Spore – Cellule riproduttive

spore sono cellule riproduttive nelle piante; alghe e altri protisti; e funghi. Sono tipicamente unicellulari e hanno la capacità di svilupparsi in un nuovo organismo. A differenza dei gameti nella riproduzione sessuale, le spore non hanno bisogno di fondersi affinché la riproduzione abbia luogo. Gli organismi usano le spore come mezzo di riproduzione asessuata. Le spore si formano anche nei batteri, tuttavia, le spore batteriche non sono tipicamente coinvolte nella riproduzione. Queste spore sono dormienti e svolgono un ruolo protettivo proteggendo i batteri da condizioni ambientali estreme.

Spore batteriche

Questa è una micrografia elettronica a scansione colorata (SEM) di catene di spore dei batteri del suolo Streptomyces. I batteri crescono comunemente nel terreno come reti ramificate di filamenti e catene di spore (come si vede qui).
Credito: MICROFIELD SCIENTIFIC LTD / Science Photo Library / Getty Images

Alcuni batteri formano spore chiamate endospore come mezzo per combattere condizioni ambientali estreme che ne minacciano la sopravvivenza. Queste condizioni includono temperature elevate, secchezza, presenza di enzimi tossici o sostanze chimiche e mancanza di cibo. I batteri sporigeni sviluppano una spessa parete cellulare che è impermeabile e protegge il DNA batterico dall'essiccazione e dai danni. Le endospore possono sopravvivere per lunghi periodi di tempo fino a quando le condizioni non cambiano e diventano adatte alla germinazione. Esempi di batteri che sono in grado di formare endospore includono Clostridium e Bacillus.

Spore algali

La Chlamydomanas reinhardtii è un tipo di alga verde che si riproduce asessualmente producendo zoospore e aplanospore. Queste alghe sono anche in grado di riprodursi sessualmente.
Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College (immagine di dominio pubblico)

Alghe producono spore come mezzo di riproduzione asessuata. Queste spore possono essere non mobili (aplanospore) o possono essere mobili (zoospore) e spostarsi da un luogo all'altro utilizzando flagelli. Alcune alghe possono riprodursi asessualmente o sessualmente. Quando le condizioni sono favorevoli, le alghe mature si dividono e producono spore che si sviluppano in nuovi individui. Le spore sono aploidi e sono prodotte dalla mitosi. Durante i periodi in cui le condizioni sono sfavorevoli per lo sviluppo, le alghe subiscono la riproduzione sessuale per produrre gameti. Queste cellule sessuali si fondono per diventare un diploide zigospora. La zigospora rimarrà inattiva fino a quando le condizioni non torneranno favorevoli. In quel momento, la zigospora subirà la meiosi per produrre spore aploidi.

Alcune alghe hanno un ciclo vitale che alterna periodi distinti di riproduzione asessuata e sessuale. Questo tipo di ciclo vitale è chiamato alternanza di generazioni e consiste in una fase aploide e una fase diploide. Nella fase aploide, una struttura chiamata gametofita produce gameti maschili e femminili. La fusione di questi gameti forma uno zigote. Nella fase diploide, lo zigote si sviluppa in una struttura diploide chiamata a sporofito. Lo sporofito produce spore aploidi tramite la meiosi.

Spore fungine

Questa è una micrografia elettronica a scansione colorata (SEM) di spore di funghi palloncino. Queste sono le cellule riproduttive del fungo.
Credito: Steve Gschmeissner / Science Photo Library / Getty Images

La maggior parte delle spore generate da funghi servono a due scopi principali: riproduzione tramite dispersione e sopravvivenza tramite dormienza. Le spore fungine possono essere unicellulari o multicellulari. Sono disponibili in una varietà di colori, forme e dimensioni a seconda della specie. Le spore fungine possono essere asessuali o sessuali. Le spore asessuali, come le sporangiospore, vengono prodotte e trattenute all'interno di strutture chiamate sporangia. Altre spore asessuate, come i conidi, sono prodotte su strutture filamentose chiamate ife. Le spore sessuali includono ascospore, basidiospore e zigospore.

La maggior parte dei funghi fa affidamento sul vento per disperdere le spore nelle aree in cui possono germogliare con successo. Le spore possono essere espulse attivamente dalle strutture riproduttive (balistospore) o possono essere rilasciate senza essere espulse attivamente (statismospore). Una volta nell'aria, le spore vengono trasportate dal vento in altri luoghi. L'alternanza delle generazioni è comune tra i funghi. A volte le condizioni ambientali sono tali che è necessario che le spore fungine rimangano dormienti. La germinazione dopo periodi di dormienza in alcuni funghi può essere innescata da fattori quali la temperatura, i livelli di umidità e il numero di altre spore in un'area. La dormienza consente ai funghi di sopravvivere in condizioni di stress.

Spore vegetali

Questa foglia di felce ha sori o punti di frutta, che contengono grappoli di sporangi. Gli sporangi producono spore vegetali.
Credito: Matt Meadows / Photolibrary / Getty Images

Come le alghe e i funghi, anche le piante mostrano un'alternanza di generazioni. Le piante senza semi, come felci e muschi, si sviluppano dalle spore. Le spore sono prodotte all'interno degli sporangi e vengono rilasciate nell'ambiente. La fase primaria del ciclo di vita delle piante per piante non vascolari, come muschi, è la generazione dei gametofiti (fase sessuale). La fase gametofita è costituita da vegetazione muschiosa verde, mentre la fase sporofta (fase non sessuale) è costituita da steli allungati con spore racchiuse all'interno di sporangi situati all'estremità degli steli.

Nelle piante vascolari che non producono semi, come felci, le generazioni di sporofiti e gametofiti sono indipendenti. La foglia o fronda di felce rappresenta lo sporofito diploide maturo, mentre gli sporangi sul lato inferiore delle fronde producono spore che si sviluppano nel gametofito aploide.

Nelle piante da fiore (angiosperme) e nelle piante da seme non fiorite, la generazione di gametofiti dipende totalmente dalla generazione di sporofiti dominanti per la sopravvivenza. Nelle angiosperme, il fiore produce sia microspore maschili che megaspore femminili. Le microspore maschili sono contenute nel polline e le megaspore femminili sono prodotte all'interno dell'ovaio del fiore. Dopo l'impollinazione, le microspore e le megaspore si uniscono per formare i semi, mentre l'ovaia si sviluppa in frutto.

Muffe di melma e sporozoi

Questa immagine mostra i corpi fruttiferi di muffe melmose con spore rotonde appoggiate alle teste degli steli.
Ed Reschke / Photolibrary / Getty Images

Stampi melmosi sono protisti simili sia ai protozoi che ai funghi. Si trovano a vivere in terreni umidi tra foglie in decomposizione che si nutrono di microbi del suolo. Sia le muffe melmose plasmodiali che le muffe melmose cellulari producono spore che si trovano in cima a steli riproduttivi o corpi fruttiferi (sporangi). Le spore possono essere trasportate nell'ambiente dal vento o attaccandosi agli animali. Una volta poste in un ambiente idoneo, le spore germinano formando nuove muffe melmose.

Sporozoi sono protozoi parassiti che non hanno strutture locomotorie (flagelli, ciglia, pseudopodi, ecc.) come gli altri protisti. Gli sporozoi sono agenti patogeni che infettano gli animali e sono in grado di produrre spore. Molti sporozoi possono alternare la riproduzione sessuale e asessuata nei loro cicli di vita. Toxoplasma gondii è un esempio di sporozoo che infetta i mammiferi, in particolare i gatti, e può essere trasmesso agli esseri umani dagli animali. T. gondii causa la toxoplasmosi della malattia che può provocare malattie cerebrali e aborti nelle donne in gravidanza. La toxoplasmosi viene comunemente trasmessa consumando carni poco cotte o manipolando feci di gatto contaminate da spore. Queste spore possono essere ingerite se non si lava correttamente le mani dopo aver maneggiato i rifiuti animali.