Спорообразование - это процесс образования спор. Примеры. Виды спор растений
Споры растений
Споры в том или ином виде образуют все растения. Процесс их образования называется спорогенезом, а клетка или орган, в котором они формируются, носит название спорангия. При этом особь поколения, образующего споры, называют спорофитом . Как правило, спорофит имеет диплоидное число хромосом и только у водорослей и некоторых грибов споры могут образовываться и гаплоидными особями.
Споры - одноклеточные образования, из которых без слияния их друг с другом могут развиваться самостоятельные организмы. Очень часто споры окружены специальной оболочкой и способны длительно переносить неблагоприятные условия, например зиму или период засухи. Поскольку споры очень легки, они свободно переносятся по воздуху ветром или другими агентами и служат для расселения растений. Споры водных растений обычно имеют ундулиподии и способны активно перемещаться.
Споры могут образовываться без редукционного деления на спорофите , реже на гаметофите и тогда имеют то же число хромосом, что и материнское растение. Либо, претерпевая спорическую редукцию, споры образуются путем мейоза . В этом случае на диплоидном спорофите образуются гаплоидные споры. Образование спор без редукционного деления на спорофите или гаметофите встречается у примитивных организмов довольно часто. Для целого ряда грибов характерно бесполое размножение спорами, образующимися на гаплоидном мицелии. Такие споры развиваются либо в спорангиях ( спорангиоспоры ), либо, называясь конидиями , отпочковываются верхушкой приподнимающейся специализированной гифы, так называемым конидиеносцем. Нередко гаметофиты бурых, а иногда и других водорослей образуют гаплоидные зооспоры , развивающиеся в аналогичные гаметофиты. Гаметофиты , образующие споры, в таких случаях называют гаметоспорофитами . Их спорангии представляют обычно одну клетку, в которой развивается один зооспорангий . В определенных условиях зооспоры , образованные гаметоспорофитами , могут попарно сливаться и образовывать зиготу, представляя изогамный половой процесс.
Развиваются диплоидные споры у низших растений либо в клетках, не отличающихся по форме от других клеток организма, либо в спорангиях, которые более или менее сильно отличаются от вегетативных клеток по форме и размеру. Спорангии обычно развиваются из одной клетки, однако у бурых водорослей они изредка образуются и несколькими клетками. Это так называемые многогнездные спорангии. Все их клетки при созревании превращаются в споры. У большинства водорослей при образовании спор на диплоидном слоевище происходит редукция числа хромосом вследствие мейоза. Такие гаплоидные споры дают начало гаметофиту , на котором образуются половые органы. Очень редко, например у некоторых бурых водорослей , гаплоидные споры, образуемые спорофитом , функционируют как гаметы. Гаплоидные, как и диплоидные, споры образуются в одноклеточных спорангиях и обычно снабжены ундулиподиями . Как и подвижные жгутиковые диплоидные споры, они называются зооспорами .
Гаплоидные споры, образовавшиеся на спорофите и дающие начало гаметофиту , могут быть одинаковыми, или диморфными. Гаметофиты равноспоровых организмов обычно развивают и мужские и женские половые органы на одном растении. Гаметофиты разноспоровых организмов, развиваемые микроспорами, образуют, как правило, только мужские гаметы, а гаметофит, развивающийся из мегаспоры, образует женские половые клетки - яйцеклетки. У низших растений спорофит и гаметофит в жизненном цикле сосуществуют в разной степени доминирования, а у высших растений , за исключением мхов , гаметофит все более и более редуцируется.
Споры. Фото: Kristine Paulus
Совокупность оболочек споры, спородерма, имеет сложное строение, дифференцируясь на наружный толстый слой, экзину, и внутренний — интину. Экзина состоит из спорополленина, одного из самых стойких органических веществ, способного выдерживать длительные температурные и химические воздействия. Благодаря стойкости экзины, споры обычно длительное время сохраняют способность к прорастанию и могут сохраняться в отложениях на протяжении геологических эпох. Спородерма часто имеет скульптурированные оболочки, покрытые гребешками, бугорками, шипами и т. д.
К споровым относятся растения, размножение и распространение которых осуществляется посредством спор, причем споры образуются двумя путями – бесполым и половым. Споровыми растениями являются водоросли, грибы, лишайники и высшие споровые растения (папоротники, плауны, хвощи, мхи, некоторые ископаемые растения). В процессе эволюции около 400 млн. лет назад от многоклеточных зеленых водорослей возникли риниофиты – первые высшие растения, размножающиеся спорами, которые дали начало всем современным высшим споровым и семенным растениям. Это вымершая группа растений. В жизненном цикле высших споровых растений, как и у некоторых водорослей, чередуются особи бесполового и полового поколений, которые размножаются, соответственно, бесполым и половым путем. В полном жизненном цикле, который обеспечивает непрерывность жизни организмов, происходит чередование гаметофита (полового) и спорофита (бесполого поколения). На спорофите образуются органы бесполого размножения, на гаметофите – полового.
Высшие споровые растения после выхода на сушу в ходе эволюции претерпевали метаморфозы в двух направлениях. Так сформировались две крупные эволюционные группы – гаплоидная и диплоидная. К первой ветви относятся мхи, у которых лучше развит гаметофит, а спорофит занимает подчиненное положение. К диплоидной ветви принадлежат папоротники, хвощи и плауны. У них гаметофит редуцирован, и выглядит как заросток. Из спор, которые формируют особи бесполого поколения, вырастают особи полового поколения. Они имеют специальные мужские и женские половые органы, в которых развиваются мужские и женские половые клетки (гаметы) – подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения сперматозоид должен попасть во внешнюю среду и оплодотворить яйцеклетку, которая находится внутри женского полового органа. Для перемещения сперматозоида необходима вода. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется зародыш. Он прорастает и превращается в особь бесполого поколения, которая размножается спорами.
Грибы, лишайники и водоросли размножаются подвижными зооспорами, спорангиеспорами, неподвижными апланоспорами. Для этих растений характерно половое размножение ооспорами, зигоспорами, вегетативное размножение также посредством спор. Из спор появляется такое же растение, как материнское. Тогда как у высших споровых растений такое растение, как то, что сформировало споры, появляется после сложного процесса оплодотворения. Споры у определенного вида растений могут быть одинаковыми по размерам или разными. Микроспоры – мелкие, макроспоры – крупные. Микроспоры обычно дают начало мужским заросткам, а макроспоры – женским.
Высшие споровые растения распространены в разных климатических условиях, но большинство из них обитает на влажных участках суши, так как для полового размножения им нужна вода. Однако некоторые виды этих растений встречаются и в пустынях.
Сотрудники университета Ноттингема установили, что споры древних растений содержат в себе информацию об «озоновых дырах». Дело в том, что растения крайне чувствительны к ультрафиолету, поэтому по ним можно буквально изучать изменения состояния озонового слоя Земли. Судить о силе поступающего на землю ультрафиолетового излучения учёные смогли благодаря наблюдениям за толщиной образуемого на стенках спор растений в различные периоды защитных веществ. А, как известно, количество поступающего на нашу планету ультрафиолета напрямую связано с состоянием озонового слоя. Исследователи утверждают, что теперь стало возможным получить обширные сведения о защитном слое Земли за период равный миллионам лет. Кроме того, специалисты рассчитывают определить, насколько изменения в озоновом слое соответствуют естественным историческим колебаниям. Споры растений, как, оказалось, могут оказать людям непосильную помощь при сборе нефти из поверхности воды. По убеждению ученых, если модифицировать микрокапсулы спор растения, то они могут абсорбировать количество разлившейся нефти, которое превышает собственный вес спор более чем в три раза.
Команда ученых из Университета Хала во главе с Грэхэмом Маккензи смогли экстрагировать внешний слой спор плауна и модифицировать его до состояния пустых модифицированных микрокапсул растения. Данные микрокапсулы ученые поместили в воду с нефтью, после этого емкость встряхивали в течение пятнадцати минут, после микрокапсулы были отфильтрованы. Как результат, после фильтрации вода была абсолютно чистой, и не содержала нефтепродуктов. Как говорят исследователи, микрокапсулы могут быть использованы несколько раз подряд без утраты эффективности их нефтеочистительных свойств. Кроме этого, возможен и обратный процесс - нефть может быть выпущена из микрокапсул. Из этого следует, что микрокапсулы, могут пригодится в косметической и фармацевтической отрасли.
biofile.ru
определение понятия, строение и функции
Споры живых организмов - удивительные клетки. На Земле они могут находиться в условиях очень низких или высоких температур, повышенного давления и радиоактивного излучения. Доказано, что споры находятся даже в космическом пространстве, путешествуя по необъятной Вселенной. Что такое спора в биологии? В чем секрет этих клеток?
Спора: определение в биологии
В переводе с греческого языка это слово обозначает "посев". Но наличие этих клеток характерно не только для растений. Что такое спора? В биологии существует четкое понятие: это клетки бесполого размножения. С их помощью процесс воспроизводства себе подобных осуществляют бактерии - одноклеточные организмы, не имеющие ядра.
Грибы также способны к спорообразованию. Все видели, как хлеб, который долгое время находится в полиэтиленовом пакете, начинает покрываться белым налетом - на нем начинают развиваться плесневые грибы. С течением времени налет начинает приобретать серый или зеленый цвет. Это означает, что гриб уже образовал споры и начинает размножаться. А вот еще один пример. В сыром помещении плесневые грибы часто поселяются на стенах, которые начинают "цвести". Избавиться от плесени достаточно сложно, потому что гриб способен распространять споры на расстояние в несколько метров.
Строение
Вот мы и разобрались, что такое спора. В биологии все живые объекты рассматриваются с точки зрения взаимосвязи строения и выполняемых функций. Клетки бесполого размножения бывают разной формы: эллиптической, овальной, округлой. Поскольку они обладают устойчивостью к действию различных биологических факторов, поверхностный аппарат их устроен по-особенному. Он состоит из двух оболочек, пространство между которыми заполнено сложными соединениями белков с углеводами. Для усиления защиты от механических воздействий некоторые споры на своей поверхности имеют особые образования, которые называются "ребра жесткости".
Внутреннее содержимое клеток бесполого размножения представлено цитоплазмой - внутренней полужидкой средой. В ней расположены хромосомы и аппараты синтеза белка.
Споры растений
При помощи таких клеток способны размножаться многие растительные организмы.
Спора растения - это приспособление для размножения самых первых и примитивных растений. Это прежде всего водоросли. Например, одноклеточная хламидомонада образует зооспоры - подвижные клетки. В результате из одной особи образуется сразу несколько идентичных организмов.
Первые выходцы на сушу, высшие споровые растения, также способны к спорообразованию. Мхи, плауны, хвощи и папоротники образуют специальные органы бесполого размножения - спорангии. В них и содержатся клетки бесполого размножения. Растения, у которых есть такие органы, называются спорофиты. У моховидных спорангия представлена ножкой с коробочкой. При созревании коробочка раскрывается, клетки попадают в землю. При наличии воды они прорастают в половое поколение - гаметофит, которое у мхов представлено зеленым листостебельным "ковром". Совсем по-другому дело обстоит у остальных представителей споровых растений, которые все привыкли видеть в качестве гаметофита - зеленого растения. У этих растений происходит процесс чередования полового и бесполого поколений.
Споры бактерий
Спора бактерий - это не только клетка, при помощи которой организм размножается. При наступлении неблагоприятных условий бактерии приходится защищаться, чтобы не погибнуть. Она превращается в спору, в которой значительно уменьшается количество влаги, понижается уровень интенсивности всех процессов жизнедеятельности. Когда условия меняются в лучшую сторону, спора сбрасывает оболочку, из нее выходит абсолютно жизнеспособная бактерия. Можно сделать вывод, что для бактерий спорообразование является не способом размножения, а возможностью выжить.
Что такое спора, в биологии известно давно. С момента появления первых живых организмов именно при помощи этих клеток происходил процесс размножения. Безусловно, споры не обеспечивают рекомбинацию генетического материала, в результате чего появление новых полезных признаков становится просто невозможным. Однако точную копию и сохранение всех свойств организма споры гарантируют.
Споры - это... Что такое Споры?
Спо́ры (греч. σπορά, σπόρος — сеяние, посев, семя) — особый тип клеток с плотной оболочкой.
В биологии понятие «спора» может относиться к нескольким категориям организмов:
- споры бактерий, служащие для пережидания неблагоприятных условий;
- споры растений, споровиков и грибов, служащие для размножения.
Споры бактерий
Прокариотические организмы — бактерии обладают способностью к спорообразованию, которая заключается в том, что при наступлении условий, неблагоприятных для жизни, клетка частично теряет воду, объём и форму; под внешней мембраной образуется плотная сферическая оболочка.
В виде споры бактерия может выдерживать огромные механические, температурные и химические нагрузки. Например, некоторые споры выдерживают трёхчасовое кипячение или температуру жидкого азота.
Также в виде споры более эффективно проходит расселение, потому что частично обезвоженная клетка имеет меньшую массу.
Споры неустойчивы к ультрафиолету, как и вообще бактерии, и быстро погибают под таким излучением. Поэтому меньше всего бактерий — в высокогорной местности, а некоторые методы лечения инфекционных заболеваний, вызванных бактериальным возбудителем, предусматривают облучение пациента.
Следует помнить, что споры у бактерий, в отличие от растений и грибов, служат не для размножения.
Споры бактерий окрашивают по методу Пешкова или по методу Марцелли.
Споры растенийСпоры растений
Споры растений — микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. Представляют собой одноклеточные, реже двуклеточные или состоящие из нескольких клеток образования. Обычно более или менее шарообразной, эллипсоидальной формы, реже — цилиндрической и др.
Спородерма
Совокупность оболочек споры, спородерма (от sporá + dérma — «кожа, оболочка»), имеет сложное строение, дифференцируясь на наружный толстый слой, экзину (англ. exine), и внутренний — интину. Экзина состоит из спорополленина, одного из самых стойких органических веществ, способного выдерживать длительные температурные и химические воздействия[1]. Благодаря стойкости экзины, споры обычно длительное время сохраняют способность к прорастанию и могут сохраняться в отложениях на протяжении геологических эпох. Спородерма часто имеет скульптурированные оболочки, покрытые гребешками, бугорками, шипами и т. д.[2]
Размножение спорами
В цикле развития растений, начиная с водорослей и заканчивая покрытосеменными, последовательно чередуются стадии спорофита (растения, образующего споры) и гаметофита (растения, образующего гаметы). Так, у папоротника спорофитом является взрослое растение, распространяющее споры; из каждой такой споры вырастает заросток, являющийся гаметофитом: он образует женские гаметангии архегонии и мужские гаметангии антеридии, в которых развиваются половые гаметы и, сливаясь (обычно перекрёстно с разных растений), образуют зиготу, развивающуюся на заростке и вырастающую во взрослое растение.
Размножение спорами — бесполое. Однако споры участвуют в процессе полового размножения у голосеменных и покрытосеменных, или цветковых, растений. Взрослое растение здесь является спорофитом, образующим макро- (женские) и микроспоры (мужские), которые развиваются соответственно в зародышевый мешок и зрелое пыльцевое зерно, являющиеся гаметофитами.
Споры грибов
У грибов споры могут развиваться внутри специальных споровместилищ (эндогенно) или на конце особых выростов мицелия — конидиеносцах (экзогенно).
См. также
Примечания
Ссылки
dic.academic.ru
это процесс образования спор. Примеры
В природе существуют бактерии, обладающие уникальным свойством образовывать споры. Как происходит этот процесс, что такое споры, читатель узнает, прочитав статью.
Споры
Это организмы, состоящие из одной клетки, с помощью которых происходит размножение и расселение. Что такое спора? В переводе – это посев, сеяние, семя. Спорами размножаются грибы, мхи, лишайники, некоторые виды растений и бактерии.
Споры бывают разные. Так, у растений и грибов они выполняют функцию размножения, а у бактерий – нет. Споры у бактерий защищают их от воздействия неблагоприятных условий, но не все бактерии наделены такими свойствами.
Что такое спора? Это микроорганизм, в десятки раз меньше клетки самой бактерии, которой он образован. Уничтожить ее может только специальный антибиотик или открытый огонь.
Жизнеспособности спор можно позавидовать. Эти микроскопические организмы способны сохраняться длительное время, до тысячи лет. Но, попав в благоприятные условия, они преобразуются, быстро растут и размножаются.
Разновидности спорообразующих бактерий
Споры могут образовывать только бактерии-палочки. В зависимости от размера спор это:
- Бациллы – так называют микроорганизмы, размеры спор которых меньше ширины самой палочки. Форма бактерии при спорообразовании не меняется.
- Клостридии – споры по размерам больше диаметра клетки. Бактерии начинают вздуваться и приобретают веретенообразную форму.
Процесс спорообразования среди таких бактерий как кокки и извитые бывает крайне редко, как исключение.
Бациллы
Это спорообразующие бактерии в форме палочек, насчитывают в своем роде около двухсот видов. Отличаются от неспорообразующих микроорганизмов более крупными размерами. Среди бацилл есть патогенные, наносящие вред здоровью человека.
К ним относится сибирская язва, возбудителем которой является антрацис – бацилла, проникающая через повреждения на коже и оказывающая токсическое воздействие на ткани, которые впоследствии разрушаются. Возбудитель сибирской язвы практически неистребим. Его невозможно уничтожить теплом, светом и химическим воздействием. Только вакцинация.
Клостридии
Эти бактерии относятся к спорообразующему виду, по-другому их называют облигатными. Клостридии имеют крупные размеры и форму загнутой палочки. Они, в основном, живут в живых организмах, бывают подвижными и неподвижными. Первые имеют жгутики.
Клостридии, обладающие патогенными свойствами, наделены капсулой-надстройкой. Это значит, что с внешней средой клетка не имеет соприкосновения, она находится в капсуле.
Клостридии имеют много видов, некоторые из которых способны вырабатывать токсичные яды, такие как ботулотоксин – сильнодействующий органический яд. Примером патогенных видов клостридий являются возбудители ботулизма, гангрены, столбняка.
Спорообразование у бактерий
Этот процесс у бактерий происходит тогда, когда не хватает питания, воздуха, высушена среда обитания, в больших количествах содержатся в ней вредоносные продукты обмена, происходят резкие колебания температуры. Если коротко: спорообразование – это механизм, обеспечивающий выживаемость бактерий в неблагоприятных условиях. Сущность образования спор состоит в том, что снижается активность микробов и уменьшается интенсивность процессов обмена.
Спорообразование – это сложный процесс. Цитоплазма начинает терять влагу, она сгущается и собирается в теле бактерии. Там она покрывается плотной оболочкой в несколько слоев, непроницаемой для различных растворов, и принимает вид нового образования округлой, яйцевидной или овальной формы, которое называют спорой. В плотной оболочке зрелой споры синтез ДНК снижается до минимума. Материнская клетка бактерии разрушается, спора теряет материнский чехол.
Доля оболочки в общем весе споры составляет пятьдесят процентов. Спорообразование – это длительный процесс, для завершения которого необходимо около двадцати часов. Внешний вид клетки может оставаться прежним или изменяться. Это зависит от того, какой размер имеет спора и где она расположена. Если в центре – то клетка становится похожей на лимон, бочонок или веретено.
Спорообразование – это изменение формы клетки, как завершающий этап сложного процесса. Так, например, образование споры столбнячной палочки происходит в конце клетки, в результате чего она приобретает совершенно новую форму и становится похожа на барабанную палочку.
Споровые бактерии более устойчивы к замораживанию, высушиванию, длительному или кратковременному кипячению, воздействию химических веществ. Существуют вегетативные формы образования бактерий и спорообразование. Примеры последних: возбудители таких заболеваний, как сибирская язва, ботулизм, столбняк и некоторые виды сапрофитных обитателей почвы, которых можно обнаружить в навозе.
Прорастание
Когда оболочка споры попадает в благоприятную для нее среду, она начинает набухать. Этот процесс происходит до тех пор, пока оболочка полностью ни разрушится. В то время, когда ткань оболочки разрывается, через этот крупный порыв молодая клетка и попадает во внешнюю среду.
Таким способом спора прорастает в аэробных бактериях. Анаэробные бактерии при спорообразовании не теряют внешнюю клеточную оболочку. С внешней средой спора не соприкасается, ее контакт происходит с клеточной оболочкой. Когда возникают благоприятные условия, питательные вещества внутрь клетки попадают через чехол. Спора начинает прорастать.
Бактерии и продукты
Спорообразование у бактерий нежелательно при переработке и хранении отдельных продуктов. Если этот процесс происходит, бороться с микроорганизмами будет трудно. Для уничтожения спор в консервах, например, продукт нужно стерилизовать, что намного снизит его качество. Чтобы надолго сохранить молоко, его стерилизуют, а это приводит к потере первоначальных свойств и витамина А. К сведению: температура нагревания при стерилизации – 120 градусов.
При пастеризации, чтобы максимально сохранить питательные вещества, молоко нагревают всего до 80-90 градусов. Это сказывается на сроке хранения: молоко быстро портится, так как при пастеризации споры не умирают, а наоборот, при комнатной температуре они прорастают и начинают быстро размножаться, из-за чего и портится продукт.
fb.ru
Что такое споры в бесполом размножении организмов :: SYL.ru
В разделах биологии довольно часто упоминаются споры, причем применительно к разным классам (и даже царствам) живых организмов. Назначение этих клеток в основном связано с размножением и расселением организмов. Иногда споры - это в биологии у бактерий способ пережить неблагоприятные условия окружающей среды. Они имеют плотные оболочки, которые надежно защищают внутреннее их содержимое.
Что такое споры?
В общем, споры всегда одноклеточны, из них способна образоваться новая особь без слияния с какими-либо другими клетками. Один из ответов на вопрос о том, что такое споры, следующий: это механизм бесполого размножения.
Образование их связано с определенным местом (спорангием), который может быть одноклеточным (тогда его единственная клетка делится, образуя споры) или многоклеточным с выраженной структурой.
В зависимости от количества хромосомных наборов, эти клетки бывают двух видов:
- Диплоспоры с двойным набором генетического материала образуются без редукционного деления на диплоидных особях спорофитного поколения.
- Гаплоспоры с одинарным хромосомным набором образуются в результате мейоза (спорическая редукция) на спорофите или, в редких случаях, на гаметофите.
Гаметофит, продуцирующий споры, встречается в основном у бурых водорослей. Их одноклеточный спорангий превращается в жгутиковую зооспору, которая активно передвигается и может прорасти в новый гаметофит либо сливается с другой такой же зооспорой в изогамном половом процессе.
Кто размножается спорами
Образование спор является древним способом размножения. Сейчас он сохраняется лишь у более примитивных организмов с простой организацией тела. При участии спор размножаются:
- бактерии;
- грибы;
- лишайники;
- некоторые водоросли и простейшие;
- высшие споровые растения.
У цветковых растений споры также образуются, но они "спрятаны". Спорофит у них неотделим от гаметофита и существует незначительное время, поэтому рассматривается как часть семенного размножения. Споры - это в биологии семенных растений предшественники пыльцы (микроспоры) и зародышевый мешок (мегаспора).
Для животных споры не характерны.
Что такое споры у грибов
У представителей царства Грибы споровое размножение часто является основным. Гаплоидный мицелий дает споры с одинарным набором хромосом. Они могут развиваться в защищенных закрытых спорангиях, тогда они носят название спорангиоспор. Спорангии расположены на нижней стороне плодовых тел шляпочных грибов.
Конидиеспоры, напротив, отчленяются на концах специализированных грибных гиф - конидиеносцев, которые открыты и приподнимаются над субстратом. Конидии характерны для многих разновидностей плесневых грибов.
Огромное количество грибных спор компенсирует их массовую гибель в неблагоприятных условиях. Часть их после попадания на пригодный субстрат прорастает в новый мицелий и дает начало новой колонии. Это митотические споры, основная задача которых - распространение грибов.
Другая часть спор (мейотические) прорастает в небольшие гифы, которые затем сливаются между собой и служат для обмена генетической информацией.
Чередование поколений высших споровых растений
У споровых растений, которые являются потомками древних семенных папоротников риниофитов, в жизненном цикле наблюдается чередование спорофитного и гаметофитного поколений с явным доминированием одного из них.
У мхов более развит гаметофит, а спорофит подчинен ему и развивается прямо на гаплоидной особи. Что такое споры для мха? Получается, это единственный способ расселяться и занимать новые территории.
Плауны, папоротники, хвощи относятся к диплоидной группе растений, у которых спорофит доминирует, а гаметофит имеет вид небольшого заростка. Для них споры - надежный способ завоевания новых мест обитаний, поскольку способны переноситься ветром или живыми организмами на далекие расстояния. А новый спорофит после оплодотворения прорастет на месте этого мигранта-гаметофита, где созрели неподвижные женские половые клетки.
Размножаются ли бактерии спорами?
Микроорганизмы существуют на Земле дольше всех остальных живых существ и приспособились переживать отсутствие пищи, заморозки, извержения вулканов, экстремальную жару, сухость воздуха, и другие катаклизмы. Они вырабатывают защитные плотные оболочки, превращаясь в споры, чтобы защитить содержимое кольцевой молекулы ДНК и сохранить ее до лучших времен.
Итак, что такое споры у бактерий? Это лишь покоящаяся форма, защитный "саркофаг". Численность микроорганизмов увеличивается делением клетки надвое. Половой процесс у них тоже присутствует, но только для передачи наследственного материала без роста численности.
Иногда можно встретить утверждение, что споры - это вегетативное размножение. Нельзя считать его полностью верным, хотя и вегетативное размножение, и споруляция происходят без участия половых клеток. Но при вегетативном размножении новая особь возникает из уже существующих многоклеточных частей растения, как неспецифических, так и специально предназначенных для расселения (луковиц, клубней, усов). Споры же представляют собой одноклеточные образования, возникающие у организма в определенный период.
www.syl.ru
Спора | Info-Farm.RU
Спора (от греч. Σπορα — «семя») в биологии — репродуктивная структура, приспособленная для распространения и выживания в неактивном состоянии в течение долгого периода времени за неблагоприятными условиями. Споры формируют часть жизненного цикла многих растений, грибов, некоторых бактерий и простейших. Главной разницей между спорами и семенами, другой структурой, предназначенной для размножения, является незначительное количество питательных веществ, содержащийся в споре.
Споры бактерий
Многие виды бактерий обладают способностью к спорооутворення, которая заключается в том, что при наступлении условий, неблагоприятных для жизни, клетка меняет свою структуру, объем и форму, часто также теряет воду.
Самым известным и наиболее приспособленным к экстремальным условиям типу бактериальных спор является эндоспоры, что формируются внутри клетки некоторыми представителями типа Firmicutes, например, грамм-положительными Bacillus, Anaerobacter, Heliobacterium и Clostridium. Почти во всех случаях формируется одна эндоспоры, то есть это не является процессом размножения, хотя Anaerobacter может формировать до семи эндоспор на клетку. Эндоспоры имеют центральное ядро, составленное из цитоплазмы содержащий ДНК и рибосомы, окруженное слоем пробки и защищено непроницаемой и жесткой оболочкой. Эндоспоры не показывают никакого метаболизма и могут выдержать экстремальный физико-химический давление, например высокие уровни ультрафиолетового излучения, гамма-излучения, детергентов, дезинфицирующих средств, нагрева, давления и высушивания. В таком неактивном состоянии эти организмы, в некоторых случаях, могут оставаться жизнеспособными в течение миллионов лет и выживать даже в космическом пространстве.
Другие виды бактерии формируют различные типы и формы спор, так метан-окисляющие бактерии рода Methylosinus формируют так называемые экзоспоры, названные так потому, что они формируются почкованием на конце клетки. Другие типы спор, так называемые «цисты», образуются членами родов Azotobacter, Bdellovibrio (бделоцисты), и Myxococcus (миксоспоры). Они устойчивы к высушиванию и других вредностей, но в меньшей степени, чем ендопоры. Нитчатые Actinobacteria формируют воспроизводящие споры двух категорий: кондициоспоры, которые являются цепочками спор, сформированных из мицелиеподибник нитей, и спорангиеспоры, которые формируются в специализированных мешочках, спорангиях.
Часо в виде спор эффективнее проходит расселения, так как частично обезвоженная клетка имеет меньшую массу и может разноситься ветром или животными в высушенном состоянии. Некоторые споры, такие как мискоспоры, формируются в виде плодовых тел, содержащих много тысяч спор, переносимых птицами и служат для распространения бактерии на новые территории.
Споры растений
В цикле развития растений, начиная с зелеными водорослями и заканчивая покрытосеменными, последовательно чередуются стадии спорофита (растения, образующей споры) и гаметофита (растения, образующей гаметы). Так, в папоротника спорофитом есть взрослое растение, распространяющий споры; с каждой такой споры растет заросток, гаметофит: он образует гаметангии — женские архегониии и мужские антеридии, в которых развиваются половые гаметы что, сливаясь (обычно перекрестно с разных растений), образуют зиготу, которая развивается на заростка и растет в взрослое растение.
Размножение спорами — бесполое, однако споры участвуют в процессе полового размножения в семенных растений. Взрослое растение здесь есть спорофитом, образующим макро- (женские) и микроспоры (мужские), которые развиваются в соответствии в яйцеклетку и зрелое пыльцевое зерно является гаметофитом.
Споры грибов и простейших
У грибов споры часто классифицируются по структуре, в которой происходит мейоз и образование споры. Потому что эти структуры части зависят от таксономического происхождения вида, тип споры — часто характеристика таксона грибов. Такими типами спор являются:
- Спорангиоспоры: споры, образующиеся в спорангиях, например у грибов-зигомицеты (Zygomycota).
- Аскоспоры: споры, образующиеся в асках (сумках) аскомицетов (Ascomycota).
- Базидиоспоры: споры, образующиеся в базидиях базидиомицетов (Basidiomycota).
- Эциоспоры: споры, образующиеся в ециях некоторых грибов, например, плесени.
- Уредиоспоры: споры, образующиеся в уредиях некоторых грибов, например, плесени.
- Телиоспоры: споры, образующиеся в теле некоторых грибов, например, плесени.
- Ооспоры: споры, образующиеся в оогониях, оомицетов (Oomycetes).
- Карпоспоры: споры, образующиеся в карпоспорофитах красных водорослей (Rhodophyta).
- Тетраспоры: споры, образующиеся в тетраспорофитах красных водорослей.
Изображения по теме
info-farm.ru
Растения размножающиеся спорами
Размножение растений - это физиологический процесс воспроизведения себе подобных организмов, обеспечивающий непрерывность существования вида и его расселение в окружающей среде. Благодаря размножению на Земле миллионы лет существует жизнь, хотя каждый организм живет сравнительно недолго (несколько дней, месяцев, десятки или сотни лет). В результате размножения увеличивается численность особей вида, растения расселяются, занимают новые территории. У растений выделяют три типа размножения: половое, бесполое и вегетативное. При половом размножении новый организм появляется в результате слияния двух половых клеток - гамет. Половой процесс характерен для всех растений - низших и высших - и играет важную роль в эволюции. При бесполом размножении новый организм развивается из спор. Бесполое размножение характерно для споровых растений, у которых более или менее четко выражено чередование двух поколений - бесполого (спорофит) и полового (гаметофит). Вегетативное размножение - размножение при помощи отдельных частей организма: кусочков таллома или отдельных клеток у низших растений, органов или их частей - у высших.
Наиболее древний способ - бесполое размножение.
Главный признак бесполого размножения - участие в нем одного организма (особи), в то время как в половом размножении участвуют две особи. Существенная особенность бесполого размножения - появление потомства с таким же набором хромосом, как и у материнского организма (дочерний организм - копия материнского). Бесполое размножение у ряда растений (водоросли, мхи, папоротники) осуществляется с помощью спор. Спора - это одна клетка, защищенная толстой оболочкой от высыхания и механического повреждения. Споры формируются в специальных образованиях - спорангиях. Будучи очень легкими, споры далеко разносятся ветром. В благоприятных условиях споры прорастают и из них образуются новые организмы. Обычно растения образуют огромное количество спор, но не из всех развиваются новые растения. Многие споры попадают в неблагоприятные условия и погибают.
В процессе эволюции около 400 млн. лет назад от многоклеточных зеленых водорослей возникли риниофиты – первые высшие растения, размножающиеся спорами, которые дали начало всем современным высшим споровым и семенным растениям. Это вымершая группа растений. В жизненном цикле высших споровых растений, как и у некоторых водорослей, чередуются особи бесполового и полового поколений, которые размножаются, соответственно, бесполым и половым путем. В полном жизненном цикле, который обеспечивает непрерывность жизни организмов, происходит чередование гаметофита (полового) и спорофита (бесполого поколения). На спорофите образуются органы бесполого размножения, на гаметофите – полового.
Высшие споровые растения после выхода на сушу в ходе эволюции претерпевали метаморфозы в двух направлениях. Так сформировались две крупные эволюционные группы – гаплоидная и диплоидная. К первой ветви относятся мхи, у которых лучше развит гаметофит, а спорофит занимает подчиненное положение. К диплоидной ветви принадлежат папоротники, хвощи и плауны. У них гаметофит редуцирован, и выглядит как заросток. Из спор, которые формируют особи бесполого поколения, вырастают особи полового поколения. Они имеют специальные мужские и женские половые органы, в которых развиваются мужские и женские половые клетки (гаметы) – подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения сперматозоид должен попасть во внешнюю среду и оплодотворить яйцеклетку, которая находится внутри женского полового органа. Для перемещения сперматозоида необходима вода. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется зародыш. Он прорастает и превращается в особь бесполого поколения, которая размножается спорами.
Грибы, лишайники и водоросли размножаются подвижными зооспорами, спорангиеспорами, неподвижными апланоспорами. Для этих растений характерно половое размножение ооспорами, зигоспорами, вегетативное размножение также посредством спор. Из спор появляется такое же растение, как материнское. Тогда как у высших споровых растений такое растение, как то, что сформировало споры, появляется после сложного процесса оплодотворения. Спора представляет собой клетку с двойной оболочкой. Споры у определенного вида растений могут быть одинаковыми по размерам или разными. Микроспоры – мелкие, макроспоры – крупные. Микроспоры обычно дают начало мужским заросткам, а макроспоры – женским.
Размножение спорами имеет большое биологическое значение – в результате мейоза происходит перекомбинация генетического материала, в спорах возникают новые комбинации аллелей генов, попадающие под контроль отбора; обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения. Благодаря малым размерам и легкости споры разносятся на большие расстояния, обеспечивая расселение растений; плотная оболочка споры служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды.
Высшие споровые растения распространены в разных климатических условиях, но большинство из них обитает на влажных участках суши, так как для полового размножения им нужна вода. Однако некоторые виды этих растений встречаются и в пустынях.
Споры папоротника. Фото: pfly
В современном растительном покрове хвощи представлены одним родом хвощ (Eqisetum). Стебли у них бывают зеленые или двух типов – зеленые (фотосинтезирующие) и бесхлорофильные (спороносные). У некоторых хвощевидных формируются спорангиофоры, спорофиллы особого строения, которые образуют на стебле спороносные зоны, чередующиеся с обычными вегетативными листьями, или сидят на концах осей, образуя стробилы. Спорангии у хвощей располагаются на спорангиофорах, расположенных чаще всего в верхушечных стробилах. Спорангиофоры в виде шестиугольных щитков на ножках размещены на оси стробила мутовками. На внутренней стороне щитка располагаются 4-16 вытянутых вдоль ножки спорангиев. При созревании спор щитки подсыхают и раздвигаются, наружная стенка спорангия при подсыхании легко разрушается, и споры, имеющие элатеры, рассеваются ветром.
Хвощи равноспоровые растения, споры у них мелкие и многочисленные, часто снабжены элатерами. Одно- или обоеполый гаметофит (заросток) представлен очень маленьким, величиной в несколько миллиметров, зеленым растением. У хвоща полевого (Equisetum arvense) ранней весной на корневищах вырастают бледно-розовые спороносные побеги. На узлах этих побегов сидят мутовки листьев, а заканчиваются побеги спороносными колосками. У большинства других видов хвощей спороносные колоски образуются на верхушке ассимилирующих побегов. Развивающиеся из рассеивавшихся спор гаметофиты подушковидные и зеленые. Архегонии и антеридии погружены в ткань заростка. Оплодотворение осуществляется только при наличии воды на поверхности гаметофита. После оплодотворения образуется зигота и без периода покоя из нее вырастает новое бесполое поколение – спорофит.
Большинство папоротников относятся к равноспоровым растениям. Спорангии развиваются на обыкновенных зеленых листьях, на специальных спороносных частях листа или на специализированных листьях. Располагаются они одиночно или группами – сорусами. Сорусы расположены на нижней стороне листьев (спорофиллов). У многих папортников они состоят из выпуклого ложа (рецептакула), к которому с помощью ножек прикрепляются спорангии. Защиту развивающихся спорангиев обеспечивают покрывальца, или индузии, а также завернутый край пластинки листа, в их числе щитовник мужской, орляк обыкновенный, кочедыжник женский и т.д. Споры у них образуются в середине-конце летнего периода в спорангиях, которые сидят группами по 5-8 на нижней поверхности листа в сорусах. Внутри каждого спорангия в результате мейотического деления диплоидных материнских клеток спор образуются гаплоидные споры. При созревании спорангия с помощью специального приспособления в виде кольца споры рассеиваются с помощью тока воздуха. Из споры в благоприятных условиях развивается заросток (гаметофит), который у равноспоровых папортников гаметофит обитает на поверхности почвы и прикреплен к ней многочисленными ризоидами. Он обоеполый, зеленый, маленький, часто сердцевидной формы, быстро развивается и рано созревает. На нижней стороне заростка развиваются архегонии и антеридии. Оплодотворение протекает при наличии капельно-жидкой воды в дождливую погоду или при росе. Сперматозоиды имеют большое число жгутиков или имеет штопоровидную форму, активно двигаясь мужская гамета достигает яйцеклетки и сливается с ней. Движение сперматозоидов обусловлено реакцией хемотаксиса на яблочную кислоту, выделяемую клетками шейки архегония. Оплодотворение обычно перекрестное, поскольку антеридии созревают раньше архегониев. Зигота дает начало диплоидному зародышу, первое время который поглащает питательные вещества гаметофита, пока эту функцию не начнут выполнять собственные корни и листья спорофита. Гаметофит вскоре увядает и отмирает, а зародыш развивается в диплоидный спорофит.
У разноспоровых папортников (марсилиевых и сальвиниевых), водных по своей экологии растений, гаметофит сильно редуцирован и имеет микроскопические размеры. У основания подводных листьев сальвинии плавающей (Salvinia natana), типичного водного папортника, гроздями висят шаровидные замкнутые сорусы, в которых располагаются спорангии различного размера – в одних в небольшом числе крупные мегаспорангии, в других – многочисленные мелкие по размерам микроспорангии. Полного развития в них получают лишь одна мегаспора и обычно 64 микроспоры соответственно. Мега- и микросорусы со спорангиями зимуют на дне водоема. Весной в результате разрушения индузия соруса спорангии всплывают. Многочисленные антеридии прорастают, из них выходят сперматозоиды, а из мегаспоры развивается зеленый веерообразный заросток – женский гаметофит с архегониями. Обилие питательных веществ в мегаспоре создает благоприятные условия для развивающегося половогопоколения – гаметофита. Из образовавшейся в результате оплодотворения зиготы формируется зародыш, а из него – взрослое растение. Первое время зародыш сальвинии питается за счет заростка – женского гаметофита.
biofile.ru
