Co to jest zarodnik?
W biologii, zarodnik jest strukturą rozrodczą, która jest przystosowana do rozprzestrzeniania się i przetrwania przez dłuższy okres czasu w niekorzystnych warunkach. Zarodniki stanowią część cyklu życiowego wielu roślin, alg, grzybów i niektórych pierwotniaków. Główna różnica między zarodnikami a nasionami jako jednostkami dyspersyjnymi polega na tym, że zarodniki mają bardzo mało zmagazynowanych zasobów pokarmowych w porównaniu z nasionami.
Zarodniki są zwykle haploidalne i jednokomórkowe i są wytwarzane przez mejozę w sporoficie. Gdy warunki są korzystne, zarodnik może rozwinąć się w nowy organizm za pomocą podziału mitotycznego, produkując wielokomórkowy gametofit, który ostatecznie przechodzi do produkcji gamet.
Dwie gamety łączą się, tworząc nowy sporofit. Ten cykl jest znany jako przemienność pokoleń, ale lepszym terminem jest „biologiczny cykl życia”, ponieważ może być więcej niż jedna faza i dlatego nie może to być bezpośrednia przemienność. Haploidalne zarodniki wytwarzane przez mitozę (znane jako mitospory) są używane przez wiele grzybów do rozmnażania bezpłciowego.
Zarodniki wytwarzane w sporowym cyklu życiowym.Zarodniki są jednostkami rozmnażania bezpłciowego, ponieważ pojedynczy zarodnik rozwija się w nowy organizm. W przeciwieństwie do nich, gamety są jednostkami rozmnażania płciowego, ponieważ dwie gamety muszą się połączyć, aby stworzyć nowy organizm.
Termin spory może również odnosić się do uśpionego stadium niektórych bakterii lub archaidów; jednakże są one bardziej poprawnie znane jako endospory i nie są prawdziwymi sporami w sensie omawianym w tym artykule. Termin ten może być również luźno stosowany do niektórych zwierzęcych stadiów spoczynkowych. Grzyby, które wytwarzają zarodniki są znane jako sporogeniczne, a te, które nie wytwarzają zarodników są asporogeniczne.
Termin pochodzi od starożytnego greckiego słowa σπορα („spora”), oznaczającego nasienie.
Zawartość
” Klasyfikacja
” Według struktury wytwarzającej zarodniki
” Według funkcji
” Według pochodzenia w cyklu życiowym
” Według ruchliwości
” Zarodniki trójdzielne
” Słownictwo
” Anatomia
” Dyspersja
” Pasożytnicze zarodniki grzybów
” Piśmiennictwo
Klasyfikacja
Zarodniki mogą być klasyfikowane na kilka sposobów:
Przez strukturę wytwarzającą zarodniki
W grzybach i organizmach grzybopodobnych, zarodniki są często klasyfikowane przez strukturę, w której zachodzi mejoza i wytwarzanie zarodników. Ponieważ grzyby są często klasyfikowane według ich struktur wytwarzających zarodniki, zarodniki te są często charakterystyczne dla określonego taksonu grzybów.” Sporangiospores: zarodniki wytwarzane przez sporangium u wielu grzybów, takich jak zygomycetes.
” Zygospory: zarodniki wytwarzane przez zygosporangium, charakterystyczne dla zygomycetes.
” Ascospores: zarodniki wytwarzane przez ascus, charakterystyczne dla ascomycetes.
” Basidiospores: zarodniki wytwarzane przez basidium, charakterystyczne dla basidiomycetes.
” Aeciospores: zarodniki wytwarzane przez aecium u niektórych grzybów, takich jak rdze czy kowale.
” Urediospores: zarodniki wytwarzane przez uredinium w niektórych grzybach, takich jak rdze lub smuty.
” Teliospory: zarodniki wytwarzane przez telium w niektórych grzybach, takich jak rdze lub kmiecie.
” Oospory: zarodniki wytwarzane przez oogonium, charakterystyczne dla oomycetes.
” Carpospores: zarodniki wytwarzane przez carposporophyte, charakterystyczne dla czerwonych alg.
” Tetraspory: zarodniki wytwarzane przez tetrasporofit, charakterystyczne dla glonów czerwonych.
Według funkcji
” Chlamydospory: grubościenne spoczynkowe zarodniki grzybów wytwarzane w celu przetrwania niekorzystnych warunków.
Przez pochodzenie w cyklu życiowym
” Mejospory: zarodniki powstałe w wyniku mejozy; są więc haploidalne i dają początek haploidalnej komórce (komórkom) córce lub haploidalnemu osobnikowi. Przykładem są komórki prekursorowe gametofitów roślin nasiennych występujących w kwiatach (okrytozalążkowych) lub szyszkach (okrytozalążkowych).
” Mikrospory: mejospory dające początek gametofitowi męskiemu, (pyłek u roślin nasiennych).
” Megaspoory (lub makrospory): mejospory dające początek gametofitowi żeńskiemu, (zalążnia u roślin nasiennych).
” Mitospory (lub konidia, konidiospory): zarodniki powstające w wyniku mitozy; są charakterystyczne dla Ascomycetes. Grzyby, u których występują tylko mitospory, nazywane są „grzybami mitosporycznymi” lub „grzybami anamorficznymi”, a wcześniej klasyfikowane były w ramach taksonu Deuteromycota (Zob. Teleomorf, anamorf i holomorf).
Przez ruchliwość
Zarodniki mogą być rozróżniane na podstawie tego, czy mogą się poruszać, czy nie.
” Zoospory: ruchliwe zarodniki, które poruszają się za pomocą jednej lub więcej flagelli, można je znaleźć u niektórych glonów i grzybów.
” Aplanospory: zarodniki nieruchome, które mimo to mogą potencjalnie wyrastać z flagelli.
” Autospory: nieruchome zarodniki, które nie mogą rozwijać flagelli.
” Ballistospory: zarodniki, które są aktywnie wyrzucane z ciała owocnika grzyba. Większość podstawczaków jest również balistosporami, a innym godnym uwagi przykładem są zarodniki Pilobolus.
” Statyzmospory: zarodniki, które nie są aktywnie uwalniane z owocnika grzyba. Przykładem są purchawki.
Trilete spores
Trilete spores, powstałe w wyniku dysocjacji tetrad zarodników, są uważane za najwcześniejszy dowód życia na lądzie, datowany na środkowy ordowik (wczesny Llanvirn, ~470 mln lat temu).
Parlans
W potocznym języku różnica między „zarodnikiem” a „gametą” (obie razem nazywane gonitwami) polega na tym, że zarodnik wykiełkuje i rozwinie się w zarodnik, podczas gdy gameta musi połączyć się z inną gametą przed dalszym rozwojem. Jednak terminy te są w pewnym sensie zamienne, gdy odnoszą się do gamet.
Główną różnicą między zarodnikami a nasionami jako jednostkami rozprzestrzeniającymi jest to, że zarodniki mają mało zapasów pożywienia w porównaniu z nasionami, a więc wymagają bardziej sprzyjających warunków, by pomyślnie wykiełkować. (Nie jest to jednak pozbawione wyjątków: wiele nasion storczyków, choć wielokomórkowych, jest mikroskopijnych i pozbawionych bielma, a zarodniki niektórych grzybów z Glomeromycota powszechnie przekraczają 300 µm średnicy). Nasiona są zatem bardziej odporne na trudne warunki i wymagają mniej energii do rozpoczęcia mitozy. Zarodniki są produkowane w dużych ilościach, aby zwiększyć szansę przetrwania zarodnika w wielu godnych uwagi przykładach.
Endospory niektórych bakterii są często nazywane po prostu „zarodnikami”, jak widać w atakach wąglika z 2001 roku, gdzie media nazywały endospory wąglika „zarodnikami wąglika”. W przeciwieństwie do zarodników eukariotycznych, endospory są przede wszystkim mechanizmem przetrwania, a nie metodą reprodukcyjną, a bakteria wytwarza tylko pojedynczą endosporę.
Anatomia
Pod dużym powiększeniem, zarodniki mogą być skategoryzowane jako zarodniki monolete lub trilete. W zarodnikach monolitycznych, jest pojedyncza linia na zarodniku wskazująca oś, na której zarodnik macierzysty został podzielony na cztery wzdłuż osi pionowej. W zarodnikach trilete, wszystkie cztery zarodniki mają wspólne pochodzenie i są w kontakcie ze sobą, więc kiedy się rozdzielają, każdy zarodnik pokazuje trzy linie promieniujące od bieguna środkowego.
Zarodniki roślin naczyniowych są zawsze haploidalne i rośliny naczyniowe są albo homosporyczne (lub izosporyczne) albo heterosporyczne. Rośliny, które są homosporyczne produkują zarodniki o tym samym rozmiarze i typie. Rośliny heterosporalne, takie jak kolczurki, kłosownica i niektóre paprocie wodne wytwarzają zarodniki o dwóch różnych rozmiarach: większy zarodnik w efekcie funkcjonuje jako zarodnik „żeński”, a mniejszy jako „męski”.
Rozproszenie
W przypadku zrzucających zarodniki roślin naczyniowych, takich jak paprocie, rozprzestrzenianie przez wiatr bardzo lekkich zarodników zapewnia dużą zdolność do rozproszenia. Ponadto, zarodniki są mniej narażone na drapieżnictwo zwierząt niż nasiona, ponieważ nie zawierają prawie żadnych rezerw pokarmowych; są jednak bardziej narażone na drapieżnictwo grzybów i bakterii. Ich główną zaletą jest to, że ze wszystkich form potomstwa, zarodniki wymagają najmniej energii i materiałów do produkcji.
W kolczurce Selaginella lepidophylla, dyspersja jest osiągana częściowo przez niezwykły typ diaspory, tumbleweed.
Pasożytnicze zarodniki grzybów
Pasożytnicze zarodniki grzybów mogą być sklasyfikowane na zarodniki wewnętrzne, które kiełkują wewnątrz gospodarza, i zarodniki zewnętrzne, zwane też środowiskowymi, uwalniane przez gospodarza w celu zarażenia innych gospodarzy.
Refrences
– 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.