). “The Microfossil Record of Early Land Plants: Advances in Understanding of Early Terrestrialization, 1970-1984”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences (1934-1990) 309 (1138): 167-195.
– Wellman, C.H., Gray, J. (2000). “The microfossil record of early land plants”. Philosophical Transactions: Biological Sciences 355 (1398): 717-732.