СПОРАНГИЙ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Спорангий определяется как капсулы или мешок-подобную структуру, в настоящее время многих растений и грибов, в пределах которых формируются и хранятся репродуктивные споры. Слово спорангиум происходит от двух греческих слов; «Sporus» означает спору, семя и «angio», что означает трубку, сосуд или контейнер.

На определенном этапе своего жизненного цикла грибы, растения и другие организмы производят спорангии. В спорангиях споры могут образовываться митозоподобным делением клеток.

Рисунок 1. Спорангий со спорами внутри. Источник: UBA Wikimedia Commons.

Однако у многих видов грибов и у подавляющего большинства наземных растений спорангии представляют собой структуры, в которых обычно происходит мейоз, производящие споры только с одним набором хромосом (гаплоидом).

Спорангии в грибах

Некоторые группы грибов, считающиеся наиболее примитивными или наименее развитыми, имеют спорангии или капсулы, в которых образуются споры. Эти спорангии содержат гаплоидную цитоплазму и ядра и расположены на концах специализированных воздушных гиф, называемых спорангиеносами.

Эти примитивные грибы отличаются от более развитых грибов тем, что их бесполые споры являются эндогенными, то есть они образуются в структурах внутри гриба. Спорангий играет важную роль в бесполом размножении и косвенную роль в половом размножении.

Каждая спора формируется внутри спорангия, окружая себя прочной внешней мембраной, гаплоидным ядром и цитоплазмой. Эти споры распространяются с помощью различных механизмов (в зависимости от типа грибка) и в результате бесполого размножения они прорастают на подходящих субстратах, производя гаплоидные гифы.

Спорангии грибов, образующие споры со жгутиками (зооспорами)

Примитивные водные и наземные грибы образуют в своих спорангиях жгутиковые споры (зооспоры), которые позволяют им плавать.

Зооспоры примитивных водных грибов могут плавать в окружающей воде благодаря своему жгутику. Зооспоры примитивных наземных грибов высвобождаются из спорангия только во время дождя, то есть когда в окружающей среде много влажности.

Зооспоры примитивных наземных грибов плавают, используя жгутик в качестве пропеллента, среди частиц почвы, увлажненных дождем. Они также могут плавать по влажным поверхностям растений, например, по листьям после дождя.

Спорангии грибов, образующие споры без жгутиков

У некоторых видов грибов также есть спорангии, которые образуют споры, не имеющие жгутиков или способности двигаться, но разносящиеся ветром.

Грибковые спорангии и их роль в половом размножении

Цикл полового размножения грибов также варьируется в зависимости от группы или филллы, к которой принадлежит гриб. У некоторых грибов спорангий косвенно участвует в половом размножении.

Например, для грибов группы Zygomycota половое размножение происходит, когда в неблагоприятных условиях окружающей среды совместимые гаплоидные гифы двух особей объединяются, сливаются их цитоплазмы и образуются зигоспорангий.

Гаплоидные ядра зигоспорангии также сливаются, образуя диплоидные ядра, то есть с двумя сериями каждой хромосомы. Когда внешние условия окружающей среды улучшаются и становятся благоприятными, зигоспорангий может прорастать, подвергаться мейозоподобному делению клеток и производить спорангий, который разрывает его капсулу и высвобождает споры.

Спорангии на наземных растениях

У наземных растений, таких как мхи, печеночники и антоцеротофиты, неразветвленный спорофит (многоклеточная структура растений в диплоидной фазе, которая производит гаплоидные споры) образует единый спорангий со сложной структурой.

Здесь уместно указать на то, что мхи - это небольшие растения из группы Briophyta, а не сосудистые, то есть они не имеют проводящих сосудов.

Печеночники также являются Briophytes, а не сосудистыми, мелкими многолетними травами, произрастающими в очень влажных регионах, по форме напоминающими печень, которая, в отличие от мхов, имеет одноклеточные ризоиды. Anthocerotophyta - это группа очень примитивных сосудистых высших растений.

Гаплоидная клетка содержит единственный набор хромосом в ядре. Диплоидная клетка содержит в своем ядре два набора хромосом.

Подавляющее большинство несосудистых растений (которые не имеют сосудов, проводящих сок), например, некоторые из Licophytas (примитивные растения) и большинство папоротников, производят только один тип спор (они являются гомоспорическими видами).

Некоторые растения печени, большинство ликофитов и некоторые папоротники, производят два типа спор и называются гетероспорическими видами. Эти растения производят два типа спор: микроспоры и мегаспоры, которые дают начало гаметофитам.

Гаметофиты, происходящие из микроспор, - мужские, а гаметофиты, происходящие из макроспор, - женские. В некоторых случаях два типа спор образуются в одном спорангии.

У большинства гетероспорических растений есть два типа спорангиев, называемых микроспорангиями (производящие микроспоры) и макроспорангии (образующие макроспоры). Спорангии могут быть терминальными, если они образуются на концах, или боковыми, если они расположены по бокам стеблей или листьев.

Папоротниковые спорангии

У папоротников спорангии обычно расположены на нижней стороне листьев и образуют плотные агрегаты, называемые сори. Некоторые папоротники имеют сорусы в сегментах листа или по краю листьев.

Рисунок 2. Спорангии на нижней стороне листьев папоротника, наблюдаются сорусы. Источник: pixabay.com

Lycophyta спорангии

У Lycophytas спорангии находятся на верхней поверхности листьев или сбоку на стеблях.

Спорангии цикадовых

Семейство Cicadaceae состоит из одного рода растений - рода Cycas. Это растения, похожие на пальмы, произрастающие на континентах Азии, Африки и Океании.

У цикадовых есть листья, которые образуют агрегаты, называемые стробилами. Они образуют на стробилах свои микроспорангии. Мегаспорангии образуются внутри семяпочек, в стробилах отдельных раздельнополых растений, то есть разных мужских и женских растений.

Спорангии хвойных пород

Хвойные растения, как и сосны, имеют свои микроспорангии в агрегатах листьев или пыльцу в стробилах. Семяпочки расположены на модифицированных осях стебля.

Спорангии на семенниках

У всех растений, имеющих семена, споры образуются в результате деления клеток по типу мейоза и развиваются в спорангии, становясь гаметофитами. Микроспоры превращаются в микрогаметофиты или пыльцу. Мегаспоры образуют мегагаметофиты или зародышевые мешки.

Спорангии на цветковых растениях

Цветковые растения содержат микроспорангии в пыльниках тычинок и мегаэспорангии в семязачатках, внутри завязей цветов.

Части спорангия

Внутренняя структура спорангиев состоит из стерильной, не репродуктивной структуры, которая простирается внутрь и называется колумеллой. Он выполняет функции поддержки спорангия. У грибов колумелла может быть разветвленной, а может и не быть.

С другой стороны, капсула или мешок, из которого состоит спорангий, имеет прочную и стойкую стенку, которая ломается, высвобождая споры в особых условиях, зависящих от типа грибка.

Функции спорангия

Спорангий выполняет важные функции производства и защитного отложения спор. Это место, где споры образуются и хранятся до тех пор, пока не возникнут благоприятные внешние условия для их распространения.

Ссылки

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW и Blackwell, M. Editors. (тысяча девятьсот девяносто шесть). Вводная микология. 4-е издание. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.
2. Дайтон, Дж. (2016). Экосистемные процессы грибов. 2-е издание. Бока-Ратон: CRC Press.
3. Кавана, К. Редактор. (2017). Грибы: биология и применение. Нью-Йорк: Джон Вили.
4. Моури, Ю., Джанг, М.С., Кониси, К., Хирата, А. и др. (2018). Регуляция образования спорангия регулятором сиротского ответа TcrA в редком актиномицете Actinoplanes Molecular Microbiology 107 (6): 718-733. DOI: 10.1111 / mmi.13910
5. Страсбургер, Э., Нолл, Ф., Шенк, Х. и Шимпер, обновленная версия AFW, составленная Ситте, П., Вейлером, Э. У., Кадеритом, Дж. У., Бресински, А. и Корнером, К. (2004). Ботанический договор. 35 ^к редакции. Барселона: от редакции Omega. Перевод оригинала на немецком языке: Strasburger. Lehrbuch der Botanik fur Hochschulen. Берлин: Verlag.