Esporulação em plantas, fungos e bactérias

O Esporulação É o processo pelo qual um organismo na natureza produz estruturas reprodutivas e/ou de proteção conhecidas como esporos. Ocorre em muitas espécies, sendo particularmente importante em fungos e em algumas plantas e bactérias. Como você pode deduzir do nome, a esporulação nada mais é do que o processo que consiste na formação de esporos.

Os esporos são estruturas de propagação extremamente resistentes, capazes de sobreviver a diferentes condições, como secas ou inundações, calor ou frio, falta de nutrientes, etc. Além disso, eles são metabolicamente inativos, o que significa que, na ausência de um estímulo favorável, permanecem inativos (eles não são divididos).

Um esporo basicamente consiste em uma estrutura unicelular, de origem sexual ou assexual, que possui várias camadas extracelulares que o protegem, e dentro são o material genético do indivíduo que o produziu e os elementos orgânicos necessários para restaurar funções quando chegar chega o momento auspicioso.

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Qual é a função da esporulação?

Nos organismos onde ocorre, a esporulação pode facilitar dois processos: sobrevivência contra condições adversas ou indisponíveis para o crescimento e desenvolvimento e, ao mesmo tempo, o dispersão em direção a novos ambientes, menos hostil e mais abundante em recursos para explorar.

Os estímulos que desencadeiam o início desse processo são diferentes para cada organismo, bem como a sequência de etapas que são acionadas quando o estímulo apropriado está presente.

Esporulação em plantas

Esporos sob uma lâmina de samambaia

No reino vegetal, pode haver alguma confusão sobre o conceito de esporulação.

Enquanto células sexuais ou gametas de plantas de flores são conhecidas como Megaspora (a fêmea, isto é, Ovocell) e Microspora (o homem, isto é, grão de pólen), apenas em condições Em vitro Um grão de pólen pode produzir uma planta (geneticamente haplóide) e somente essa estrutura é verdadeiramente resistente.

Portanto, estritamente falando, de acordo com o conceito que é tratado de um esporo, os únicos representantes do grupo de plantas que produzem esporos são samambaias (pteridófitos, plantas vasculares) e briophytes (plantas não vasculares).

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Esporulação em briofita

Nestas plantas não vasculares, a esporulação ocorre em um estádio conhecido como o esporófito, Onde começa com a divisão meiótica de um grupo de células e continua com vários ciclos adicionais de divisões mitóticas, produzindo grande número de esporos haplóides.

Esses esporos, quando estão em um ambiente fornecido com água e recursos nutricionais suficientes (e na temperatura certa), germinam e produzem outras estruturas conhecidas como gametófitas, que posteriormente darão origem aos gametas que se fundirão para formar outro sporófito diplídeo (2n).

Esporulação de pteridófitos

No grupo de samambaias, a esporulação é muito semelhante. Alguns indivíduos produzem esporos na parte inferior de suas folhas, em estruturas conhecidas como Sinangios, formadas por múltiplos meiosporangios, capazes de produzir muitos megaspores haplóides (n) pela divisão meiótica.

Esporos nas samambaias

Quando esses esporos são liberados para o meio ambiente, se as condições permitirem, elas podem germinar para produzir um indivíduo ou estágio conhecido como gametófito, do qual as células gaméticas femininas e masculinas serão formadas por mitose que, uma vez que se fundirem, elas produzirão um capaz capaz de esporular novamente.

Esporulação de fungos

Os esporos de um fungo

Fungos são organismos muito populares em relação à produção de esporos. Nestes, a esporulação cumpre as funções primárias em disseminação e multiplicação, uma vez que cada esporo funciona mais ou menos como as sementes de plantas de flores, ou seja, produz um novo organismo.

Este processo foi muito estudado pelo homem, desde que compreenda a esporulação do patógeno.

Nesses organismos, os esporos podem ser produzidos tanto por caminhos sexuais (meiose) quanto por rota assexuada (mitose), sendo os esporos assexuais especialmente importantes para a dispersão de muitas espécies e os esporos sexuais fundamentais para a preservação ou sobrevivência da espécie contra adversos condições.

No entanto, alguns autores apontam que pode haver tantas estratégias de esporulação quanto as espécies de fungos, uma vez que cada grupo tem um determinado provador que o diferencia do outro. Vejamos alguns exemplos abaixo:

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Esporulação em fungos unicelulares: caso Saccharomyces

Saccharomyces cerevisiae Culture. Fonte: Rainis Sale [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)], da Wikimedia Commons

Saccharomyces cerevisiae, O fungo unicelular usado para produzir pão e cerveja talvez tenha sido estudado do ponto de vista da esporulação.

Nesta espécie, a esporulação é desencadeada pela exaustão de fontes de nitrogênio em um meio sem fontes de carbono utilizáveis ​​para células. O processo ocorre na sequência a seguir, com base em células diplóides (2n), na qual está ocorrendo uma divisão meiótica:

• Os cromossomos estão alinhados no plano equatorial da célula, eles recombinam e depois são segregados em direção aos pólos.
• 4 núcleos haplóides (n) são formados.
• Cada núcleo é cercado por uma membrana embrulhada, formando o que os esporos serão posteriormente (pré-esporos).
• A parede celular é montada em torno de cada núcleo.
• É formada quatro esporos individuais que iniciam o processo de maturação.

Outros tipos de esporulação

Nos fungos filamentosos do gênero Aspergillus, Entre aqueles que incluem aqueles que proliferam alguns alimentos, a esporulação não é apenas um produto da reprodução sexual (como em leveduras), mas também pode ocorrer por rota assexuada.

Assim, um único indivíduo pode produzir centenas de esporos por mitose, ampliando consideravelmente sua capacidade de dispersão em praticamente qualquer superfície. O processo pode ser descrito como análogo ao das leveduras, mas não implica a recombinação cromossômica ou divisão de redução.

Fungos multicelulares, aqueles visíveis para "olhos nus", como cogumelos, por exemplo, também produzem esporos e o fazem através de seus corpos frutíferos. Nesses tipos de fungos, também existem diferenças importantes entre a origem dos esporos (mitótica ou meiótica) e parte de suas características.

Esporulação de bactérias

Imagem microscópica de Bacillus subtilis. As estruturas ovais inalteradas são esporos. Fonte: Y também (Uploader original)/CC BY-S (http: // criativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/)

Embora não seja uma norma para todo o grupo, muitas espécies de bactérias produzem esporos que os ajudam a sobreviver quando as condições mudam repentinamente; De fato, esporos bacterianos são considerados os mais resistentes de natureza.

A produção de esporos nas bactérias é restrita ao grupo Firmicutes, onde organismos pertencentes a classes Bacilos, Clostridia, Erisipelotrichi e Negativicutes Eles foram os mais estudados em relação a esse processo.

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Embora possa variar entre espécies, a forma mais comum de esporulação nas bactérias é disparada principalmente pela exaustão dos nutrientes e pelo aumento da densidade celular. Em geral, então, a esporulação bacteriana pode ser resumida nas etapas a seguir:

• Duplicação cromossômica e migração de cada cópia para os pólos opostos da célula.
• Alongamento das extremidades celulares, também conhecidas como formação do filamento.
• Remodeling da parede e membrana celular para envolver uma das cópias cromossômicas (formação de um septo de divisão dentro do citosol da célula “mãe”).
• Divisão celular assimétrica e formação de uma pré-spaa dentro da célula "mãe".
• Maturação da pré-spaa para Estopora.
• E, finalmente, na célula -tronco, a ativação das rotas de sinalização que levam à sua apoptose (morte celular programada) e lise, liberando o endospora maduro.

Algumas bactérias produzem um único esporo (eles são monoespóricos), mas existem outros que produzem dois ou mais, dependendo da espécie. Foi demonstrado que o processo pode levar entre 8 e 10 horas, mas isso também é extremamente variável.

A esporulação é um processo cuidadosamente controlado no nível genético, o que significa que diferentes sinais devem ser percebidos pelas células e comunicados através de mensageiros ao material genético, que começa a transcrever genes específicos e cessar a transcrição de outros desnecessários.

Referências

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