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.
Termin zarodnik jest ogólny, oznacza zarówno narządy rozmnażania płciowego, jak i rozmnażania bezpłciowego. Zarodniki możemy klasyfikować według różnych kryteriów:
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 .
Zarodniki możemy rozróżnić w zależności od tego, czy są w stanie samodzielnie się poruszać.
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.
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 ).
Zarodnikowanie trwa od siedmiu do dziesięciu godzin:
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.
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.
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.
Niektóre zarodniki grzybów mogą pozostawać w stanie uśpienia przez wiele lat, zwłaszcza w warunkach silnej suszy lub chłodu.