СПОРАНГІУМ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЧАСТИНИ ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Спорангій визначається як капсули або мішок-подібну структуру, в даний час багатьох рослин і грибів, в межах яких формуються і зберігаються репродуктивні суперечки. Слово sporangium походить від двох грецьких слів; "Sporus", що означає спору, насіння та "ангіо", що означає трубопровід, посудину або контейнер.

Гриби, рослини та інші організми виробляють спорангії на певному етапі їх життєвого циклу. У спорангії спори можуть утворюватися шляхом поділу клітин, що нагадують мітоз.

Малюнок 1. Спорангіум зі спорами всередині. Джерело: Wikimedia Commons.

Однак у багатьох видів грибів та в переважній більшості наземних рослин спорангії - це структури, де зазвичай відбувається мейоз, утворюючи спори лише з одним набором хромосом (гаплоїдними).

Спорангії у грибів

Деякі групи грибів, які вважаються найпримітивнішими або найменш еволюціонували, мають спорангії або капсули, де утворюються спори. Ці спорангії містять гаплоїдну цитоплазму та ядра і розташовуються на кінцях спеціалізованих повітряних гіф, званих спорангіофорами.

Ці первісні гриби відрізняються від більш розвинених грибів тим, що їх безстатеві спори ендогенні, тобто утворюються в структурах всередині гриба. Спорангіум відіграє важливу роль у безстатевому відтворенні та опосередковану роль у статевому відтворенні.

Кожна спора утворюється всередині спорангія, оточуючи себе сильною зовнішньою мембраною, гаплоїдним ядром та цитоплазмою. Ці спори розсіюються за допомогою різних механізмів (залежно від типу гриба) і шляхом безстатевого розмноження вони проростають на відповідних субстратах, утворюючи гаплоїдні гіфи.

Грибкові спорангії, які утворюють спори з джгутиками (зооспори)

Первісні водні та наземні гриби утворюють у спорангії жгутикові спори (зооспори), що дозволяють плавати.

Зооспори примітивних водних грибів можуть плавати у навколишніх водах завдяки джгутику. Зооспори примітивних наземних грибів звільняються від спорангію лише тоді, коли йде дощ, тобто коли в навколишньому середовищі багато вологи.

Зооспори первісних наземних грибів плавають, використовуючи джгутик як придатний засіб, серед частинок ґрунту, мокрого дощем. Вони також можуть плавати на вологих рослинних поверхнях, наприклад на листках після дощу.

Грибкові спорангії, які утворюють спори без джгутиків

Деякі види грибів також мають спорангії, які утворюють спори, які не мають джгутиків або здатності рухатися, але розсіюються з вітром.

Грибкові спорангії та їх роль у статевому розмноженні

Цикл статевого розмноження грибів також змінюється залежно від групи або типу, до якого належить грибок. Для деяких грибів спорангій опосередковано бере участь у статевому розмноженні.

Наприклад, для грибів групи Zygomycota статеве розмноження відбувається тоді, коли за несприятливих умов навколишнього середовища сумісні гаплоїдні гіфи двох особин об'єднуються, зростаючи свої цитоплазми та утворюючи зигоспорангіум.

Гаплоїдні ядра зигоспорангій також зливаються, утворюючи диплоїдні ядра, тобто з двома рядами кожної хромосоми. Коли зовнішні умови навколишнього середовища покращуються і сприятливі, зигоспорангій може проростати, зазнавати поділ клітин, що нагадують мейоз, і утворювати спорангій, який розриває його капсулу і виділяє спори.

Спорангії на наземних рослинах

У наземних рослин, таких як мохи, печінкові бородавки та Anthocerotophytas, спорофіт (багатоклітинна структура рослин у його диплоїдній фазі, яка виробляє гаплоїдні спори) нерозгалужений, утворює єдиний спорангіум зі складною будовою.

Тут доречно зазначити, що мохи - це невеликі рослини групи Briophyta, а не судинні, тобто вони не мають провідних судин.

Печінкою також є бріофіти, а не судинні, невеликі багаторічні трави, з дуже вологих ділянок, форми подібні до форми печінки, які, на відміну від мохів, мають одноклітинні ризоїди. Антоцеротофіта - це група дуже примітивних судинних вищих рослин.

Гаплоїдна клітина містить єдиний набір хромосом у ядрі. Диплоїдна клітина містить у своєму ядрі два набори хромосом.

Переважна більшість несудинних рослин (які не мають сокопровідних судин), таких як кілька лікофітів (примітивних рослин) та більшість папоротей, дають лише один тип спор (вони є гомоспоричними видами).

Деякі печінкові рослини, більшість лікофітів та деякі папороті, дають два види спор і називаються гетероспорними видами. Ці рослини виробляють два типи спор: мікроспори та мегаспори, які дають початок гаметофітам.

Гаметофіти, що походять з мікроспор, є чоловічими, а гаметофіти - макроспорами жіночих. В деяких випадках спори двох типів утворюються в одному спорангіумі.

У більшості гетероспорних рослин є два типи спорангій, званих мікроспорангіями (які виробляють мікроспори) та макроспорангіями (які утворюють макроспори). Спорангії можуть бути кінцевими, якщо вони утворюються на кінцях, або бічними, якщо вони розташовані уздовж боків стебел або листя.

Папороть спорангія

У папоротей спорангії зазвичай розташовані на нижній стороні листя і утворюють щільні сукупності, що називаються сорі. Деякі папороті мають сорі в листкових сегментах або по краю листя.

Малюнок 2. Спорангії на нижній стороні листя папороті, сорі спостерігаються. Джерело: pixabay.com

Lycophyta sporangia

Рослини Lycophytas мають спорангії на верхній поверхні листя або збоку на стеблах.

Cicadaceae sporangia

Родина Cicadaceae складається з одного роду рослин, роду Cycas. Вони є рослинами, схожими на пальми, рідними для материків Азії, Африки та Океанії.

У цикади є листя, які утворюють сукупності, що називаються стробілі. Вони утворюють свої мікроспорангії на стробілі. Мегаспорангії утворюються всередині яйцеклітин, в стробілях окремих дводомних рослин, тобто різних чоловічих і жіночих рослин.

Спорангії у хвойних

Хвойні рослини, як і сосни, мають свої мікроспорангії в сукупностях листя або пилку в стробілах. Яйцеклітини розташовані на модифікованих осях стебла.

Спорангії на насіннєвих рослинах

У всіх рослин, які мають насіння, спори утворюються шляхом поділу клітин мейозного типу і розвиваються всередині спорангія, перетворюючись на гаметофіти. Мікроспори розвиваються в мікрогаметофіти або пилок. Мегаспори утворюють мегагаметофіти або ембріональні мішечки.

Спорангії на квітучих рослинах

Квітучі рослини містять мікроспорангії в пильовиках тичинок і мегаеспорангії в яйцеклітинах, в межах зав’язей квіток.

Частини спорангія

Внутрішня структура спорангій складається з стерильної, невідтворюючої структури, яка простягається всередині і називається колумеллою. Це виконує функції підтримки спорангіуму. У грибів колумпла може розгалужуватися або не може бути розгалуженою.

З іншого боку, капсула або мішок, що утворює спорангіум, мають міцну і стійку стінку, яка руйнується, вивільняючи спори в особливих умовах залежно від типу гриба.

Функції спорангія

Спорангіум виконує важливі функції виробництва та захисного відкладення спор. Це місце, де виробляються і зберігаються спори, поки не виникнуть сприятливі зовнішні умови для їх вивільнення.

Список літератури

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW та Blackwell, M. Editors. (дев'ятнадцять дев'яносто шість). Вступна мікологія. 4-е видання. Нью-Йорк: Джон Вілей і сини.
2. Дайтон, Дж. (2016). Грибкові екосистемні процеси. 2-е видання. Бока Ратон: Преса CRC.
3. Кавана, К. Редактор. (2017). Гриби: біологія та застосування. Нью-Йорк: Джон Вілі.
4. Mouri, Y., Jang, MS, Konishi, K., Hirata, A, et al. (2018). Регулювання утворення спорангія регулятором реакції сиріт TcrA в рідкісному актиноміцеті Актиноплани Молекулярна мікробіологія 107 (6): 718-733. doi: 10,1111 / mmi.13910
5. Strasburger, E., Noll, F., Schenk, H. and Schimper, AFW оновили версію: Sitte, P., Weiler, EW, Kaderit, JW, Bresinsky, A. and Korner, C. (2004). Ботанічний договір. 35 ^до видання. Барселона: Редакційна Омега. Перекладено з оригіналу німецькою мовою: Strasburger. Хутро Lechbuch der Botanik Hochschulen. Берлін: Верлаг.