ESPORES: CARACTERÍSTIQUES I TIPUS - BIOLOGIA - 2025

Les espores són estructures capaces d'originar nous individus sense la necessitat que es fusionin cèl·lules reproductives prèviament. Aquestes són producte de la reproducció asexual en bacteris, protozoaris, algues i plantes. En els fongs poden produir-se per reproducció sexual o asexual.

En general, les espores de tots els organismes són estructures molt resistents, envoltades per una paret cel·lular gruixuda o doble. Aquest tipus de recobriment els permet sobreviure a les condicions extremes de l'entorn, on estan desproveïdes de qualsevol refugi.

Espores de l'fong Psathyrella corrugis (Font: This image was created by user Kingman Bond Graham (Kingman) at Mushroom Observer, a source for Mycological images.You can contact this user here.English - espanyol - français - italià - македонски - മലയാളം - português - +/- / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

Poden sobreviure durant llargs períodes i una vegada que "perceben" que les condicions mediambientals són les ideals, s'activen i originen un nou individu de la mateixa espècie de l'organisme que els va donar origen.

La majoria de les espores posseeixen petits mides i només es poden visualitzar utilitzant aparells amb augment com lupes o microscopis. La mida fa que aquesta estructura sigui de fàcil esplai, podent "moure" a través d'l'aire, l'aigua, els animals, etc.

Moltes de les precaucions que es tenen en la indústria en general, però especialment en la indústria alimentària, es prenen per evitar que les espores arribin a colonitzar i contaminar els productes comercials, ja que la seva germinació pot acabar en la producció de grans poblacions d'organismes no desitjats.

Tipus d'espores

espores fúngiques

Les espores en els fongs tenen una funció anàloga a la de les llavors en les plantes. A partir de cada espora es pot generar un nou miceli independent de què va donar origen a l'espora.

Exemple de les espores d'un fong (Font: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) via Wikimedia Commons)

No obstant això, les llavors i les espores es diferencien significativament en com es produeixen, ja que les llavors només s'originen a partir de la fusió de gàmetes masculins amb gàmetes femenins, mentre que les espores no necessàriament provenen de la fusió de dos gàmetes.

Les espores dels fongs produeixen una gran quantitat d'al·lèrgies i infeccions en els humans i els animals. No obstant això, les espores també són emprades per reproduir i propagar a les espècies de fongs que són d'interès alimentari.

- Reproducció

En el moment en què cada espora detecta que l'ambient posseeix les condicions adequades per al seu desenvolupament aquestes s'activen i comencen a degradar la seva paret cel·lular de quitina; just en aquest moment emergeix el primer miceli per nodrir-se de el medi que l'envolta.

Depenent de les característiques de l'fong s'originarà i desenvoluparà un individu pluricel·lular completament madur. Algunes espècies de fongs com ara els llevats són individus unicel·lulars, en aquest cas es multiplicaran en nombre i formaran colònies de milions de cèl·lules.

En les espècies de fongs pluricel·lulars el miceli creix en grandària i en nombre de cèl·lules i es desenvolupa en una estructura anomenada esporangi o esporangióforo, on tenen lloc els processos cel·lulars de reproducció per formar noves espores.

El procés, les estructures, el temps i les característiques de l'esporangi i de les espores varia depenent del grup de fong i de l'espècie.

- Funció

La funció principal de les espores en els fongs és reproduir i propagar una espècie. Aquestes, al seu torn, són estructures molt resistents que poden romandre durant llargs períodes de temps en "dormancia" (inactives) fins que detecten els estímuls adequats per créixer i desenvolupar-se.

- Formació

Cada família de fongs té formes diferents de produir les seves espores. En aquest cas s'explicaran els processos de formació de les espores de quatre dels 5 talls que composen a el regne Mycota, a saber:

Chytridiomycota: les hifes es desenvolupen i generen talos o hifes haploides. En aquests un tal·lus es transforma en gametangio femení i l'altre a gametangio masculí, els quals es fusionen i formen una hifa on maduraran els esporangis i posteriorment les zoosporas.

Ascomycota: un hifa de l'fong s'allarga fins que forma una curvatura per originar una espècie de "forat" entre la part final de la hifa i una part interior. En el ganxo es troba una cèl·lula masculina i una femenina, aquestes es creuen i donen origen a l'fàstic en què es originaran les ascospores.

Basidiomycota: és un procés similar en la majoria dels aspectes a el dels fongs Ascomycota. Emperò, algunes de les seves diferències radiquen en la producció de basidiosporas en lloc d'ascospores i els cossos fructífers són més grans i desenvolupats.

Oomycota: aquests són fongs que envaeixen en el teixit d'individus vius; una vegada que la infecció s'ha estès pels teixits, dos hifes amb cèl·lules sexuals diferents, una masculina i una femenina, es fertilitzen i produeixen oosporas.

espores bacterianes

Les espores bacterianes es produeixen freqüentment en els bacteris de tipus Gram positiva i que tenen un baix contingut de les bases nitrogenades guanina i citosina en el seu ADN. Aquestes es comencen a formar quan perceben una escassetat de nutrients en el medi ambient.

Estructura d'una espora bacteriana (Font: Videobiotechno / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

- Reproducció

A diferència dels fongs i altres organismes, les espores en els bacteris no són una estructura de reproducció típica. Aquests microbis detecten els canvis desfavorables del seu entorn i comencen a sintetitzar una cèl·lula inactiva, amb característiques molt resistents.

Aquesta resistència li permet a la cèl·lula inactiva mantenir el seu material genètic intacte per molt de temps, en condicions que matarien a qualsevol cèl·lula bacteriana. A l'igual que les espores fúngiques, aquestes es mantenen inactives fins que les condicions externes són adequades per al seu desenvolupament.

En els bacteris les espores són cridades endòspores, ja que aquestes són "cossos" cel·lulars interns que s'originen a través d'una divisió asimètrica a l'interior de la cèl·lula, és a dir, que són d'origen asexual.

- Funció

La funció principal de les endòspores és la de perllongar i mantenir la vida de la cèl·lula que els va donar origen pel major temps possible, fins i tot en condicions en les quals aquesta no pot sobreviure. Una vegada que les condicions de l'entorn milloren, la endospora pot sortir del seu estat d'inactivació i originar una nova cèl·lula bacteriana igual en tots els aspectes a la seva cèl·lula progenitora.

- Formació

L'espècie model en la qual s'estudia la formació d'aquesta estructura és Bacillus subtilis. El procés consta de quatre o cinc fases depenent de la bibliografia consultada. Aquestes són:

- Fase 1: la cèl·lula es divideix de forma asimètrica, originant dues cavitats; la més gran conté tots els components de l'interior cel·lular de la mare, mentre que la porció més petita formarà la endòspora.

- Fase 2: s'estableix un sistema de comunicació entre la cèl·lula progenitora i el que es convertirà en la endòspora. Aquest sistema impulsa l'expressió de gens específics per a les parts que componen l'estructura interna de la endòspora.

- Fase 3: la secció de paret cel·lular que dividia a la cèl·lula gran de la cèl·lula petita desapareix, el que promou que la cèl·lula més petita quedi interna al mig intracel·lular de la cèl·lula més gran.

- Fases 4 i 5: durant aquestes fases es generen els components externs de la coberta de la endospora, aquesta es deshidrata i s'allibera a l'entorn després de la degradació de la cèl·lula "mare".

La endospora només s'activarà quan detecti amb els seus receptors extracel·lulars que les condicions són favorables per al seu desenvolupament.

Espores de protozoaris

En els protozoaris només es coneix un subfílum que produeix espores i correspon a el dels organismes Apicomplexa, els quals es coneixien anteriorment com esporozoarios, per la seva condició única a la producció d'espores.

La gran majoria d'aquests organismes són endoparàsits dels vertebrats i posseeixen una estructura anomenada "complex apical" que és una estructura especialitzada per internar-se en les cèl·lules i els teixits de l'hoste.

- Reproducció

Tots els individus d'aquest grup posseeixen cicles biològics complexos, ja que es desenvolupen en un o diversos hostes. Com molts microorganismes, durant els seus cicles de vida alternen entre estadis sexuals i asexuals.

En la fase d'esporogonia un zigot producte de l'anterior fusió de cèl·lules gamètiques es diferencia en un esporozoit. Aquest madura i comença l'etapa de merogonia on es multiplica a través de cicles de divisió cel·lular (mitosi) consecutius i produeix múltiples espores, anomenades esporozoits.

Aquestes espores s'escampen a través del sistema circulatori de l'hoste i comencen a colonitzar i expandir-seu interior, envaint múltiples òrgans i teixits. El cicle per formar el esporozoit i la merogonia es repeteix en cada teixit colonitzat.

- Funció

Les espores dels organismes "apicomplejos" són versions petites i ben empaquetades dels individus adults, que viatgen a través de l'torrent sanguini dels vertebrats que parasiten per colonitzar la major quantitat de teixits i òrgans que sigui possible.

Totes les espores són producte de la divisió cel·lular posterior a la formació de l'zigot; per tant, són producte de reproducció asexual que és precedida d'un esdeveniment de reproducció sexual. La seva principal funció és estendre i propagar la infecció de l'paràsit per tots els teixits possibles.

- Formació

Durant una altra part del cicle dels esporozoïts producte de la divisió cel·lular són envoltats per una coberta molt resistent per formar ooquists. Aquesta forma els permet sortir de l'hoste a l'entorn i envair nous hostes.

Quan un possible hoste ingereix un oocist, aquest s'activa i s'internalitza en alguna cèl·lula utilitzant per a això el seu complex apical. A l'interior comença a dividir-se en esporozoïts per envair altres teixits.

Les noves cèl·lules envaïdes es trenquen a causa de la gran quantitat de esporozoïts al seu interior i, d'aquesta manera, continua la seva propagació. Tant els esporozoïts com els ooquists són espores amb diferents característiques.

Espores d'algues

Les algues són un grup polifilético que agrupa una gran diversitat d'organismes fotosintètics productors d'oxigen. Quatre de les nou divisions que es troben classificades dins el grup produeixen espores.

Totes les espores que sintetitzen en les algues són producte d'una reproducció asexual. Tant les espores com els propàguls (extensions que s'allarguen i es desprenen de l'organisme) són una forma de reproducció asexual molt freqüent en les algues multicel·lulars.

- Reproducció

Es creu que el principal estímul per a la formació d'esporangis en el grup de les algues és la variació de l'fotoperíode, és a dir, de les hores de llum que percep cada individu. Quan les hores de llum descendeixen per sota d'un nivell crític les algues comencen a formar esporangis.

El esporangi es forma a partir d'un tal·lus que es diferencia en l'estructura reproductiva per sintetitzar a les espores. Les espores poden originar-se a partir de múltiples divisions internes de l'protoplast de les cèl·lules de l'esporangi.

No obstant això, les espores en algunes espècies d'algues s'originen després de separació d'una cèl·lula de el cos principal de l'alga.

Cada espora pot trobar-se en suspensió en el medi o mobilitzar-fins posar-se sobre un substrat que contingui les condicions mediambientals necessàries per al desenvolupament d'un nou individu.

- Funció

Les espores de les algues estan especialitzades per expandir, en la mesura del possible, la població d'algues. Cada espècie posseeix especialitzacions diferents per colonitzar ecosistemes diferents. No obstant això, tots són mitjans aquàtics o semiaquàtics.

En la gran diversitat d'espècies d'algues que hi podem observar una diversitat equivalent d'espores, ja que algunes tenen flagels que les fan mòbils, altres una gruixuda capa de cobertura, d'altres són blaus, altres blanques, entre moltes altres característiques que poden variar.

- Formació

Totes les espores en les algues es formen a través de divisions cel·lulars de cèl·lules prèvies. En el talo vegetatiu es diferencia un tal·lus fèrtil on es generaran les espores. Aquest és anomenat esporangi.

Dins de les algues les espores poden classificar-se en dos tipus diferents, les que s'originen a partir de divisió meiòtica i les que s'originen a partir d'una divisió mitòtica. D'aquesta manera en el grup de les algues trobem les meiòspores producte de la meiosi i les mitosporas producte de la mitosi.

Espores de plantes

Totes les plantes classificades com a "plantes no vasculars" (els briòfits, les falgueres i els equisets; classificats aquests últims com pteridòfits) es reprodueixen a través d'espores i són considerades "ancestrals".

Les espores d'una falguera o pteridòfit (Font: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- Reproducció

La reproducció a través d'espores en les plantes és coneguda com "esporulació". En els briòfits el cicle de vida és força diferent a el dels pteridòfits, ja que tenen un cicle digenético de tipus haplo-diplofásico.

Això vol dir que la fase vegetativa té una càrrega genètica haploide ia la regió apical es produeixen els gametangios (on s'originen els gàmetes). En general són espècies dioiques, és a dir, que els sexes es troben separats en plantes diferents.

La pluja i el vent són les principals forces que condueixen als gàmetes masculins fins al gàmeta femení d'una altra planta. Un cop fecundat l'gàmeta femení es produeix un zigot, el qual madura fins a esdevenir l'esporòfit.

Al esporòfit madur es sintetitzen les espores per donar origen a nous individus haploides.

En els pteridòfits els esporangis se situen en el revers de les fulles (la part de baix). Aquests esporangis produeixen espores petites que, a l'caure en mitjans adequats, produeixen gametangios.

Els gametangios produeixen gàmetes femenins i masculins que es combinen per produir un embrió i una nova planta madura.

- Funció

Les espores en aquestes espècies els permeten romandre en un estat de vida "latent" fins que les condicions són les adequades per començar a desenvolupar-se i créixer. A diferència de les llavors de les plantes vasculars, les espores no contenen un embrió, ni tampoc teixits de reserva.

Aquests grups de plantes, però, van ser els primers a colonitzar l'ambient terrestre, ja que les espores els permetien sobreviure per llargs períodes de temps fins que la humitat era la ideal perquè es desenvolupés la planta.

- Formació

En els briòfits les espores es produeixen després de la formació de l'esporòfit. El teixit esporógeno de l'interior de l'esporòfit comença a dividir-se a través d'un cicle de meiosi i múltiples cicles de mitosi. Això produeix una gran quantitat d'espores que donaran origen a nous gametòfits.

En els pteridòfits passa una cosa semblant al que briòfits; al revers del full es troba un grup de meioesporangios anomenats sinangios. A cada meioesporangio es troben tres megasporangios i al seu interior es troba gran quantitat d'espores.

Les espores es generen al megasporangio, on la primera espora sorgeix de la diferenciació d'una cèl·lula al seu interior. Aquesta es transforma i madura fins a esdevenir una megaspora i pateix un procés de meiosi i posteriorment múltiples cicles de mitosi per originar centenars de noves espores.

referències

1. Chaffey, N. (2014). Raven biology of plants. Annals of botany, 113 (7), vii.
2. Deacon, JW (2013). Fungal biology. John Wiley & Sons.
3. Feofilova, EP, Ivashechkin, AA, Alekhin, AI, & Sergeeva, I. (2012). Fungal Spores: Dormancy, germination, chemical composition, and role in biotechnology (review). Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia, 48 (1), 5-17.
4. Haig, David and Wilczek, Amity. «Sexual conflict and alternation of haploid and diploid generations». Transaccions filosòfiques de la Royal Society B: Biological Sciences 361. 1466 (2006): 335-343.
5. Maggs, CA, & Callow, ME (2001). Algal Spores. i LS.
6. Smith, P., & Schuster, M. (2019). Public goods and cheating in microbes. Current biology, 29 (11), R442-R447.
7. Wiesner, J., Reichenberg, A., Heinrich, S., Schlitzer, M., & Jomaa, H. (2008). The plastid-like organelle of apicomplexan Parasites es drug target. Current pharmaceutical design, 14 (9), 855-871.