Zarodnik

W biologii , o zarodników ( starożytny grecki σπορά [Spora] „siew, nasienie”) jest komórka lub więcej rzadko reprodukcyjnego formacja wielokomórkowe (to daje nową jednostkę przez bezpłciowe lub seksualnej reprodukcji ). Jest to jeden z etapów cyklu życiowego wielu bakterii , roślin , alg , grzybów , a nawet niektórych pierwotniaków .

Zarodniki ( mitospory lub mejospory ) rodzą przez mitozę nowego osobnika (nazywanego w roślinach gametofitem ) bez zapłodnienia , co odróżnia je od gamet . Podczas rozmnażania płciowego organizm mejosporowy n , powstały w wyniku mejozy z komórki macierzystej 2n, przez mitozę daje organizm n. Podczas rozmnażania bezpłciowego, mitospor n lub 2n, powstały w wyniku mitozy z komórki macierzystej n lub 2n, daje przez mitozę odpowiednio n lub 2n organizm.

Niektóre z rodników, w tym z bakterii lub grzybów , wykazują doskonałe właściwości odporności: mogą przetrwać przez tysiące lat, nawet w niekorzystnych warunkach, a tym samym pozwala na rozproszenie z gatunków , czasami w dużej odległości punktu wyjścia lub długo po „rodzic” zniknął.

Ze względu na swoją średnicę aerodynamiczną (parametr zależny od ich wielkości od 0,5 do 30  μm , ich kształt i gęstość ), zarodniki grzybów rozproszone w powietrzu stanowią najważniejsze źródło bioaerozolu, który może mieć wpływ na zdrowie układu oddechowego . Mogą osiągnąć maksymalne stężenie 10 000  zarodników · m -3 przy optymalnych warunkach wilgotności i tlenu.

Różne rodzaje zarodników

Termin zarodnik jest ogólny, oznacza zarówno narządy rozmnażania płciowego, jak i rozmnażania bezpłciowego. Zarodniki możemy klasyfikować według różnych kryteriów:

Zgodnie ze strukturą, która je rodzi

U grzybów i niektórych organizmów pokrewnych zarodniki są klasyfikowane według struktury, w której występuje mejoza i wytwarzanie zarodników. Ponieważ klasyfikacja grzybów w dużej mierze opiera się na tych strukturach, tego typu zarodniki są często charakterystyczne dla taksonu .

Zgodnie z ich funkcją

Zgodnie z ich pochodzeniem w cyklu reprodukcyjnym

Według ich mobilności

Zarodniki możemy rozróżnić w zależności od tego, czy są w stanie samodzielnie się poruszać.

Zarodniki bakteryjne

Kiedy warunki znów stają się sprzyjające, zarodnik, który jest formą odporności bakterii, może przywrócić formę wegetatywną: jest to kiełkowanie . Na przykład, zarodników bakterii znalezione w mumii z Ramzesa II (w tym przypadku były endospory ich lokalizacja jest wewnątrzkomórkowych), które były zdolne do przywracania formy wegetatywne.

Odporność na ciepło zarodnika wynika częściowo z jego odwodnienia (postać wegetatywna = 80% wody, a zarodnik = od 10 do 20% wody).

Tylko trzy rodzaje bakterii są zainteresowane istnieniem tego zarodnika: rodzaj Bacillus (bakterie tlenowe z pałeczkami Gram +), rodzaj Clostridium (bakterie beztlenowe z pałeczkami Gram +) i rodzaj Sporosarcina .

W czerwcu 2009 Ghosh J i współpracownicy [1] opisali w Mycobacterium marinum „zarodniki, które hodowane w świeżej pożywce kiełkują w formie wegetatywnej, a następnie ponownie pojawiają się w fazie stacjonarnej poprzez tworzenie zarodników”. Podsumowanie milczy na temat odporności tych zarodników. Autorzy sugerują, że ta sporulacja może być ogólna dla Mycobacteriaceae .

Zarodniki bakteryjne nie są uważane za formę rozmnażania, ponieważ na komórkę wytwarzany jest tylko jeden zarodnik.

Podświetlanie

Zarodnik jest prostym zabarwieniem refrakcyjnym ( barwniki nie wnikają w zarodnik). Należy stosować specjalne bejce ( bejca Wirtza lub bejca w kolorze zieleni malachitowej ), które wymuszają wnikanie barwnika pod wpływem ciepła (ogrzewanie: rzędu 80 do 90  ° C ).

Sporulacji bakteryjnej

Zarodnikowanie trwa od siedmiu do dziesięciu godzin:

  1. Powstawanie zarodników:
    • rozszczepienie chromosomu bakteryjnego i ułożenie materiału jądrowego w kształcie osiowego pręcika,
    • tworzenie asymetrycznej przegrody poprzecznej z błony komórkowej (większość z nich nazywa się zarodnią).
  2. Dojrzewanie:
    • tworzenie kory z warstwy wewnętrznej,
    • wygląd tunik,
    • zarodnik kończy dojrzewanie; następnie otrzymuje się dojrzały i zawarty zarodnik.
  3. Uwalnianie zarodników:
    • zarodnik jest uwalniany przez lizę komórki macierzystej.

Zarodnik roślin

W cyklu życia z rośliny (glony i rośliny telomowe), zwany sporofit do wytwarzania których wytwarzany zarodników (odpowiednio: bezpłciowych zarodników lub mikrosporach i macrospores ). Ten sporofit jest diploidalny  : posiada 2n chromosomów.

Gametofit jest wytwarzanie wynikające z rozwoju zarodników i które wytwarza gamety (gametoficie jest haploidów  : ma liczbę chromosomów, n). Nawożenie gamet jest niezbędne do wytworzenia zygoty , co z kolei będzie prowadzić do wzrostu w sporoficie . Znaczenie, jakie przybierają te pokolenia, różni się w zależności od roślin. Na przykład w Fucusie nie ma produkcji zarodników.

Zarodniki grzybów

Grzyby i pseudogrzyby wytwarzają liczne zarodniki, zarówno płciowe, jak i wegetatywne (bezpłciowe), które biorą udział w rozprzestrzenianiu się i przetrwaniu gatunku. W sprzyjających warunkach (temperatura, wilgotność powietrza dla wielu gatunków) następuje kiełkowanie zarodników grzybów.

Niektóre zarodniki są gwałtownie wydalane z narządu, który je zawiera, podczas gdy inne wpadają pod działanie grawitacji (zdecydowana większość w odległości kilkudziesięciu centymetrów wokół sporoforu), zanim ich część zostanie uniesiona przez prądy powietrza (co czasami powoduje przemierzają kontynenty i oceany), wody lub zwierząt, takich jak owady.

U wielu gatunków Basidiomycetes ( purchawki , Lactaria , Russules , borowiki z rodzaju Suillus ) bazydiospory wydzielają związki hydrofilowe, takie jak mannitol, które przyczyniają się do tworzenia wokół siebie warstwy wody. Wilgoć sprzyja rozwojowi kropli Bullera, których wzrost powoduje koalescencję z warstwą wody, co powoduje napięcie powierzchniowe uwalniania energii, które wyrzuca zarodniki w kierunku zgodnym z płaskimi zarodnikami. Gdy są unoszone w powietrzu, tworząc bioaerozol , woda paruje, co wywołuje ruch w górę ze średnią prędkością 6,5 km/h. Te unoszące się w powietrzu cząsteczki , poprzez tworzenie zarodków kondensacji i krystalizacji, biorą udział w tworzeniu kropel wody deszczowej i kryształków lodu.

Produkcja

Grzyb wytwarza bardzo dużą ilość zarodników, aby zakończyć swój cykl życiowy. Na przykład wielka purchawka może wyprodukować 5000 miliardów zarodników (5,1 × 10 12  bazidiospor dla ciała 38 × 37 × 22  cm ).

W podstawczaków są bardziej produktywne niż workowców . Duży okaz róży łąkowej ( Agaricus campestris ) może emitować 30 000 zarodników na sekundę, czyli prawie trzy miliardy dziennie. Jednak jego żywotność jest krótka, zaledwie kilka dni. Grzyb guzikowy, Agaricus bisporus , może wytwarzać prawie 16 milionów zarodników dziennie, a bułgarski inquinans  : 80 milionów dziennie .

Średnio w ciągu roku w atmosferze rozprasza się 50 milionów ton zarodników grzybów, a każdy metr sześcienny powietrza zawiera średnio od 1000 do 20 000 zarodników.

Zarodniki grzybów mogą być w bardzo wysokich stężeniach w powietrzu zewnętrznym (100 zarodników Cladosporium na litr) aż do wywoływania alergii dróg oddechowych przy wdychaniu. Tak jest w przypadku zarodników pleśni Cladosporum herbarum, które w stężeniu 8000 zarodników/m 3 /dzień są uczulające.

Pomimo tych gigantycznych ilości, prawdopodobieństwo powstania nowego grzyba przez zarodnik jest bardzo niskie. Rzeczywiście, konieczne jest spełnienie sprzyjających warunków, aby uzyskać kiełkowanie zarodnika we włóknie pierwotnej grzybni , a następnie zapłodnienie między dwiema grzybami w celu uzyskania nowego grzyba.

Z drugiej strony Ascomycetes często wykazują bardzo silne rozmnażanie wegetatywne poprzez produkcję konidiów . Są one również często lepiej znane ze swojej formy bezpłciowej (np. Penicillium ) niż ze swojej formy płciowej.

Przetrwanie

Niektóre zarodniki grzybów mogą pozostawać w stanie uśpienia przez wiele lat, zwłaszcza w warunkach silnej suszy lub chłodu.

Uwagi i referencje

Uwagi

  1. Pseudofungi to organizmy grzybokształtne, które kiedyś były klasyfikowane wśród grzybów, a które teraz, wraz z pojawieniem się klasyfikacji filogenetycznej, są rozproszone w kilku niemonofiletycznych kladach (Silar et al, 2013)

Bibliografia

  1. Definicje leksykograficzne i etymologiczne „zarodnika” ze skomputeryzowanego skarbca języka francuskiego , na stronie internetowej Krajowego Centrum Zasobów Tekstowych i Leksykalnych
  2. (w) William C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behaviour and Measurement of Airborne Particles , Wiley ,1999( czytaj online ) , s.  394-395
  3. (w) „Microsporidia (pierwotniaki): A Handbook of Biology and Research Techniques” (wersja z 26 czerwca 2008 r. w archiwum internetowym ) ,26 czerwca 2008. modares.ac.ir
  4. Poradnik feminizacji .
  5. Proc Natl Acad Sci USA A. 2009 30 czerwca; 106 (26): 10781-6. Epub 2009 16 czerwca. Zarodnikowanie prątków. Ghosh J, Larsson P, Singh B, Pettersson BM, Islam NM, Sarkar SN, Dasgupta S, Kirsebom LA. Department of Cell and Molecular Biology, Biomedical Center, Uppsala University, Uppsala SE-751 24, Szwecja
  6. * Henri Camefort i H. Boué, Rozmnażanie i biologia roślin wyższych: mszaki . pterydofity . spermaphytes , Doin 1993 2 e ed. ( 5 th  Edition), 436, str. ( ISBN  2-7040-0380-7 )
  7. John Webster i Roland Weber, Wprowadzenie do grzybów , Cambridge, Cambridge University Press ,2009.
  8. W hołdzie „Einstseinowi mikologii”, brytyjskiemu mikologowi Bullerowi, który jako pierwszy opisał ten proces.
  9. "  Odtwórz mikrosekundę , podczas której zarodnik jest wyrzucany z grzyba , łącząc dwie krople wody  " , na gurumed.org ,27 lipca 2017 r..
  10. (en) W. Elbert, PE Taylor, MO Andreae, U. Pöschl, „  Wkład grzybów w pierwotne aerozole biogenne w atmosferze: mokre i suche odprowadzane zarodniki, węglowodany i jony nieorganiczne  ” , Chemia i fizyka atmosfery , Europejska Unia Nauk o Ziemi , tom.  7, n O  172007, s.  4569-4588 ( DOI  10.5194/acp-7-4569-2007 ).
  11. (w) Jessica L. Stolze-Rybczynski, Yunluan Cui, pan Henry H. Stevens, Diana J. Davis, Mark WF Fischer i Nicholas P. Money, „  Adaptacja mechanizmu uwalniania zarodników w Basidiomycota  ” , PLoS One , lot.  4, N O  1,2009( DOI  10.1371 / journal.pone.0004163 ).
  12. (w) Jesús Pérez-Moreno, Alexis Guérin-Laguette Roberto Flores Arzú, Fu Qiang Yu, Grzyby, ludzie i przyroda w zmieniającym się świecie: perspektywy z nauk ekologicznych, rolniczych i społecznych , Springer Nature2020( czytaj online ) , s.  5
  13. (w) Maribeth O. Hassett, Mark WF Fischer, Nicholas P. Money, „  Grzyby mają Zaklinacze Deszczu: Jak Zarodniki Działają jako Jądro Kropli Deszczu  ” , PLoS One , tom.  10 N O  10,2015( DOI  10.1371 / journal.pone.0140407 )
  14. Dewei Li , „  Pięć bilionów bazydiospor w owocniku Calvatia gigantea  ”, Mycosphere (The Connecticut Agricultural Experiment Station, Valley Laboratory, 153 Cook Hill Road, Windsor, CT 06095, USA) ,2011( przeczytaj online )
  15. Francis Martin, Czy wszystkie grzyby noszą kapelusz? , Quae wydania ,2014, s.  22
  16. Philippe Silar i Fabienne Malagnac, Grzyby odkryte na nowo , Belin ,2013, 232  s.
  17. Stéphane Durand , „  Powrót do podstawowych grzybów Les  ” La Recherche , n o  302,1997( przeczytaj online )
  18. Robert Hofrichter, Sekretne życie grzybów , Groupe Margot,2019( czytaj online ) , s.  121
  19. Guillaume Eyssartier , 50 złotych zasad grzybiarza , Larousse,2018( czytaj online ) , s.  12

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne