Бактериальная клетка размножается с помощью спор, какие типы бесполого размножения характерны для водорослей?

Что такое споры в бесполом размножении организмов

В разделах биологии довольно часто упоминаются споры, причем применительно к разным классам (и даже царствам) живых организмов. Назначение этих клеток в основном связано с размножением и расселением организмов. Иногда споры — это в биологии у бактерий способ пережить неблагоприятные условия окружающей среды. Они имеют плотные оболочки, которые надежно защищают внутреннее их содержимое.

Что такое споры?

В общем, споры всегда одноклеточны, из них способна образоваться новая особь без слияния с какими-либо другими клетками. Один из ответов на вопрос о том, что такое споры, следующий: это механизм бесполого размножения.

Образование их связано с определенным местом (спорангием), который может быть одноклеточным (тогда его единственная клетка делится, образуя споры) или многоклеточным с выраженной структурой.

В зависимости от количества хромосомных наборов, эти клетки бывают двух видов:

  1. Диплоспоры с двойным набором генетического материала образуются без редукционного деления на диплоидных особях спорофитного поколения.
  2. Гаплоспоры с одинарным хромосомным набором образуются в результате мейоза (спорическая редукция) на спорофите или, в редких случаях, на гаметофите.

Гаметофит, продуцирующий споры, встречается в основном у бурых водорослей. Их одноклеточный спорангий превращается в жгутиковую зооспору, которая активно передвигается и может прорасти в новый гаметофит либо сливается с другой такой же зооспорой в изогамном половом процессе.

Кто размножается спорами

Образование спор является древним способом размножения. Сейчас он сохраняется лишь у более примитивных организмов с простой организацией тела. При участии спор размножаются:

  • бактерии;
  • грибы;
  • лишайники;
  • некоторые водоросли и простейшие;
  • высшие споровые растения.

У цветковых растений споры также образуются, но они «спрятаны». Спорофит у них неотделим от гаметофита и существует незначительное время, поэтому рассматривается как часть семенного размножения. Споры — это в биологии семенных растений предшественники пыльцы (микроспоры) и зародышевый мешок (мегаспора).

Для животных споры не характерны.

Что такое споры у грибов

У представителей царства Грибы споровое размножение часто является основным. Гаплоидный мицелий дает споры с одинарным набором хромосом. Они могут развиваться в защищенных закрытых спорангиях, тогда они носят название спорангиоспор. Спорангии расположены на нижней стороне плодовых тел шляпочных грибов.

Конидиеспоры, напротив, отчленяются на концах специализированных грибных гиф — конидиеносцев, которые открыты и приподнимаются над субстратом. Конидии характерны для многих разновидностей плесневых грибов.

Огромное количество грибных спор компенсирует их массовую гибель в неблагоприятных условиях. Часть их после попадания на пригодный субстрат прорастает в новый мицелий и дает начало новой колонии. Это митотические споры, основная задача которых — распространение грибов.

Другая часть спор (мейотические) прорастает в небольшие гифы, которые затем сливаются между собой и служат для обмена генетической информацией.

Чередование поколений высших споровых растений

У споровых растений, которые являются потомками древних семенных папоротников риниофитов, в жизненном цикле наблюдается чередование спорофитного и гаметофитного поколений с явным доминированием одного из них.

Читать еще:  Как посадить тыкву в открытый грунт семенами?

У мхов более развит гаметофит, а спорофит подчинен ему и развивается прямо на гаплоидной особи. Что такое споры для мха? Получается, это единственный способ расселяться и занимать новые территории.

Плауны, папоротники, хвощи относятся к диплоидной группе растений, у которых спорофит доминирует, а гаметофит имеет вид небольшого заростка. Для них споры — надежный способ завоевания новых мест обитаний, поскольку способны переноситься ветром или живыми организмами на далекие расстояния. А новый спорофит после оплодотворения прорастет на месте этого мигранта-гаметофита, где созрели неподвижные женские половые клетки.

Размножаются ли бактерии спорами?

Микроорганизмы существуют на Земле дольше всех остальных живых существ и приспособились переживать отсутствие пищи, заморозки, извержения вулканов, экстремальную жару, сухость воздуха, и другие катаклизмы. Они вырабатывают защитные плотные оболочки, превращаясь в споры, чтобы защитить содержимое кольцевой молекулы ДНК и сохранить ее до лучших времен.

Итак, что такое споры у бактерий? Это лишь покоящаяся форма, защитный «саркофаг». Численность микроорганизмов увеличивается делением клетки надвое. Половой процесс у них тоже присутствует, но только для передачи наследственного материала без роста численности.

Иногда можно встретить утверждение, что споры — это вегетативное размножение. Нельзя считать его полностью верным, хотя и вегетативное размножение, и споруляция происходят без участия половых клеток. Но при вегетативном размножении новая особь возникает из уже существующих многоклеточных частей растения, как неспецифических, так и специально предназначенных для расселения (луковиц, клубней, усов). Споры же представляют собой одноклеточные образования, возникающие у организма в определенный период.

Процесс размножение спорами у бактерий, водорослей, грибов и растений

Споры — это репродуктивные клетки растений, грибов, водорослей и бактерий. Они, как правило, одноклеточные и обладают способностью развиваться в новый организм. В отличие от гамет в половом размножении, споры не должны сливаться, чтобы происходило размножение. Организмы используют споры для бесполого размножения. Споры также образуются у бактерий, однако бактериальные споры обычно не участвуют в размножении. Эти споры неактивны и защищают бактерии в экстремальных условиях окружающей среды.

Споры бактерий

Некоторые бактерии образовывают споры, называемые эндоспорами, как средство борьбы с экстремальными условиями окружающей среде, которые угрожают их выживанию. Эти условия включают высокие температуры, засушливость, наличие токсичных ферментов или химических веществ и отсутствие пищи.

Спорообразующие бактерии развивают толстую клеточную стенку, которая является водонепроницаемой и защищает бактериальную ДНК от высыхания и повреждения. Эндоспоры могут выживать в течение длительных периодов времени, пока условия не изменятся и не станут пригодными для прорастания. Примеры бактерий, способных образовывать эндоспоры, включают клостридии (Clostridium) и бациллы (Bacillus).

Споры водорослей

Водоросли производят споры для бесполого размножения. Эти споры могут быть не подвижными (апланоспоры), или подвижными (зооспоры) и перемещаться из одного места в другое с помощью жгутиков. Некоторые водоросли способны размножаться половым или бесполым способом. Когда условия благоприятны, зрелые водоросли делятся и производят споры, которые развиваются в новых особей.

Споры гаплоидные и производятся митозом. Во времена, когда условия неблагоприятны для развития, водоросли подвергаются половому размножению и образовывают гаметы. Эти половые клетки сливаются, чтобы стать диплоидным зигоспорами. Зигоспора останется бездействующей до тех пор, пока условия не станут благоприятными еще раз. В это время зигоспора подвергается мейозу для создания гаплоидных спор.

Некоторые водоросли имеют жизненный цикл, который чередуется между различными периодами бесполого и полового размножения. Этот тип жизненного цикла называется чередованием поколений и состоит из гаплоидной и диплоидной фаз. В гаплоидной фазе структура, называемая гаметофитом, производит мужские и женские гаметы (половые клетки). При слиянии этих гамет образуется зигота. В диплоидной фазе зигота развивается в диплоидную структуру, называемую спорофитом. Спорофит продуцирует гаплоидные споры через мейоз.

Читать еще:  Болезнь зоба у волнистых попугаев

Споры грибов

Большинство спор грибов выполняют две основных функции: перенесение неблагоприятных условий в состоянии покоя и размножение через рассеивание. Споры грибов могут быть одноклеточными или многоклеточными. Они бывают разных цветов, форм и размеров в зависимости от вида. Споры грибов бывают бесполыми или половыми:

  • Бесполые споры, такие как спорангиоспоры, производятся и удерживаются внутри органов, называемых спорангиями. Другие бесполые споры, такие как конидии, образуются в результате митоза на нитчатых образованиях, называемых гифами.
  • Половые споры включают аскоспоры, базидиоспоры и зигоспоры. Большинство грибов полагаются на ветер, чтобы рассеять споры в областях, где они могут успешно прорастать. Споры способны активно выбрасываться из репродуктивных структур (баллистоспор) или могут быть высвобождены без активного выброса (статисмоспор). Споры переносятся ветром в другие места. Чередование поколений распространено среди грибов. Иногда условия окружающей среды таковы, что необходимо, чтобы грибковые споры были бездействующими. Прорастание после периодов покоя у некоторых грибов может быть вызвано разными факторами, включая температуру, уровень влажности и количество других спор в определенной области. Покой позволяет грибам выжить в стрессовых условиях.

Споры растений

Как водоросли и грибы, растения также демонстрируют чередование поколений. Растения без семян, такие как папоротники и мхи, развиваются из спор. Споры производятся внутри спорангий и выпускаются в окружающую среду. Первичной фазой жизненного цикла несосудистых растений, таких как мхи, является генерация гаметофитов (половая фаза).

Фаза гаметофита состоит из зеленой мшистой растительности, а фаза спорофита (бесполая фаза) состоит из удлиненных стеблей со спорами, заключенными внутри спорангий, расположенных на кончике стеблей. У сосудистых растений, которые не производят семена, такие как папоротники, поколения спорофит и гаметофит являются независимыми. Лист папоротника представляет собой зрелый диплоидный спорофит, тогда как спорангии на нижней стороне листьев образовывают споры, которые развиваются в гаплоидный гаметофит.

У цветковых растений (покрытосеменных) и нецветковых семенных растений генерация гаметофитов полностью зависит от доминантного спорофита. У покрытосеменных, цветок вырабатывает как мужские микроспоры, так и женские мегаспоры. Микроспоры содержатся в пыльце, а мегаспоры производятся внутри цветочной завязи. При опылении микроспоры и мегаспоры объединяются, образуя семена.

Каким способом размножаются бактерии: спорами или делением?

Бактериальные организмы уже давно освоили все известные среды обитания. Они находятся в воздухе, в воде, живут в других организмах. Но больше всего их в верхних слоях почвы. Количество этих организмов зависит не только от особенностей строения. Оно многократно увеличивается благодаря большой способности к воспроизведению. Каким способом размножаются бактерии, кратко будет изложено в статье.

Кто такие бактерии?

Эти организмы представляют собой одноклеточные, реже колониальные организмы. Устроены они достаточно примитивно. Поверхностный аппарат представлен мембраной и слизистой капсулой, а цитоплазма лишена митохондрий и пластид. Многие клетки имеют жгутик, с помощью которого бактерия может передвигаться.

Генетический материал

Бактерии являются прокариотами. Это означает, что их клетки лишены ядра. Но генетический материал в них все-таки присутствует. Скопления молекул ДНК находятся в определенной части цитоплазмы и называются нуклеоид. Другими словами можно сказать, что прокариоты имеют ядро без оболочки. Поэтому сложные биохимические процессы они не могут осуществлять. Однако это никак не сказывается на их способности к размножению.

Каким способом размножаются бактерии?

Бактерии размножаются делением клетки. Это основной и самый быстрый способ. Из одной материнской клетки через полчаса образуется две дочерние. А еще через такой же промежуток времени из двух дочерних снова образуются новые клетки. Это объясняет большое количество бактерий в природе.

При неблагоприятных условиях бактерии способны образовывать споры – клетки бесполого размножения. Изредка бактериальные клетки почкуются – образуют небольшие выпячивания, которые растут, превращаются во взрослых особей и отщепляются от материнской.

Читать еще:  Кафорсен для кошек инструкция по применению — препараты фосфора для собак

Каким способом размножаются бактерии, можно также рассмотреть на примере конъюгации. Это форма полового процесса. Заключается она в обмене наследственной информацией между клетками. Перед началом происходит удвоение кольцевой молекулы ДНК. Далее между клетками образуется цитоплазматический мостик, по которому наследственная информация одной клетки передвигается в другую. Там происходит обмен участками ДНК. В результате организм приобретает новые признаки, которые чаще всего являются для него полезными. Например, бактерии приобретают устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, вирусов или антибиотиков.

Клубеньковые бактерии живут и размножаются на корнях бобовых и злаковых растений. Внедряясь в корневую систему через пораженные участки или корневые волоски, они разрастаются и образуют выпячивания – клубеньки. Внутри них создается благоприятная среда для обмена веществ. Корень отдает бактериям органические вещества, а бактерии – азот, который так необходим для роста и развития растений.

Деление клетки надвое

Каким способом размножаются бактерии, зависит от их вида и среды обитания. Но надвое способны делиться все бактериальные организмы. Происходит этот процесс в несколько этапов и называется бинарным делением.

Перед началом деления кольцевая молекула ДНК удваивается. Другими словами, происходит репликация. Нуклеотид делится, дочерние ДНК расходятся. Врастая в цитоплазму, мембрана клетки располагается между молекулами ДНК. Именно она и делит клетку и ее содержимое пополам.

В сутки из одной клетки на свет появляется 72 бактериальных поколения. Если бы все эти бактерии оставались жизнеспособными, их биомасса составила бы около 5 т. В природе, естественно, этого не происходит и большинство бактерий погибает.

Вегетативное размножение

Строение также определяет то, каким способом размножаются бактерии.

Колониальные виды и цианобактерии (синезеленые водоросли) способны к вегетативному размножению. Таким способом чаще всего размножаются растения. Он заключается в отделении от целого организма его многоклеточной части.

Нитчатые виды цианобактерий образуют специализированные клетки, которые называются гетероцистами. Вегетативное размножение заключается в разрыве нитей, граница которых проходит в местах расположения гетероцист.

Шаровидные бактерии кокки могут соединяться в цепочки, грозди или другие образования. Отрываясь друг от друга, они также размножаются.

Спорообразование

Бактерии размножаются спорами, которые образуются при наступлении неблагоприятных условий. Спорообразование – это не только способ размножения. Внутри споры создается особая среда, уменьшается содержание воды, приостанавливаются процессы жизнедеятельности. В таком состоянии спорам не страшны ни высокие температуры, ни ионизирующее излучение, ни воздействие химических веществ. Когда благоприятные условия наступают вновь, из спор выходят молодые бактериальные организмы. Таким образом, образование спор является дополнительной возможностью сохранить жизнеспособность клеток в непригодных для жизни условиях. Известны случаи, когда споры бактерий оставались жизнеспособны десятки и даже сотни лет.

Инцистирование

Еще одним способом защиты от неблагоприятных условий и способом размножения служит образование цист. Они представляют собой пузырьки с толстыми оболочками. В состоянии цисты бактерии могут находиться долгое время. При этом они не погибают от температур более 200 градусов. С наступлением обычных условий бактерия выходит из оболочки и начинает обычное бинарное деление.

Каким способом размножаются бактерии, это скорее решают условия окружающей среды. Когда не хватает питательных веществ и влаги, наблюдается избыточное содержание кислорода, воздух имеет слишком высокую или низкую температуру, бактерии используют процессы инцистирования или спорообразования. В комфортных условиях они делятся или размножаются вегетативно. Именно такое разнообразие способов размножения, к которым способны бактерии, обусловливает их количество в природе. Если бы процесс деления одной клетки бактерии не прекращался в течение 10 дней, они могли бы покрыть всю поверхность земного шара.

Источники:

http://www.syl.ru/article/289296/new_chto-takoe-sporyi-v-bespolom-razmnojenii-organizmov
http://natworld.info/raznoe-o-prirode/process-razmnozhenie-sporami-u-bakterij-vodoroslej-gribov-i-rastenij
http://fb.ru/article/225269/kakim-sposobom-razmnojayutsya-bakterii-sporami-ili-deleniem

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector