ASCOSPOREN: KENMERKEN, VORMING, FUNCTIES, VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De ascosporen zijn sporenproduct van seksuele voortplanting, cariogamie en meiotische divisie schimmels asci klasse van Ascomycota. Deze zijn bij het ontkiemen in staat om een ​​nieuwe onafhankelijke schimmel te veroorzaken.

De Ascomycota- of Ascomycetes-schimmels zijn een klasse van schimmels die ongeveer 30% van alle bekende schimmelsoorten omvat. Ze komen het meest voor in terrestrische en aquatische omgevingen. Slechts enkele soorten zijn typerend voor mariene habitats.

Foto van de ascosporen van de soort Morchella elata genomen door een lichtmicroscoop (Bron: Peter G. Werner via Wikimedia Commons)

Het onderscheidende kenmerk van ascomyceten is de vorming van een endospore-producerende structuur. Deze structuur vertegenwoordigt een speciaal type sporangium en wordt "walging" genoemd. Daarom behoren alle schimmels die walging veroorzaken, tot de klasse van Ascomyceten.

Asci zijn over het algemeen zakvormig en vertegenwoordigen de plaats waar ascosporen worden gevormd. De meer gespecialiseerde ascomyceten, zoals die in korstmossen worden aangetroffen, hebben macroscopische asci en een vruchtlichaam dat de ascocarpus wordt genoemd.

De vorm van asci en ascosporen wordt door taxonomen gebruikt om de verschillende soorten van de Ascomycota-klasse te onderscheiden. Binnen ascomyceten zijn bijvoorbeeld gisten, eencellige schimmels die geen vruchtlichamen vormen.

Een deel van de agrovoedingsindustrie heeft zich toegelegd op het beschermen van producten en voedsel tegen besmetting door ascosporen, aangezien ze, wanneer ze ontkiemen en volwassen individuen voortbrengen, voedsel bederven en afbreken.

kenmerken

Ascosporen zijn als een soort "zaden" van Ascomycota-schimmels, analoog aan die van planten, aangezien ze inactief kunnen blijven (in rust) maar gedurende lange tijd kunnen leven.

Deze structuren zijn zeer resistent, kunnen nieuwe complete individuen opleveren en kunnen na het ontkiemen nog lang in leven blijven, aangezien ze zich voeden met endogene substraten.

Foto van Schizosaccharomyces octosporus met ascosporen met beschermende enveloppen door middel van lichtmicroscopie. A = Ascosporen, B = Ascosporen, C = Ascosporen gedeeld door splitsing met vier ascosporen, D = Ascosporen met beschermende omhulsels. Schaalbalk = 0,01 mm (Bron: foto van Schizosaccharomyces octosporus met ascosporen met beschermende schalen door middel van lichtmicroscopie. A = Ascosporen, B = Ascas, C = Ascosporen gedeeld door splijting met vier ascosporen, D = Ascosporen met beschermende omhulsels. Bar schaal = 0,01 mm. Via Wikimedia Commons)

Ascosporen hebben echter unieke eigenschappen die ze onderscheiden van de zaden van planten. De belangrijkste stimuli voor het ontkiemen van ascosporen zijn bijvoorbeeld chemische stoffen die worden geproduceerd door de ontbinding van substraten.

In planten daarentegen is de prikkel voor ontkieming in sommige gevallen water en licht. Ascosporen hebben de helft van de chromosomale lading van een normale cel, dat wil zeggen dat ze haploïde zijn; ondertussen zijn de zaden van de planten meestal polyploïde.

Ascosporen zijn over het algemeen microscopisch kleine structuren die zelden lichtjes zichtbaar zijn met een loep met een laag vermogen. Aan de andere kant zijn de zaden van groenten macroscopisch en kunnen er enkele uitzonderingen worden genoemd met microscopisch kleine zaden.

Als we onder de microscoop kijken en een typische ascospore detailleren, zien we dat ze elliptisch van vorm zijn, dat hun protoplasten omsloten zijn door een drielaagse of gelaagde chitinecelwand en dat ze een kiemporie hebben aan elk uiteinde van de cel.

Vorming van walging en ascospore

Kieming van de ascospore en ontwikkeling van het mycelium

Ascosporen zijn het eindproduct van het seksuele voortplantingsproces van ascomyceten. De vorming van mycelia in deze organismen begint met het ontkiemen van een ascospore en net daarna beginnen de conidioforen zich te vormen.

De schimmel begint een groeifase waarin een groot aantal conidia wordt geproduceerd die bijdragen aan de verspreiding van de schimmel in het substraat. In dit mycelium begint de vorming van walging.

Voordien vindt een gametogenese plaats waardoor de antheridia (mannelijk) en ascogonia (vrouwelijk) worden gevormd. De kernen van het antheridium worden overgebracht naar het ascogonium en de protoplasten van beide cellen smelten samen in een proces dat plasmogamie wordt genoemd.

Binnen hetzelfde cytosol paren mannelijke kernen met vrouwelijke kernen, maar zonder te versmelten. Dan beginnen de "hyphal" filamenten buiten het ascogonium te groeien en de ascogene hyfen worden langer.

In ascogene hyfen ontwikkelen de kernen zich en vermenigvuldigen zich door gelijktijdige mitotische delingen in alle hyfen van het ascogonium. Afschuw vormt zich aan het einde van een van de aschogene dikaryotische hyfen die tijdens deze stap zijn ontstaan.

Levenscyclus van een Ascomycota-schimmel. A - haploïde stadium (gist); B - stadium van dicariotica (mycelium); C - diploïde fase (proasci); D - ontwikkeling van asci en sporogenese. 1 - opkomst van ascosporen en blastosporen (conidia); 2-dicariotisatie; 3 - dikaryotisch mycelium in plantencellen, dat een ascogene laag vormt; 4 - karyogamie; 5 - mitose van de diploïde kern, protoasci en basale celvorming; 6 - ontwikkeling van walging na meiose; 7 - mitose van haploïde kernen, vorming van ascosporen; 8-laags vorming van plantencellen (Bron: Afanasovich via Wikimedia Commons)

Afschuwing

Een van de cellen van de dikaryotische hyfen groeit om een ​​haak te vormen die een "uncinulo" wordt genoemd. In deze haakvormige cel delen de twee kernen zich zodanig dat hun mitotische spillen parallel en verticaal zijn georiënteerd.

Twee van de dochterkernen bevinden zich in het bovenste gedeelte van de haak, één aan het einde en de andere nabij het basale septum van de haak. Daar worden twee septa gevormd die de haak in drie cellen verdelen.

De cel in het midden van de drie is degene die walging zal opwekken. In deze cel vindt het proces van karyogamie plaats, waarbij de twee kernen samensmelten om een ​​diploïde kern te vormen die bekend staat als de zygote.

Deze diploïde kern is de enige diploïde in de levenscyclus van Ascomycota-schimmels. Na karyogamie begint walging te rijpen en in lengte toe te nemen (langwerpig).

Vorming van de ascospore

In jonge asco-cellen ondergaan de diploïde kernen daarin meiose en later mitose. Uit de oorspronkelijke cel komen 8 nieuwe haploïde cellen voort. Deze acht cellen zullen, terwijl ze zich ontwikkelen, transformeren in ascosporen.

Elke kern die voortkwam uit de meiotische en latere mitotische voortplanting, wordt samen met een deel van het cytosol van de cel waar de deling plaatsvond, opgeslagen in een chitinecelwand die in de cel wordt gesynthetiseerd.

In bijna alle ascomyceten is de walging een zeer goed gestructureerde starre structuur. Naarmate de ascosporen volwassen worden, implodeert de walging en komen de ascosporen vrij in het milieu.

Over het algemeen verspreiden ascosporen zich over korte afstanden, ongeveer enkele centimeters, maar bij sommige soorten verspreiden ze zich tot enkele meters, het hangt allemaal af van de omgeving waarin ze worden verdreven.

Voorbeelden

De meest voorkomende soorten Ascomycota in de natuur en in de agribusiness zijn gisten, die voorkomen op het oppervlak van bodem, water, fruit en een grote hoeveelheid voedsel.

Deze organismen kunnen suikers metaboliseren en daarbij alcohol en koolstofdioxide produceren.

Vruchtlichamen komen niet voor in gisten, aangezien dit eencellige organismen zijn die zich het vaakst voortplanten door binaire splitsing of knopvorming. Wanneer de omstandigheden in het medium echter ongunstig zijn, smelten twee compatibele cellen samen om een ​​zygote te vormen.

De zygote ontwikkelt zich direct in de cel, deze cel differentieert zich tot een afkeer en binnenin worden 4 of 8 kernen verdeeld, afhankelijk van de soort gist. Deze kernen ontwikkelen zich en worden bedekt met chitine, waardoor ze in ascosporen veranderen.

Alle schimmels die deel uitmaken van de symbiotische associatie die korstmossen vertegenwoordigen, zijn van de Ascomycota-familie, daarom ontwikkelen ze ascosporen door hun seksuele voortplanting.

Over het algemeen zijn bij het in detail observeren van een korstmos dat al zijn rijpheid heeft bereikt, kleine komvormige structuren te zien. Deze structuren zijn de vruchtlichamen van de schimmel, bekend als "apothecia". Binnen de apothecia is de plaats waar de ascosporen worden gegenereerd.

Referenties

1. Bellemère, A. (1994). Asci en ascosporen in de systematiek van ascomyceten. In Ascomycete Systematics (pp. 111-126). Springer, Boston, MA.
2. Dijksterhuis, J. (2007). Hittebestendige ascosporen. In Food Mycology (pp. 115-132). CRC pers.
3. Guth, E., Hashimoto, T., & Conti, SF (1972). Morfogenese van ascosporen in Saccharomyces cerevisiae. Journal of bacteriology, 109 (2), 869-880
4. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Botanica Classificatie, structuur en reproductie.
5. Lowry, RJ en Sussman, AS (1968). Ultrastructurele veranderingen tijdens kieming van ascosporen van Neurospora tetrasperma. Microbiology, 51 (3), 403-409.
6. Raven, PH, Evert, RF en Eichhorn, SE (2005). Biologie van planten. Macmillan.