Informatie

8.11: Voortplanting van schimmels - Biologie

8.11: Voortplanting van schimmels - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hoe planten schimmels zich voort? Seksueel of aseksueel?

Hoe zit het met beide? Dat zou suggereren dat schimmels zowel diploïde als haploïde cellen kunnen produceren, wat ze ook kunnen. Hierboven zijn schimmelmycelia en haploïde sporen weergegeven. Sporen zorgen ervoor dat schimmels zich kunnen voortplanten onder ongunstige omstandigheden.

Reproductie van schimmels

De meeste schimmels kunnen zich zowel aseksueel als seksueel voortplanten. Hierdoor kunnen ze zich aanpassen aan de omstandigheden in de omgeving. Ze kunnen zich snel verspreiden door ongeslachtelijke voortplanting wanneer de omstandigheden stabiel zijn. Ze kunnen hun genetische variatie vergroten door seksuele reproductie wanneer de omstandigheden veranderen en variatie kan hen helpen te overleven.

Aseksuele reproductie

Bijna alle schimmels planten zich ongeslachtelijk voort door sporen te produceren. een schimmel sporen is een haploïde cel geproduceerd door mitose van een haploïde oudercel. Het is genetisch identiek aan de oudercel. Schimmelsporen kunnen zich ontwikkelen tot nieuwe haploïde individuen zonder bevrucht te worden.

Sporen kunnen worden verspreid door bewegend water, wind of andere organismen. Sommige schimmels hebben zelfs "kanonnen" die de sporen ver van het ouderorganisme "schieten". Dit helpt ervoor te zorgen dat het nageslacht niet hoeft te concurreren met de ouder om ruimte of andere hulpbronnen. Je bent waarschijnlijk bekend met puffballs, zoals die in Figuur onderstaand. Ze laten een wolk van sporen vrij wanneer er op wordt geklopt of erop gestapt. Waar de sporen ook terechtkomen, ze ontkiemen pas als de omstandigheden gunstig zijn voor groei. Dan ontwikkelen ze zich tot nieuwe hyfen.

Puffballs laten sporen vrij wanneer ze gestoord worden.

Gisten produceren geen sporen. In plaats daarvan planten ze zich ongeslachtelijk voort door te ontluiken. ontluikend is het afknijpen van een nakomeling uit de oudercel. De nakomelingencel is genetisch identiek aan de ouder. Ontluikend in gist is afgebeeld in Figuur onderstaand.

Gisten planten zich ongeslachtelijk voort door te ontluiken.

Seksuele reproductie

Seksuele voortplanting komt ook voor bij vrijwel alle schimmels. Dit omvat het paren tussen twee haploïde hyfen. Tijdens het paren versmelten twee haploïde oudercellen, waardoor een diploïde spore wordt gevormd die a . wordt genoemd zygospore. De zygospore is genetisch anders dan de ouders. Nadat de zygospore is ontkiemd, kan deze meiose ondergaan en haploïde cellen vormen die zich tot nieuwe hyfen ontwikkelen.

Samenvatting

  • De meeste schimmels kunnen zich zowel aseksueel als seksueel voortplanten. Hierdoor kunnen ze zich aanpassen aan de omstandigheden in de omgeving.
  • Gisten planten zich ongeslachtelijk voort door te ontluiken. Andere schimmels planten zich ongeslachtelijk voort door sporen te produceren.
  • Seksuele reproductie vindt plaats wanneer sporen van twee ouders samensmelten en een zygospore vormen.

Beoordeling

  1. Leg de voordelen van schimmelsporen uit.
  2. Identificeer manieren waarop schimmelsporen kunnen worden verspreid.
  3. Vergelijk en contrasteer een schimmelspore en zygospore.

Hoe reproduceren schimmels?

Mensen hebben een gemengde relatie met schimmels. Schimmels zoals truffels zorgen voor een culinaire traktatie, terwijl de schimmel die voetschimmel veroorzaakt alleen maar ongemak geeft. Sommige schimmels kunnen bomen afbreken tot rijke grond, maar vernietigen ook het hout in uw huis. Het koninkrijk van schimmels omvat duizenden soorten, waarvan de meeste zich seksueel, ongeslachtelijk of beide kunnen voortplanten, afhankelijk van de omstandigheden. De reproductieve wereld van schimmels varieert van barstende sporen tot vruchtlichamen.


11.2 Seksuele reproductie

Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

  • Leg uit dat meiose en seksuele voortplanting sterk geëvolueerde eigenschappen zijn
  • Identificeer variatie tussen nakomelingen als een potentieel evolutionair voordeel van seksuele voortplanting
  • Beschrijf de drie verschillende levenscyclustypes van seksueel voortplantende meercellige organismen.

Seksuele reproductie was waarschijnlijk een vroege evolutionaire innovatie na het verschijnen van eukaryote cellen. Het lijkt zeer succesvol te zijn geweest omdat de meeste eukaryoten zich seksueel kunnen voortplanten en bij veel dieren is het de enige manier van voortplanting. En toch erkennen wetenschappers ook enkele echte nadelen van seksuele voortplanting. Op het eerste gezicht lijkt het creëren van nakomelingen die genetische klonen zijn van de ouder een beter systeem. Als het ouderorganisme met succes een habitat bezet, zouden nakomelingen met dezelfde eigenschappen op dezelfde manier succesvol moeten zijn. Er is ook het duidelijke voordeel voor een organisme dat nakomelingen kan produceren wanneer de omstandigheden gunstig zijn door aseksuele ontluiking, fragmentatie of door ongeslachtelijke eieren te produceren. Deze reproductiemethoden vereisen geen ander organisme van het andere geslacht. Sommige organismen die een eenzame levensstijl leiden, hebben inderdaad het vermogen behouden om zich ongeslachtelijk voort te planten. Bovendien is in aseksuele populaties elk individu in staat tot reproductie. In seksuele populaties produceren de mannetjes niet zelf het nageslacht, dus hypothetisch zou een aseksuele populatie twee keer zo snel kunnen groeien.

Meercellige organismen die uitsluitend afhankelijk zijn van ongeslachtelijke voortplanting zijn echter buitengewoon zeldzaam. Waarom komen meiose en seksuele reproductieve strategieën zo vaak voor? Dit zijn belangrijke (en tot nu toe onbeantwoorde) vragen in de biologie, ook al zijn ze de focus geweest van veel onderzoek vanaf de tweede helft van de 20e eeuw. Er zijn verschillende mogelijke verklaringen, waarvan er één is dat de variatie die seksuele voortplanting creëert bij nakomelingen van groot belang is voor het voortbestaan ​​en de voortplanting van de populatie. Dus gemiddeld zal een seksueel voortplantende populatie meer nakomelingen nalaten dan een anderszins vergelijkbare zich ongeslachtelijk voortplantende populatie. De enige bron van variatie in aseksuele organismen is mutatie. Mutaties die plaatsvinden tijdens de vorming van kiemcellijnen zijn ook de ultieme bron van variatie in seksueel voortplantende organismen. In tegenstelling tot mutatie tijdens ongeslachtelijke voortplanting, kunnen de mutaties tijdens seksuele voortplanting echter voortdurend van de ene generatie naar de volgende worden herschikt wanneer verschillende ouders hun unieke genomen combineren en de genen in verschillende combinaties worden gemengd door cross-overs tijdens profase I en willekeurig assortiment bij metafase L.

Evolutie verbinding

De Rode Koningin Hypothese

Genetische variatie is het resultaat van seksuele voortplanting, maar waarom zijn voortdurende variaties nodig, zelfs onder schijnbaar stabiele omgevingsomstandigheden? Voer de Red Queen-hypothese in, voor het eerst voorgesteld door Leigh Van Valen in 1973. 3 Het concept werd genoemd naar de race van de Red Queen in het boek van Lewis Carroll, Door de spiegel.

Alle soorten co-evolueren (samen evolueren) met andere organismen. Roofdieren evolueren bijvoorbeeld met hun prooi en parasieten evolueren met hun gastheren. Elk klein voordeel dat door gunstige variatie wordt behaald, geeft een soort een reproductief voordeel ten opzichte van naaste concurrenten, roofdieren, parasieten of zelfs prooien. De overleving van een bepaald genotype of fenotype in een populatie is echter afhankelijk van de reproductieve geschiktheid van andere genotypen of fenotypes binnen een bepaalde soort. De enige methode waarmee een co-evoluerende soort zijn eigen aandeel in de hulpbronnen kan behouden, is ook: haar voortdurend verbeteren fitness (het vermogen van de leden om meer reproductief levensvatbare nakomelingen te produceren in vergelijking met anderen binnen een soort). Als de ene soort een voordeel krijgt, verhoogt dit de selectie op de andere soort, ze moeten ook een voordeel ontwikkelen of ze zullen worden weggeconcurreerd. Geen enkele soort gaat te ver vooruit omdat genetische variatie tussen de nakomelingen van seksuele reproductie alle soorten een mechanisme biedt om snel te verbeteren. Soorten die het niet kunnen bijhouden, sterven uit. De slogan van de Red Queen was: "Je moet al het rennen dat je kunt doen om op dezelfde plek te blijven." Dit is een treffende beschrijving van co-evolutie tussen concurrerende soorten.

Levenscycli van seksueel voortplantende organismen

Bevruchting en meiose wisselen elkaar af in seksuele levenscycli. Wat er tussen deze twee gebeurtenissen gebeurt, hangt af van de 'reproductieve strategie' van het organisme. Het proces van meiose vermindert het aantal chromosomen met de helft. Bevruchting, het samenvoegen van twee haploïde gameten, herstelt de diploïde toestand. Sommige organismen hebben een meercellig diploïde stadium dat het meest voor de hand ligt en produceren alleen haploïde voortplantingscellen. Dieren, inclusief mensen, hebben dit soort levenscyclus. Andere organismen, zoals schimmels, hebben een meercellig haploïde stadium dat het meest voor de hand ligt. Planten en sommige algen hebben een afwisseling van generaties, waarin ze meercellige diploïde en haploïde levensstadia hebben die in verschillende mate zichtbaar zijn, afhankelijk van de groep.

Bijna alle dieren passen een diploïde-dominante levenscyclusstrategie toe waarbij de enige haploïde cellen die door het organisme worden geproduceerd, de gameten zijn. Vroeg in de ontwikkeling van het embryo worden gespecialiseerde diploïde cellen, kiemcellen genoemd, geproduceerd in de geslachtsklieren (zoals de teelballen en eierstokken). Kiemcellen zijn in staat tot mitose om de kiemcellijn te bestendigen en meiose om haploïde gameten te produceren. Zodra de haploïde gameten zijn gevormd, verliezen ze het vermogen om opnieuw te delen. Er is geen meercellige haploïde levensfase. Bevruchting vindt plaats met de fusie van twee gameten, meestal van verschillende individuen, waardoor de diploïde toestand wordt hersteld (Figuur 11.8).

De meeste schimmels en algen gebruiken een levenscyclustype waarin het 'lichaam' van het organisme - het ecologisch belangrijke deel van de levenscyclus - haploïde is. De haploïde cellen die de weefsels van het dominante meercellige stadium vormen, worden gevormd door mitose. Tijdens seksuele reproductie komen gespecialiseerde haploïde cellen van twee individuen - aangeduid als de (+) en (−) paringstypen - samen om een ​​diploïde zygote te vormen. De zygote ondergaat onmiddellijk meiose om vier haploïde cellen te vormen, genaamd sporen. Hoewel deze sporen haploïde zijn zoals de 'ouders', bevatten ze een nieuwe genetische combinatie van twee ouders. De sporen kunnen gedurende verschillende perioden inactief blijven. Uiteindelijk, wanneer de omstandigheden gunstig zijn, vormen de sporen meercellige haploïde structuren door vele rondes van mitose (Figuur 11.9).

Visuele verbinding

Als er een mutatie optreedt waardoor een schimmel niet langer in staat is om een ​​minus paringstype te produceren, zal hij zich dan nog kunnen voortplanten?

Het derde levenscyclustype, dat door sommige algen en alle planten wordt gebruikt, is een mengsel van de haploïde-dominante en diploïde-dominante uitersten. Soorten met afwisseling van generaties hebben zowel haploïde als diploïde meercellige organismen als onderdeel van hun levenscyclus. De haploïde meercellige planten worden gametofyten genoemd, omdat ze gameten produceren uit gespecialiseerde cellen. Meiose is in dit geval niet direct betrokken bij de productie van gameten, omdat het organisme dat de gameten produceert al haploïde is. Bevruchting tussen de gameten vormt een diploïde zygote. De zygote zal vele rondes van mitose ondergaan en aanleiding geven tot een diploïde meercellige plant die een sporofyt wordt genoemd. Gespecialiseerde cellen van de sporofyt ondergaan meiose en produceren haploïde sporen. De sporen zullen zich vervolgens ontwikkelen tot gametofyten (Figuur 11.10).

Hoewel alle planten een versie van de afwisseling van generaties gebruiken, variëren de relatieve grootte van de sporofyt en de gametofyt en de relatie daartussen sterk. In planten zoals mos is het gametofytorganisme de vrijlevende plant en is de sporofyt fysiek afhankelijk van de gametofyt. In andere planten, zoals varens, zijn zowel de gametofyt- als de sporofytplant vrijlevend, maar de sporofyt is veel groter. In zaadplanten, zoals magnoliabomen en madeliefjes, bestaat de gametofyt uit slechts enkele cellen en, in het geval van de vrouwelijke gametofyt, wordt deze volledig vastgehouden in de sporofyt.

Seksuele reproductie neemt vele vormen aan in meercellige organismen. Het feit dat bijna elk meercellig organisme op aarde seksuele voortplanting toepast, is een sterk bewijs voor de voordelen van het produceren van nakomelingen met unieke gencombinaties, hoewel er ook andere mogelijke voordelen zijn.


Seksuele feromonen

De vorming van geslachtsorganen in schimmels wordt vaak geïnduceerd door specifieke organische stoffen. Hoewel ze geslachtshormonen werden genoemd toen ze voor het eerst werden ontdekt, zijn deze organische stoffen in feite seksferomonen, chemicaliën die door de ene partner worden geproduceerd om een ​​seksuele reactie bij de andere op te wekken. In Allomyces (orde Blastocladiales) een feromoon genaamd sirenine, uitgescheiden door de vrouwelijke gameten, trekt de mannelijke gameten aan, die naar de eerste zwemmen en met hen versmelten. In sommige eenvoudige schimmels, die gametangia kunnen hebben die structureel niet gedifferentieerd zijn, produceert een complex biochemisch samenspel tussen paringstypen driesporenzuur, een feromoon dat de vorming van gespecialiseerde luchthyfen induceert. Vluchtige tussenproducten in de syntheseroute van driesporenzuur worden uitgewisseld tussen de uiteinden van tegenover elkaar liggende, parende luchthyfen, waardoor de hyfen naar elkaar toe groeien en samensmelten. In gisten die tot de phyla Ascomycota en Basidiomycota behoren, zijn de feromonen kleine peptiden. Er zijn verschillende feromoongenen geïdentificeerd en gekarakteriseerd in filamenteuze ascomyceten en basidiomyceten.


8.11: Voortplanting van schimmels - Biologie

Inleiding tot de biologie van schimmels
OVERZICHT

I. Korte inleiding tot de Koninkrijksschimmels

II. Gegeneraliseerde levenscyclus van schimmels

III. Mens-schimmel interacties


KORTE INLEIDING TOT DE KONINKRIJKSCHIMMELS

De Kingdom Fungi is een ensemble van diverse soorten. Huidig ​​​​bewijs suggereert dat alle schimmelsoorten niet zijn afgeleid van een enkele gemeenschappelijke voorouder, en bijgevolg zijn de schimmels polyfyletisch (meerdere genealogieën of geslachten).


I. GEMEENSCHAPPELIJKE KENMERKEN VAN SCHIMMELS

1. Heterotrofie - 'ander voedsel'. Er zijn drie hoofdcategorieën heterotrofen, waaronder de saprofyten, symbionten en parasieten. Saprofyten (voeden zich met dood weefsel of organisch afval) symbionten (wederzijds gunstige relatie tussen een schimmel en een ander organisme) parasieten (voeden zich met levend weefsel van een gastheer). Parasieten die ziekten veroorzaken, worden pathogenen genoemd. Sommige parasieten zijn obligate parasieten (vereisen een levende gastheer om te overleven), terwijl andere facultatieve of niet-verplichte parasieten zijn (geen levende gastheer nodig om te overleven).

Onder: Het sclerotium van Wolfiporia cocos of "tuckahoe" - het sclerotium wordt in twee delen gebroken met een diameter van ongeveer 6 inch. Opgegraven uit een bloembed in de buurt van Jonesboro, AR. Foto door M. Huss.

3. Schimmel is vaak aan het zicht onttrokken. Het groeit door zijn voedselbron (substraat), scheidt extracellulaire spijsverteringsenzymen uit en absorbeert opgelost voedsel.

5. Sporen - aseksueel (product van mitose) of seksueel (product van meiose) van oorsprong.

(a) Hiermee kan de schimmel naar een nieuwe voedselbron verhuizen.
(b) Resistent stadium - zorgt ervoor dat schimmel perioden van tegenspoed kan overleven.
(c) Middelen om nieuwe genetische combinaties in een populatie te introduceren.

6. Vegetatieve fase van schimmel is over het algemeen sedentair.

7. Celwand aanwezig, bestaande uit cellulose en/of chitine.

8. Voedselopslag - meestal in de vorm van lipiden en glycogeen.

9. Eukaryoten - echte kern en andere aanwezige organellen.

10. Alle schimmels hebben water en zuurstof nodig (geen verplichte anaëroben).

11. Schimmels groeien in bijna elk denkbaar leefgebied, zolang er maar een soort organisch materiaal aanwezig is en de omgeving niet te extreem is.

12. Diverse groep, aantal beschreven soorten is ongeveer 69.000 (geschat totaal 1,5 miljoen soorten).


II. LEVENSCYCLUS VAN EEN 'TYPISCHE' SCHIMMEL

Gegeneraliseerde levenscyclus van schimmels

RAADPLEEG HET DIAGRAM VAN DE KLASSE OPMERKINGEN OF NAAR HET VOLGENDE:

Bezoek ook de volgende links voor meer informatie:

Sommige schimmels produceren sporen of andere gemodificeerde cellen om zich seksueel voort te planten (perfect stadium of de teleomorf), andere om zich ongeslachtelijk voort te planten (imperfecte toestand of de anamorf), en sommige soorten zijn in staat om zich op beide manieren voort te planten (holomorf).


Bekijk de video: Budding, spores, fragmentation u0026 regeneration. How do organisms reproduce. Biology. Khan Academy (November 2022).