Esporulação: em plantas, fungos e bactérias - Ciência - 2023

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o esporulação É o processo pelo qual um organismo na natureza produz estruturas reprodutivas e / ou protetoras conhecidas como esporos. Ocorre em muitas espécies, sendo particularmente importante em fungos e em algumas plantas e bactérias. Como se pode deduzir de seu nome, a esporulação nada mais é do que o processo que consiste na formação de esporos.

Os esporos são estruturas de propagação extremamente resistentes, capazes de sobreviver a várias condições, como secas ou inundações, calor ou frio extremos, falta de nutrientes, etc. Além disso, são metabolicamente quiescentes, o que significa que, na ausência de um estímulo favorável, permanecem inativos (não se dividem).

Um esporo consiste basicamente em uma estrutura unicelular, de origem sexual ou assexuada, que possui várias camadas extracelulares que a protegem, e dentro das quais está o material genético do indivíduo que o produziu e aqueles elementos orgânicos necessários para restaurar funções quando ele chegar. o momento certo.

Qual é a função da esporulação?

Nos organismos onde ocorre, a esporulação pode facilitar dois processos: sobrevivência contra condições adversas ou desfavoráveis para o crescimento e desenvolvimento e, ao mesmo tempo, o dispersão para novos ambientes, menos hostis e mais abundantes em recursos para explorar.

Os estímulos que desencadeiam o início desse processo são diferentes para cada organismo, assim como a sequência de etapas que são acionadas quando o estímulo adequado está presente também depende da espécie.

Esporulação em plantas

No reino vegetal, pode haver alguma confusão quanto ao conceito de esporulação.

Embora as células sexuais ou gametas das plantas com flores sejam conhecidas como megásporos (a fêmea, isto é, a célula-ovo) e micrósporos (o macho, isto é, o grão de pólen), somente sob condições em vitro um grão de pólen poderia produzir uma planta (geneticamente haplóide) e somente esta estrutura é verdadeiramente resistente.

Portanto, a rigor, de acordo com o conceito de esporo, os únicos representantes do grupo de plantas produtoras de esporos são os fetos (pteridófitas, plantas vasculares) e as briófitas (plantas não vasculares).

Esporulação em briófitas

Nessas plantas não vasculares, a esporulação ocorre em um estágio conhecido como esporófito, onde começa com a divisão meiótica de um grupo de células e continua com vários ciclos adicionais de divisões mitóticas, produzindo um grande número de esporos haplóides.

Esses esporos, quando encontrados em um ambiente provido de recursos hídricos e nutricionais suficientes (e na temperatura adequada), germinam e produzem outras estruturas conhecidas como gametófitos, que posteriormente darão origem a gametas que se fundirão para formar outro esporófito diplóide (2n )

Esporulação em pteridófitas

No grupo das samambaias, a esporulação é muito semelhante. Alguns indivíduos produzem esporos na parte inferior de suas folhas, em estruturas conhecidas como sinângias, que são formadas por múltiplos meiosporângios, capazes de produzir muitos (n) megásporos haplóides por divisão meiótica.

Quando esses esporos são liberados no meio ambiente, as condições permitem, eles podem germinar para produzir um indivíduo ou estágio conhecido como gametófito, a partir do qual células gaméticas femininas e masculinas serão formadas por mitose que, uma vez fundidas, produzirão um esporófito capaz. de esporulação novamente.

Esporulação em fungos

Os fungos são organismos muito populares quando se trata de produção de esporos. Nestes, a esporulação cumpre funções essenciais na disseminação e multiplicação, já que cada esporo funciona mais ou menos como as sementes das plantas com flores, ou seja, produz um novo organismo.

Esse processo tem sido amplamente estudado pelo homem, pois entender a esporulação de fungos patogênicos permite controlar a disseminação de doenças tanto em animais quanto em plantas, bem como a contaminação em indústrias de alimentos, por exemplo.

Nestes organismos, os esporos podem ser produzidos sexualmente (meiose) e assexuadamente (mitose), os esporos assexuados sendo especialmente importantes para a dispersão de muitas espécies e os esporos sexuais essenciais para a preservação ou sobrevivência dos espécies diante de condições adversas.

No entanto, alguns autores apontam que podem haver tantas estratégias de esporulação quanto espécies de fungos, pois cada grupo possui uma exceção particular que o diferencia do outro. aqui estão alguns exemplos:

Esporulação em fungos unicelulares: caso Saccharomyces

Saccharomyces cerevisiae, fungo unicelular usado para produzir pão e cerveja, talvez tenha sido o mais estudado do ponto de vista da esporulação.

Nessa espécie, a esporulação é desencadeada pelo esgotamento das fontes de nitrogênio em um meio sem fontes de carbono que podem ser aproveitadas pelas células. O processo ocorre na seguinte sequência, a partir de células diplóides (2n) nas quais uma divisão meiótica está ocorrendo:

Os cromossomos são alinhados no plano equatorial da célula, eles se recombinam e então são segregados em direção aos pólos.
4 núcleos haplóides (n) são formados.
Cada núcleo é circundado por um envelope de membrana, formando o que mais tarde serão os esporos (pré-esporos).
A parede celular é montada em torno de cada núcleo.
Quatro esporos individuais são formados para iniciar o processo de maturação.

Outros tipos de esporulação

Em fungos filamentosos do gênero Aspergillus, entre os quais se destacam aqueles que proliferam em alguns alimentos, a esporulação não é apenas um produto da reprodução sexual (como nas leveduras), mas também pode ocorrer assexuadamente.

Assim, um único indivíduo pode produzir centenas de esporos por mitose, ampliando consideravelmente sua capacidade de dispersão em praticamente qualquer superfície. O processo pode ser descrito como análogo à levedura, mas não envolve recombinação cromossômica ou divisão reducionista.

Os fungos multicelulares, aqueles visíveis a "olho nu", como os cogumelos, por exemplo, também produzem esporos e o fazem através de seus corpos frutíferos. Nestes tipos de fungos também existem diferenças importantes entre a origem dos esporos (mitóticos ou meióticos) e parte de suas características.

Esporulação em bactérias

Embora não seja uma norma para todo o grupo, muitas espécies de bactérias produzem esporos que as ajudam a sobreviver quando as condições mudam repentinamente; na verdade, os esporos bacterianos são considerados os mais resistentes da natureza.

A produção de esporos em bactérias é restrita ao grupo Firmicutes, onde organismos pertencentes às classes Bacilli, Clostridia, Erysipelotrichi Y Negativicutes eles têm sido os mais estudados em relação a esse processo.

Embora possa variar entre as espécies, a forma mais comum de esporulação em bactérias é desencadeada principalmente pela depleção de nutrientes e um aumento na densidade celular. Em termos gerais, então, a esporulação bacteriana pode ser resumida nas seguintes etapas:

Duplicação cromossômica e migração de cada cópia para pólos opostos da célula.
O alongamento das extremidades das células, também conhecido como formação de filamentos.
Remodelação da parede celular e membrana para envolver uma das cópias cromossômicas (formação de um septo em divisão dentro do citosol da célula “mãe”).
Divisão celular assimétrica e formação de um pré-esporo dentro da célula "mãe".
Maturação do pré-esporo ao endosporo.
E, por fim, na célula-tronco, ocorre a ativação das vias de sinalização que levam à sua apoptose (morte celular programada) e lise, liberando o endosporo maduro.

Algumas bactérias produzem um único esporo (são monospóricas), mas há outras que produzem dois ou mais, dependendo da espécie. Foi demonstrado que o processo pode demorar entre 8 e 10 horas, mas isso também é muito variável.

A esporulação é um processo cuidadosamente controlado em nível genético, o que significa que diferentes sinais devem ser percebidos pelas células e comunicados por mensageiros ao material genético, com o qual genes específicos começam a ser transcritos e cessa a transcrição dos desnecessários.

Referências

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