ASCOSPOREN: EIGENSCHAFTEN, BILDUNG, FUNKTIONEN, BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die Ascosporen sind Sporenprodukte der sexuellen Fortpflanzung, Cariogamie und der meiotischen Teilungspilze der Asci-Klasse von Ascomycota. Diese können beim Keimen einen neuen unabhängigen Pilz hervorbringen.

Die Pilze Ascomycota oder Ascomycetes sind eine Pilzklasse, die etwa 30% aller bekannten Pilzarten umfasst. Sie kommen am häufigsten in terrestrischen und aquatischen Umgebungen vor. Nur wenige Arten sind typisch für marine Lebensräume.

Foto der Ascosporen der Art Morchella elata, aufgenommen durch ein Lichtmikroskop (Quelle: Peter G. Werner über Wikimedia Commons)

Das Unterscheidungsmerkmal von Ascomyceten ist die Bildung einer endosporenproduzierenden Struktur. Diese Struktur stellt eine spezielle Art von Sporangium dar und wird "Ekel" genannt. Daher gehören alle Pilze, die Ekel hervorrufen, zur Klasse der Ascomyceten.

Asci sind im Allgemeinen sackförmig und repräsentieren den Ort, an dem sich Ascosporen bilden. Die spezialisierteren Ascomyceten, wie sie in Flechten vorkommen, haben makroskopische Asci und einen Fruchtkörper namens Ascocarpus.

Die Form von Asci und Ascosporen wird von Taxonomen verwendet, um die verschiedenen Arten der Ascomycota-Klasse zu unterscheiden. In Ascomyceten befinden sich beispielsweise Hefen, einzellige Pilze, die keine Fruchtkörper bilden.

Ein Teil der Agrar- und Lebensmittelindustrie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Gegenstände und Lebensmittel vor Kontamination durch Ascosporen zu schützen, da sie, wenn sie keimen und reife Individuen hervorbringen, Lebensmittel verschlechtern und zersetzen.

Eigenschaften

Ascosporen sind wie eine Art "Samen" von Ascomycota-Pilzen, analog zu denen von Pflanzen, da sie inaktiv bleiben können (im Ruhezustand), aber lange Zeit leben.

Diese Strukturen sind sehr widerstandsfähig, können neue vollständige Individuen hervorbringen und können nach dem Keimen noch lange am Leben bleiben, da sie sich von endogenen Substraten ernähren.

Foto von Schizosaccharomyces octosporus mit Ascosporen mit Schutzhüllen durch Lichtmikroskopie. A = Ascosporen, B = Ascas, C = Ascosporen geteilt durch Spaltung mit vier Ascosporen, D = Ascosporen mit Schutzschalen. Maßstabsbalken = 0,01 mm (Quelle: Foto von Schizosaccharomyces octosporus mit Ascosporen mit Schutzschalen durch Lichtmikroskopie. A = Ascosporen, B = Ascas, C = Ascosporen geteilt durch Spaltung mit vier Ascosporen, D = Ascosporen mit Schutzschalen. Balken Maßstab = 0,01 mm. Über Wikimedia Commons)

Ascosporen weisen jedoch einzigartige Eigenschaften auf, die sie von Pflanzensamen unterscheiden. Beispielsweise sind die Hauptstimuli für die Keimung von Ascosporen chemische Substanzen, die durch die Zersetzung von Substraten erzeugt werden.

In Pflanzen hingegen ist der Stimulus für die Keimung in einigen Fällen Wasser und Licht. Ascosporen haben die Hälfte der chromosomalen Ladung einer normalen Zelle, das heißt, sie sind haploide; Mittlerweile sind die Samen der Pflanzen meist polyploid.

Ascosporen sind im Allgemeinen mikroskopische Strukturen, die mit Lupen mit geringer Leistung selten leicht sichtbar sind. Andererseits sind die Samen von Gemüse makroskopisch und mit mikroskopischen Samen können nur wenige Ausnahmen genannt werden.

Wenn wir unter das Mikroskop schauen und eine typische Ascospore detaillieren, stellen wir fest, dass sie eine elliptische Form haben, dass ihre Protoplasten von einer dreistufigen oder geschichteten Chitin-Zellwand umgeben sind und dass sie an jedem Ende der Zelle eine Keimporen haben.

Bildung von Ekel und Ascospore

Keimung der Ascospore und Entwicklung des Myzels

Ascosporen sind das Endprodukt des sexuellen Fortpflanzungsprozesses von Ascomyceten. Die Bildung von Mycelien in diesen Organismen beginnt mit der Keimung einer Ascospore, und unmittelbar danach beginnen sich die Konidiophoren zu bilden.

Der Pilz beginnt eine Wachstumsphase, in der eine große Anzahl von Konidien erzeugt wird, die zur Ausbreitung des Pilzes im Substrat beitragen. In diesem Myzel beginnt die Bildung von Ekel.

Zuvor findet eine Gametogenese statt, durch die Antheridien (männlich) und Ascogonien (weiblich) gebildet werden. Die Kerne des Antheridiums werden auf das Ascogonium übertragen und die Protoplasten beider Zellen verschmelzen in einem als Plasmogamie bezeichneten Prozess.

Innerhalb desselben Cytosols paaren sich männliche Kerne mit weiblichen Kernen, jedoch ohne zu fusionieren. Dann beginnen die "Hyphen" -Filamente außerhalb des Ascogoniums zu wachsen und die ascogenen Hyphen verlängern sich.

In ascogenen Hyphen entwickeln sich Kerne und vermehren sich durch gleichzeitige mitotische Teilung in allen Hyphen des Ascogoniums. Am Ende einer der aschogenen dikaryotischen Hyphen, die während dieses Schritts entstanden sind, bildet sich Ekel.

Lebenszyklus eines Ascomycota-Pilzes. A - haploides Stadium (Hefe); B - Stadium der Dicariotica (Myzel); C - diploides Stadium (proasci); D - Entwicklung von Asci und Sporogenese. 1 - Entstehung von Ascosporen und Blastosporen (Konidien); 2-Dikariotisierung; 3 - dikaryotisches Myzel in Pflanzenzellen, das eine askogene Schicht bildet; 4 - Karyogamie; 5 - Mitose des diploiden Kerns, der Protoasci und der Basalzellbildung; 6 - Entwicklung von Ekel nach Meiose; 7 - Mitose haploider Kerne, Bildung von Ascosporen; 8-Schicht-Bildung von Pflanzenzellen (Quelle: Afanasovich Via Wikimedia Commons)

Ekelbildung

Eine der Zellen der dikaryotischen Hyphen wächst zu einem Haken, der als "uncinulo" bezeichnet wird. In dieser hakenförmigen Zelle teilen sich die beiden Kerne so, dass ihre mitotischen Spindeln parallel und vertikal angeordnet sind.

Zwei der Tochterkerne befinden sich im oberen Bereich des Hakens, einer in der Nähe des Endes und der andere in der Nähe des Grundseptums des Hakens. Dort werden zwei Septen gebildet, die den Haken in drei Zellen teilen.

Die Zelle in der Mitte der drei ist diejenige, die Ekel bilden wird. Innerhalb dieser Zelle findet der Prozess der Karyogamie statt, bei dem die beiden Kerne zu einem diploiden Kern verschmelzen, der als Zygote bekannt ist.

Dieser diploide Kern ist der einzige diploide im Lebenszyklus von Ascomycota-Pilzen. Nach der Karyogamie beginnt der Ekel zu reifen und länger zu werden (länglich).

Bildung der Ascospore

In jungen Asco-Zellen erfahren die diploiden Kerne in ihnen eine Meiose und später eine Mitose. 8 neue haploide Zellen stammen aus der ursprünglichen Zelle. Diese acht Zellen verwandeln sich während ihrer Entwicklung in Ascosporen.

Jeder Kern, der aus der meiotischen und späteren mitotischen Reproduktion stammt, wird zusammen mit einem Teil des Cytosols der Zelle, in der die Teilung stattgefunden hat, in einer Chitin-Zellwand gespeichert, die innerhalb der Zelle synthetisiert wird.

Bei fast allen Ascomyceten ist der Ekel eine sehr gut strukturierte starre Struktur. Wenn die Ascosporen reifen, implodiert der Ekel und gibt die Ascosporen an die Umwelt ab.

Im Allgemeinen breiten sich Ascosporen über kurze Entfernungen aus, etwa einige Zentimeter. Bei einigen Arten breiten sie sich jedoch bis zu einigen Metern aus. Dies hängt alles von der Umgebung ab, in der sie ausgestoßen werden.

Beispiele

Die in der Natur und in der Agrarindustrie am häufigsten vorkommenden Arten von Ascomycota sind Hefen, die auf der Oberfläche von Böden, Wasser, Früchten und einer großen Menge an Nahrungsmitteln vorkommen.

Diese Organismen haben die Fähigkeit, Zucker zu metabolisieren und dabei Alkohol und Kohlendioxid zu produzieren.

Fruchtkörper kommen in Hefen nicht vor, da es sich um einzellige Organismen handelt, die sich am häufigsten durch binäre Spaltung oder Knospung vermehren. Wenn jedoch die Bedingungen im Medium ungünstig sind, verschmelzen zwei kompatible Zellen zu einer Zygote.

Die Zygote entwickelt sich direkt in der Zelle, diese Zelle differenziert sich zu einem Ekel und in ihr sind je nach Hefeart 4 oder 8 Kerne aufgeteilt. Diese Kerne entwickeln sich und werden mit Chitin überzogen, das sich in Ascosporen umwandelt.

Alle Pilze, aus denen die symbiotische Assoziation besteht, die Flechten darstellt, stammen aus der Ascomycota-Familie, daher entwickeln sie durch ihre sexuelle Fortpflanzung Ascosporen.

Im Allgemeinen sind bei genauer Betrachtung einer Flechte, die bereits ihren Reifegrad erreicht hat, kleine becherförmige Strukturen zu erkennen. Diese Strukturen sind die Fruchtkörper des Pilzes, bekannt als "Apothecia". In der Apotheke befindet sich der Ort, an dem die Ascosporen erzeugt werden.

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