Il spore sono strutture in grado di originare nuovi individui senza la necessità che le cellule riproduttive si fondano in precedenza. Questi sono il prodotto della riproduzione asessuata in batteri, protozoi, alghe e piante. Nei funghi possono essere prodotti dalla riproduzione sessuale o asessuata.
In generale, le spore di tutti gli organismi sono strutture molto resistenti, circondate da una parete cellulare spessa o doppia. Questo tipo di rivestimento permette loro di sopravvivere alle condizioni estreme dell'ambiente, dove sono privi di qualsiasi riparo..
Possono sopravvivere per lunghi periodi e una volta che "percepiscono" che le condizioni ambientali sono ideali, attivano e danno origine a un nuovo individuo della stessa specie dell'organismo che li ha generati..
La maggior parte delle spore sono di piccole dimensioni e possono essere visualizzate solo utilizzando dispositivi di ingrandimento come lenti d'ingrandimento o microscopi. Le dimensioni rendono questa struttura facilmente spalmabile, potendosi “muovere” attraverso aria, acqua, animali, ecc..
Molte delle precauzioni che vengono prese nell'industria in generale, ma soprattutto nell'industria alimentare, vengono prese per evitare che le spore colonizzino e contaminino i prodotti commerciali, poiché la loro germinazione può sfociare nella produzione di grandi popolazioni di organismi non desiderati..
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Le spore nei funghi hanno una funzione analoga a quella dei semi nelle piante. Da ogni spora può essere generato un nuovo micelio indipendente da quello che ha dato origine alla spora..
Tuttavia, i semi e le spore differiscono in modo significativo nel modo in cui vengono prodotti, poiché i semi provengono solo dalla fusione di gameti maschili con gameti femminili, mentre le spore non provengono necessariamente dalla fusione di due gameti..
Le spore di funghi causano un gran numero di allergie e infezioni negli esseri umani e negli animali. Tuttavia, le spore vengono utilizzate anche per riprodurre e propagare specie fungine di interesse alimentare..
Nel momento in cui ciascuna spora rileva che l'ambiente ha le condizioni adeguate per il suo sviluppo, queste si attivano e iniziano a degradare la sua parete cellulare di chitina; proprio in quel momento emerge il primo micelio per nutrirsi dell'ambiente che lo circonda.
A seconda delle caratteristiche del fungo, si originerà e si svilupperà un individuo multicellulare completamente maturo. Alcune specie di funghi come i lieviti sono individui unicellulari, nel qual caso si moltiplicheranno di numero e formeranno colonie di milioni di cellule..
Nelle specie di funghi multicellulari, il micelio cresce in dimensioni e in numero di cellule e si sviluppa in una struttura chiamata sporangium o sporangioforo, dove avvengono i processi cellulari di riproduzione per formare nuove spore..
Il processo, le strutture, il tempo e le caratteristiche dello sporangio e delle spore variano a seconda del gruppo di funghi e della specie..
La funzione principale delle spore nei funghi è quella di riprodurre e propagare una specie. Queste, a loro volta, sono strutture molto resistenti che possono rimanere per lunghi periodi di tempo in "dormienza" (inattive) fino a quando non rilevano gli stimoli appropriati per crescere e svilupparsi..
Ogni famiglia di funghi ha modi diversi di produrre le proprie spore. In questo caso verranno spiegati i processi di formazione delle spore di quattro dei 5 phyla che compongono il regno di Mycota, ovvero:
Chytridiomycota: le ife si sviluppano e generano tallo o ife aploidi. In questi, un tallo diventa un gametangium femminile e l'altro un gametangium maschile, che si fondono e formano un'ifa dove matureranno gli sporangi e successivamente le zoospore..
Ascomycota: un'ifa del fungo si allunga fino a formare una curvatura a creare una sorta di "buco" tra l'estremità dell'ifa e una parte interna. Nell'uncino sono presenti una cellula maschile e una femminile, queste si intersecano e danno luogo al disgusto in cui avranno origine le ascospore.
Basidiomycota: è un processo simile per molti aspetti a quello dei funghi Ascomycota. Tuttavia, alcune delle loro differenze risiedono nella produzione di basidiospore invece di ascospore e i corpi fruttiferi sono più grandi e più sviluppati.
Oomycota: sono funghi che invadono i tessuti degli individui viventi; una volta che l'infezione si è diffusa attraverso i tessuti, due ife con cellule sessuali diverse, un maschio e una femmina, fertilizzano e producono oospore.
Le spore batteriche si trovano frequentemente nei batteri Gram-positivi che hanno un basso contenuto di basi azotate guanina e citosina nel loro DNA. Questi iniziano a formarsi quando percepiscono una carenza di nutrienti nell'ambiente.
A differenza dei funghi e di altri organismi, le spore nei batteri non sono una tipica struttura riproduttiva. Questi microbi rilevano cambiamenti sfavorevoli nel loro ambiente e iniziano a sintetizzare una cellula inattiva, con caratteristiche molto resistenti..
Questa resistenza consente alla cellula dormiente di mantenere intatto il suo materiale genetico per lungo tempo, in condizioni che ucciderebbero qualsiasi cellula batterica. Come le spore fungine, rimangono inattive fino a quando le condizioni esterne non sono adatte al loro sviluppo..
Nei batteri vengono chiamate le spore endospore, poiché si tratta di "corpi" cellulari interni che hanno origine da una divisione asimmetrica all'interno della cellula, cioè sono di origine asessuata.
La funzione principale delle endospore è quella di prolungare e mantenere il più a lungo possibile la vita della cellula che le ha originate, anche in condizioni in cui non può sopravvivere. Quando le condizioni ambientali migliorano, l'endospora può uscire dal suo stato di inattivazione e dare origine a una nuova cellula batterica uguale in tutto e per tutto alla sua cellula progenitrice..
La specie modello in cui si studia la formazione di questa struttura è Bacillus subtilis. Il processo si compone di quattro o cinque fasi a seconda della bibliografia consultata. Questi sono:
- Fase 1: la cellula si divide in modo asimmetrico, creando due cavità; il più grande contiene tutti i componenti dell'interno della cellula materna, mentre la porzione più piccola formerà l'endospora.
- Fase 2: viene stabilito un sistema di comunicazione tra la cellula progenitrice e quella che diventerà l'endospora. Questo sistema guida l'espressione di geni specifici per le parti che compongono la struttura interna dell'endospora..
- Fase 3: la sezione di parete cellulare che divideva la cellula grande dalla cellula piccola scompare, il che incoraggia la cellula più piccola a rimanere interna all'ambiente intracellulare della cellula più grande.
- Fasi 4 e 5: Durante queste fasi si generano i componenti esterni della copertura endospora, che viene disidratata e rilasciata nell'ambiente dopo la degradazione della cellula “madre”.
L'endospora si attiverà solo quando rileverà con i suoi recettori extracellulari che le condizioni sono favorevoli al suo sviluppo.
Nei protozoi è noto un solo subphylum che produce spore e corrisponde a quello degli organismi. Apicomplexa, precedentemente conosciuti come sporozoi, a causa della loro condizione unica nella produzione di spore.
La stragrande maggioranza di questi organismi sono endoparassiti dei vertebrati e hanno una struttura chiamata "complesso apicale" che è una struttura specializzata per entrare nelle cellule e nei tessuti dell'ospite..
Tutti gli individui in questo gruppo hanno cicli biologici complessi, poiché si sviluppano in uno o più ospiti. Come molti microrganismi, durante il loro ciclo vitale alternano fasi sessuali e asessuali..
Nella fase sporogonica, un prodotto zigote della precedente fusione cellulare gametica si differenzia in uno sporozoite. Questo matura e inizia lo stadio della merogonia dove si moltiplica attraverso cicli di divisione cellulare consecutivi (mitosi) e produce più spore, chiamate sporozoiti..
Queste spore si diffondono attraverso il sistema circolatorio dell'ospite e iniziano a colonizzare ed espandere il suo interno, invadendo più organi e tessuti. Il ciclo per formare lo sporozoite e la merogonia viene ripetuto in ogni tessuto colonizzato.
Le spore degli organismi del "complesso delle api" sono versioni piccole e ben confezionate di individui adulti, che viaggiano attraverso il flusso sanguigno dei vertebrati parassitari per colonizzare il maggior numero possibile di tessuti e organi..
Tutte le spore sono il prodotto della divisione cellulare dopo la formazione dello zigote; sono quindi il prodotto della riproduzione asessuata che è preceduta da un evento di riproduzione sessuale. La sua funzione principale è quella di diffondere e diffondere l'infezione parassitaria in tutti i tessuti possibili..
Durante un'altra parte del ciclo, gli sporozoiti prodotti dalla divisione cellulare sono circondati da una copertura molto resistente per formare oocisti. Questo modulo consente loro di uscire dall'host nell'ambiente e invadere nuovi host..
Quando un possibile ospite ingerisce un'oocisti, viene attivata e interiorizzata in una cellula utilizzando il suo complesso apicale. Al suo interno inizia a dividersi in sporozoiti per invadere altri tessuti.
Le nuove cellule invase si rompono a causa del gran numero di sporozoiti al loro interno e, in questo modo, continuano la loro propagazione. Sia gli sporozoiti che le oocisti sono spore con caratteristiche diverse.
Le alghe sono un gruppo polifiletico che raggruppa una grande diversità di organismi fotosintetici che producono ossigeno. Quattro delle nove divisioni classificate all'interno del gruppo producono spore.
Tutte le spore sintetizzate nelle alghe sono il prodotto della riproduzione asessuata. Sia le spore che i propaguli (estensioni che si allungano e si staccano dal corpo) sono una forma molto comune di riproduzione asessuata nelle alghe multicellulari..
Si ritiene che lo stimolo principale per la formazione degli sporangi nel gruppo delle alghe sia la variazione del fotoperiodo, cioè delle ore di luce che ogni individuo percepisce. Quando le ore diurne scendono al di sotto di un livello critico, le alghe iniziano a formare sporangi..
Lo sporangio è formato da un tallo che si differenzia nella struttura riproduttiva per sintetizzare le spore. Le spore possono provenire da più divisioni interne del protoplasto delle cellule dello sporangio.
Tuttavia, le spore in alcune specie di alghe si originano dopo la separazione di una cellula dal corpo principale delle alghe..
Ogni spora può essere trovata in sospensione nel mezzo o mobilizzata fino a poggiare su un substrato che contenga le condizioni ambientali necessarie per lo sviluppo di un nuovo individuo..
Le spore di alghe sono specializzate per espandere, per quanto possibile, la popolazione di alghe. Ogni specie ha diverse specializzazioni per colonizzare diversi ecosistemi. Tuttavia, sono tutti ambienti acquatici o semi-acquatici.
Nella grande diversità di specie di alghe esistenti possiamo osservare una diversità equivalente di spore, poiché alcune hanno flagelli che le rendono mobili, altre uno spesso strato di copertura, altre sono blu, altre bianche, tra molte altre caratteristiche che possono variare..
Tutte le spore nelle alghe si formano attraverso precedenti divisioni cellulari. Nel tallo vegetativo è presente un tallo fertile dove verranno generate le spore. Questo è chiamato sporangio.
All'interno delle alghe, le spore possono essere classificate in due diversi tipi, quelle che hanno origine da una divisione meiotica e quelle che hanno origine da una divisione mitotica. In questo modo, nel gruppo delle alghe troviamo il prodotto meiospore della meiosi e il prodotto mitospore della mitosi.
Tutte le piante classificate come "piante non vascolari" (briofite, felci ed equiseti; questi ultimi classificati come pteridofite) si riproducono attraverso le spore e sono considerati "ancestrali".
La riproduzione attraverso le spore nelle piante è nota come "sporulazione". Nelle briofite il ciclo di vita è molto diverso da quello delle pteridofite, poiché hanno un ciclo digenetico di tipo aplo-diplophase.
Ciò significa che la fase vegetativa ha un carico genetico aploide e nella regione apicale si producono i gametangi (dove hanno origine i gameti). Sono generalmente specie dioiche, cioè i sessi si trovano separati in piante diverse.
La pioggia e il vento sono le forze principali che guidano i gameti maschili verso i gameti femminili di un'altra pianta. Una volta fecondato il gamete femminile, viene prodotto uno zigote, che matura nello sporofito.
Nello sporofito maturo, le spore vengono sintetizzate per dare origine a nuovi individui aploidi.
Nelle pteridofite gli sporangi si trovano sul lato inferiore delle foglie (la parte inferiore). Questi sporangi producono piccole spore che, se poste in mezzi idonei, producono gametangi..
I gametangia producono gameti maschili e femminili che si combinano per produrre un embrione e una nuova pianta matura.
Le spore di queste specie consentono loro di rimanere in uno stato di vita "latente" fino a quando le condizioni sono giuste per iniziare a svilupparsi e crescere. A differenza dei semi delle piante vascolari, le spore non contengono un embrione, né contengono tessuti di riserva..
Questi gruppi di piante, però, furono i primi a colonizzare l'ambiente terrestre, poiché le spore permettevano loro di sopravvivere per lunghi periodi di tempo fino a quando l'umidità era l'ideale per lo sviluppo della pianta..
Nelle briofite le spore vengono prodotte dopo la formazione dello sporofito. Il tessuto sporogenico all'interno dello sporofito inizia a dividersi attraverso un ciclo di meiosi e più cicli di mitosi. Questo produce un gran numero di spore che daranno origine a nuovi gametofiti..
Qualcosa di simile alle briofite si verifica nelle pteridofite; sul lato inferiore della foglia c'è un gruppo di meiosporangia chiamato sinangia. In ogni meiosporangium ci sono tre megasporangi e un gran numero di spore si trovano all'interno..
Le spore vengono generate nel megasporangium, dove la prima spora nasce dalla differenziazione di una cellula al suo interno. Si trasforma e matura in un megaspore e subisce un processo di meiosi e successivamente più cicli di mitosi per originare centinaia di nuove spore..
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