Sporulation chez les plantes, les champignons et les bactéries

La Sporulation C'est le processus par lequel un organisme de nature produit des structures de reproduction et / ou de protection appelées spores. Il se produit chez de nombreuses espèces, étant particulièrement importante dans les champignons et certaines plantes et bactéries. Comme vous pouvez le déduire de son nom, la sporulation n'est rien de plus que le processus qui se compose de la formation de spores.

Les spores sont des structures de propagation extrêmement résistantes, capables de survivre à différentes conditions telles que les sécheresses ou les inondations, la chaleur ou le froid, le manque de nutriments, etc. De plus, ils sont métaboliquement au repos, ce qui signifie qu'en l'absence d'un stimulus favorable, ils restent inactifs (ils ne sont pas divisés).

Une spore se compose essentiellement d'une structure unicellulaire, d'origine sexuelle ou asexuée, qui a plusieurs couches extracellulaires qui le protègent, et à l'intérieur sont à la fois le matériel génétique de l'individu qui l'a produit et les éléments organiques nécessaires pour restaurer les fonctions lorsqu'il arrive lorsqu'il est arrive le moment propice.

[TOC]

Quelle est la fonction de la sporulation?

Dans les organismes où cela se produit, la sporulation peut faciliter deux processus: survie contre des conditions défavorables ou indisponibles pour la croissance et le développement et, en même temps, le dispersion vers de nouveaux environnements, moins hostile et plus abondant dans les ressources pour exploiter.

Les stimuli qui déclenchent le début de ce processus sont différents pour chaque organisme, ainsi que la séquence d'étapes qui sont déclenchées lorsque le stimulus approprié est présent.

Sporulation chez les plantes

Spores sous une lame de fougère

Dans le royaume végétal, il peut y avoir une certaine confusion concernant le concept de sporulation.

Tandis que les cellules sexuelles ou les gamètes de plantes fleuries sont connues sous le nom de mégaspora (la femelle, c'est-à-dire Ovocell) et Microspora (le mâle, c'est-à-dire le grain pollen), uniquement dans des conditions In vitro Un grain de pollen pourrait produire une plante (génétiquement haploïde) et seule cette structure est vraiment résistante.

Par conséquent, à proprement parler, selon le concept géré d'une spore, les seuls représentants du groupe de plantes produisant des spores sont les fougères (ptéridophytes, plantes vasculaires) et les briophytes (plantes non vasculaires).

Il peut vous servir: enzymes de restriction: fonctions, types et exemples

Sporulation en briophite

Dans ces plantes non vasculaires, la sporulation se produit dans un stade appelé sporophyte, où il commence par la division méiotique d'un groupe de cellules et se poursuit avec plusieurs cycles supplémentaires de divisions mitotiques, produisant un grand nombre de spores haploïdes.

Ces spores, lorsqu'elles sont dans un environnement pourvues de suffisamment d'eau et de ressources nutritionnelles (et à la bonne température), ils germent et produisent d'autres structures appelées gamétophytes, qui donneront par la suite les gamètes qui fusionnent pour former un autre sporophyte de diplômes (2n).

Sporulation ptéridophyte

Dans le groupe de fougères, la sporulation est très similaire. Certaines individus produisent des spores sur le dessous de leurs feuilles, dans des structures appelées Sinangios, qui sont formées par plusieurs meiosporangios, capables de produire de nombreuses mégaspores haploïdes (N) par division méiotique.

Spores dans les fougères

Lorsque ces spores sont rejetées dans l'environnement, si les conditions le permettent, elles peuvent germer pour produire un individu ou une étape connue sous le nom de gamétophyte, dont les cellules gamtiques féminines et masculines seront formées par la mitose qui, une fois fusionner, elles produiront un capable capable capable de sporulaire à nouveau.

Sporulation de champignons

Les spores d'un champignon

Les champignons sont des organismes très populaires en ce qui concerne la production de spores. Dans ceux-ci, la sporulation remplit les fonctions primaires dans la diffusion et la multiplication, car chaque spore fonctionne plus ou moins comme les graines des plantes fleuries, c'est-à-dire qu'elle produit un nouvel organisme.

Ce processus a été très étudié par l'homme, depuis sa compréhension de la sporulation de l'agent pathogène.

Dans ces organismes, les spores peuvent être produites à la fois par des voies sexuelles (méiose) et par une route asexuée (mitose), étant les spores asexuées particulièrement importantes pour la dispersion de nombreuses espèces et les spores sexuelles fondamentales pour la préservation ou la survie des espèces contre les indésirables conditions.

Cependant, certains auteurs soulignent qu'il peut y avoir autant de stratégies de sporulation que les espèces fongiques, car chaque groupe a un fournisseur particulier qui le différencie de l'autre. Regardons quelques exemples ci-dessous:

Il peut vous servir: Agar Vogel-Johnson: Qu'est-ce que la fondation, la préparation, les utilisations

Sporulation dans les champignons unicellulaires: cas Saccharomyces

Culture de Saccharomyces cerevisiae. Source: Rainis Sale [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)], de Wikimedia Commons

Saccharomyces cerevisiae, Le champignon unicellulaire utilisé pour produire du pain et de la bière, a peut-être été étudié du point de vue de la sporulation.

Dans cette espèce, la sporulation est déclenchée par l'épuisement des sources d'azote dans un milieu sans sources de carbone utilisables pour les cellules. Le processus se produit dans la séquence suivante, basée sur des cellules diploïdes (2n) dans lesquelles une division méiotique se produit:

• Les chromosomes sont alignés dans le plan équatorial de la cellule, ils se recombinaient, puis ceux-ci sont séparés vers les pôles.
• 4 noyaux haploïdes (n) sont formés.
• Chaque noyau est entouré d'une membrane enveloppée, formant ce que les spores seront plus tard (pré-sores).
• La paroi cellulaire est assemblée autour de chaque noyau.
• Quatre spores individuelles sont formées qui commencent le processus de maturation.

Autres types de sporulation

Dans les champignons filamenteux du genre Aspergillus, Parmi ceux qui incluent ceux qui prolifèrent certains aliments, la sporulation n'est pas seulement un produit de la reproduction sexuelle (comme dans les levures), mais elle peut également se produire par voie asexuée.

Ainsi, un seul individu peut produire des centaines de spores par mitose, amplifiant considérablement sa capacité de dispersion sur pratiquement n'importe quelle surface. Le processus peut être décrit comme analogue à celui des levures, mais n'implique pas la division de recombinaison ou de réduction chromosomique.

Les champignons multicellulaires, ceux visibles pour «l'œil nu», comme les champignons, par exemple, produisent également des spores et le font à travers leurs corps fructueux. Dans ces types de champignons, il existe également des différences importantes entre l'origine des spores (mitotique ou méiotique) et une partie de leurs caractéristiques.

Sporulation des bactéries

Image microscopique de Bacillus subtilis. Les structures ovales inchangées sont des spores. Source: y également (téléchargeur d'origine) / cc by-s (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /)

Bien que ce ne soit pas une norme pour l'ensemble du groupe, de nombreuses espèces de bactéries produisent des spores qui les aident à survivre lorsque les conditions changent soudainement; En fait, les spores bactériennes sont considérées comme la nature la plus résistante.

La production de spores dans les bactéries est limitée au groupe Firmicutes, où les organismes appartenant à des cours Bacilles, Clostridia, Erysipelotrichi et Négativité Ils ont été les plus étudiés par rapport à ce processus.

Peut vous servir: épiblaste

Bien qu'il puisse varier entre les espèces, la forme la plus courante de sporulation chez les bactéries est principalement tirée par l'épuisement des nutriments et une augmentation de la densité cellulaire. En général, alors, la sporulation bactérienne peut être résumé dans les étapes suivantes:

• Duplication chromosomique et migration de chaque copie vers les pôles opposés de la cellule.
• Allongement des extrémités cellulaires, également connue sous le nom de formation du filament.
• Remodelage de la paroi et de la membrane cellulaire pour envelopper l'une des copies chromosomiques (formation d'une septa de division dans le cytosol de la cellule «mère»)).
• Division cellulaire asymétrique et formation d'une pré-spora à l'intérieur de la cellule "mère".
• Maturation de la pré-spora à l'estopora.
• Et, enfin, dans la cellule souche, l'activation des voies de signalisation qui conduisent à leur apoptose (mort cellulaire programmée) et à la lyse se produisent, libérant l'endospora mature.

Certaines bactéries produisent une seule spore (elles sont monosporiques) mais il y en a d'autres qui produisent deux ou plus, selon l'espèce. Il a été démontré que le processus peut prendre entre 8 et 10 heures, mais c'est également extrêmement variable.

La sporulation est un processus soigneusement contrôlé au niveau génétique, ce qui signifie que les différents signaux doivent être perçus par les cellules et communiqués par des messagers au matériel génétique, qui commence à transcrire des gènes spécifiques et cesse la transcription d'autres inutiles.

Les références

1. Chaffey, n. (2014). Biologie des plantes Raven. Annals of Botany, 113 (7), VII.
2. Dahlberg, k. R., & Etten, J. L. V. (1982). Physiologie et biochimie de la sporulation fongique. Revue annuelle de la phytopathologie, 20 (1), 281-301.
3. Huang, m., & Hull, C. M. (2017). Sporulation: comment survivre sur la planète Terre (et au-delà). Génétique actuelle, 63 (5), 831-838.
4. Hutchison, E. POUR., Miller, D. POUR., & Angert, et. R. (2016). Sporulation chez les bactéries: au-delà du modèle standard. La spore bactérienne: des molécules aux systèmes, 87-102.
5. Salomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologie (9e édition). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Yuan, L., & Sundary, V. (2015). Formation de spores dans les plantes: sporocyels et plus. Recherche cellulaire, 25 (1), 7-8.