SPORANGIUM: VLASTNOSTI, ČASTI A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2024

Sporangium je definovaný ako kapsule alebo sac-ako štruktúra, prítomný v mnohých rastlín a húb, v ktorej sú rozmnožovacie výtrusy vytvorených a uložených. Slovo sporangium pochádza z dvoch gréckych slov; „Sporus“, čo znamená spor, semeno a „angio“, čo znamená potrubie, plavidlo alebo kontajner.

Huby, rastliny a iné organizmy produkujú sporangie v určitom štádiu svojho životného cyklu. V sporangii môžu byť spóry produkované mitózou podobných buniek.

Obrázok 1. Sporangium so spórami vnútri. Zdroj: UBA Wikimedia Commons.

Avšak v mnohých druhoch húb a vo veľkej väčšine pôdnych rastlín sú sporangie štruktúry, v ktorých sa zvyčajne vyskytuje meióza, ktoré produkujú spóry iba s jednou sadou chromozómov (haploid).

Sporangia v hubách

Niektoré skupiny húb, považované za najprimitívnejšie alebo najmenej vyvinuté, majú sporangiu alebo kapsuly, kde sa tvoria spóry. Tieto sporangie obsahujú haploidnú cytoplazmu a jadrá a nachádzajú sa na koncoch špecializovaných vzdušných hyf, nazývaných sporangiofory.

Tieto primitívne huby sa líšia od vyvinutých húb tým, že ich asexuálne spóry sú endogénne, to znamená, že sa tvoria v štruktúrach huby. Sporangium hrá dôležitú úlohu pri asexuálnej reprodukcii a nepriamu úlohu pri sexuálnej reprodukcii.

Každá spór sa tvorí v sporangiu tým, že sa obklopuje silnou vonkajšou membránou, haploidným jadrom a cytoplazmou. Tieto spóry sú rozptýlené rôznymi mechanizmami (v závislosti od typu huby) a pomocou asexuálnej reprodukcie klíčia na vhodných substrátoch a vytvárajú haploidné hýfy.

Plesňové sporangie, ktoré tvoria spory s bičíkom (zoospores)

V ich sporangických bičíkových spórách (zoosporách) sa tvoria primitívne vodné a suchozemské huby, ktoré im umožňujú plávať.

Zoospory primitívnych vodných húb môžu plávať v okolitej vode vďaka svojmu bičíku. Zoospory primitívnych suchozemských húb sa zo sporangia uvoľňujú až vtedy, keď prší, to znamená, keď je v prostredí veľa vlhkosti.

Zoospory primitívnych suchozemských húb plávajú pomocou bičíka ako prívesku hnacej látky medzi časticami pôdy zvlhčenými dažďom. Môžu tiež plávať na mokrom povrchu rastlín, napríklad na listoch po daždi.

Plesňové sporangie, ktoré tvoria spory bez bičíkov

Niektoré druhy húb majú tiež sporangie, ktoré tvoria spóry, ktoré nemajú bičíky alebo nie sú schopné pohybu, ale sú rozptýlené vetrom.

Plesňové sporangie a ich úloha pri sexuálnej reprodukcii

Cyklus sexuálnej reprodukcie húb sa tiež líši v závislosti od skupiny alebo fyly, do ktorej huba patrí. V prípade niektorých húb sa sporangium nepriamo podieľa na sexuálnej reprodukcii.

Napríklad v prípade húb skupiny Zygomycota dôjde k sexuálnej reprodukcii, keď sa za nepriaznivých podmienok prostredia zlúčia kompatibilné haploidné hýfy dvoch jedincov, ktoré spoja svoje cytoplazmy a vytvoria zygosporangium.

Haploidné jadrá zygosporangií sa tiež fúzujú a vytvárajú diploidné jadrá, to znamená s dvoma sériami každého chromozómu. Keď sa vonkajšie podmienky prostredia zlepšia a sú priaznivé, zygosporangium môže klíčiť, podrobiť sa bunkovým deleniam podobným meióze a vytvárať sporangium, ktoré rozbije jeho kapsulu a uvoľní spóry.

Sporangia na rastlinných rastlinách

V suchozemských rastlinách, ako sú machy, pečene a Anthocerotofyty, tvorí sporofyt (mnohobunková štruktúra rastlín vo svojej diploidnej fáze, ktorá vytvára haploidné spóry) nerozvetvené jedinú sporangiu so zložitou štruktúrou.

V tomto bode je dôležité zdôrazniť, že machy sú malé rastliny skupiny Briophyta, nie vaskulárne, to znamená, že nemajú vodivé cievy.

Pečene sú tiež briofyty, nie vaskulárne, malé trvalé bylinky, pochádzajúce z veľmi vlhkých oblastí s podobným tvarom ako pečeň, ktoré na rozdiel od machov majú jednobunkové rhizoidy. Anthocerotophyta je skupina veľmi primitívnych vyšších cievnych rastlín.

Haploidná bunka obsahuje v jadre jednu sadu chromozómov. Diploidná bunka obsahuje vo svojom jadre dve sady chromozómov.

Prevažná väčšina nevaskulárnych rastlín (ktoré nemajú cievy na vedenie miazgy), ako napríklad niekoľko druhov Licophytas (primitívne rastliny) a väčšina paprade, produkujú iba jeden druh spór (ide o homosporické druhy).

Niektoré rastliny pečene, väčšina licofytov a niektoré paprade, produkujú dva druhy spór a nazývajú sa heterosporické druhy. Tieto rastliny produkujú dva druhy spór: mikropóry a megaspory, ktoré vedú k gametofytom.

Gametofyty pochádzajúce z mikropórov sú samce a gametofyty pochádzajúce z makrozórov sú ženské. V niektorých prípadoch sa tieto dva druhy spór tvoria v rovnakom sporangiu.

Vo väčšine heterosporických rastlín existujú dva typy sporangií, ktoré sa nazývajú microsporangia (ktoré produkujú mikropóry) a macrosporangia (ktoré tvoria makrozóry). Sporangia môže byť terminálna, ak sa tvorí na koncoch, alebo bočná, ak je umiestnená pozdĺž strán stoniek alebo listov.

Fern sporangia

V papraďoch sa sporangie bežne nachádzajú na spodnej strane listov a vytvárajú husté agregáty nazývané sori. Niektoré paprade majú sori v listových segmentoch alebo pozdĺž okrajov listov.

Obrázok 2. Sporangia na spodnej strane listov paprade, sú pozorované sori. Zdroj: pixabay.com

Lykophyta sporangia

Rastliny lycophytas majú svoje sporangie na hornom povrchu listov alebo laterálne na stonkách.

Sporangia Cicadaceae

Rodina Cicadaceae sa skladá z jedného rodu rastlín, z rodu Cycas. Sú to rastliny podobné palmám, ktoré pochádzajú z kontinentov Ázie, Afriky a Oceánie.

Cicadaceae majú listy, ktoré tvoria agregáty zvané strobili. Na strobili vytvárajú svoju mikrosporangiu. Megasporangia sa tvoria vo vajíčkach, v strobiliách oddelených dvojdomých rastlín, to znamená rôznych samčích a samičích rastlín.

Sporangia v ihličnanoch

Ihličnaté rastliny, ako borovica, majú svoju mikroporanciu v agregátoch listov alebo peľ v strobili. Vajce sú umiestnené na modifikovaných osiach stonky.

Sporangia na semenných rastlinách

Vo všetkých rastlinách, ktoré majú semená, sú spóry tvorené delením buniek typu meiózy a vyvíjajú sa v sporangiu, čím sa stávajú gametofytmi. Mikropóry sa vyvíjajú na mikrogamofyty alebo peľ. Megaspory tvoria megagametofyty alebo embryové vaky.

Sporangia na kvitnúcich rastlinách

Kvitnúce rastliny obsahujú mikroporéziu v prašníku tyčiniek a megaporporiu vo vajíčkach, vo vaječníkoch kvetov.

Časti sporangia

Vnútorná štruktúra sporangie je vytvorená zo sterilnej, nereprodukčnej štruktúry, ktorá prechádza dovnútra a nazýva sa columella. To plní funkcie podpory sporangia. U húb môže byť alebo nemusí byť rozvetvená kolumella.

Na druhej strane kapsula alebo vak, ktorý tvorí sporangium, má silnú a odolnú stenu, ktorá sa rozpadá a uvoľňuje spóry za špeciálnych podmienok v závislosti od typu huby.

Funkcie sporangia

Sporangium plní dôležité funkcie pri výrobe a ochrannom ukladaní spór. Je to miesto, kde sa spóry vyrábajú a skladujú, až kým nevzniknú priaznivé vonkajšie podmienky na ich uvoľnenie.

Referencie

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW a Blackwell, M. Redaktori. (devätnásť deväťdesiat šesť). Úvodná mykológia. 4. vydanie. New York: John Wiley a synovia.
2. Dighton, J. (2016). Plesňové ekosystémové procesy. 2. vydanie. Boca Raton: CRC Press.
3. Kavanah, K. Editor. (2017). Huby: Biológia a aplikácie. New York: John Wiley.
4. Mouri, Y., Jang, MS, Konishi, K., Hirata, A, a kol. (2018). Regulácia tvorby sporangia regulátorom odozvy na ojedinelé ochorenia TcrA v zriedkavých aktinomycete Actinoplanes Molecular Microbiology 107 (6): 718-733. doi: 10,1111 / mmi.13910
5. Strasburger, E., Noll, F., Schenk, H. a Schimper, AFW aktualizovaná verzia Sitte, P., Weiler, EW, Kaderit, JW, Bresinsky, A. a Korner, C. (2004). Botanická zmluva. 35 ^až vydanie. Barcelona: Editorial Omega. Preložené z originálu do nemeckého jazyka: Strasburger. Lehrbuch der Botanik kožušina Hochschulen. Berlín: Verlag.