Przetrwalnik

Przetrwalnik, spora, cysta (gr. σπορα, tzn. nasienie) – forma spoczynkowa umożliwiająca organizmom przetrwanie niekorzystnych dla nich warunków (susza, niskie temperatury). Proces wytwarzania spor to sporulacja.

Barwiony preparat Bacillus subtilis ukazujący endospory na zielono i formy wegetatywne na czerwono (odpowiednio dzięki zieleni malachitowej i safraninie)

Kształt i położenie endospor u różnych bakterii:
1. Endospora położona centralnie (np. Bacillus megaterium).
2. Endospora terminalna z białkową substancją wtrętową (np. Bacillus thuringiensis).
3. Endospora terminalna powodująca buławkowe rozdęcie komórki (np. Bacillus macerans).
4. Endospora położona centralnie powodująca wrzecionowate rozdęcie (postać clostridium).
5. Endospora terminalna, kulista, komórka silnie rozdęta buławkowato (postać plectridium).
6. Endospora w położeniu bocznym, jednostronne wrzecionowate rozdęcie (np. Bacillus laterosporus)^[1]

Kłos jęczmienia ze sporyszem, będącym przetrwalnikiem buławinki czerwonej

Przetrwalniki bakterii

Endospory

Endospory to spoczynkowe, przetrwalnikowe formy bakterii, nieprawidłowo nazywane zarodnikami, charakteryzujące się znacznym stopniem odwodnienia zawartej w nich cytoplazmy oraz grubymi i wielowarstwowymi osłonami. Umożliwiają bakteriom przetrwanie skrajnie niekorzystnych warunków (brak wody i substancji odżywczych, wysoka i niska temperatura, wysychanie, promienie UV, niekorzystne pH)^[2].

Endospory występują u niektórych bakterii należących do typu Firmicutes (m.in. Bacillus, Clostridium, Sporosarcina^[3]). Określa się je mianem laseczek. Powrót endospor do życia, czyli tzw. germinacja lub kiełkowanie przetrwalnika, polega na pobraniu wody, rozerwaniu ściany i utworzeniu normalnej komórki wegetatywnej^[1]. Sygnałem biochemicznym do wyjścia ze stadium endospory jest wzrost stężenia alaniny, adenozyny lub tyrozyny w środowisku^{[potrzebny przypis]}.

Endospory bakterii są swego rodzaju kapsułami ratunkowymi. Powstają wewnątrz komórki przez obudowanie genoforu (wraz z pewną ilością cytoplazmy, błoną komórkową i rybosomami) wielowarstwową ścianką złożoną z białek i cukrów wysyconych tłuszczami^{[potrzebny przypis]}.

Głównym czynnikiem nadającym przetrwalnikom ich odporność na wysokie temperatury jest kwas dipikolinowy (DPA) który występuje tylko w przetrwalnikach i stanowi 5–15% s.m. przetrwalnika^[4].

Sporulacja – proces tworzenia endospory, przebiega według następującego schematu:

• I stadium – uwypuklenie błony cytoplazmatycznej do wnętrza komórki – tworzy się przegroda;
• II stadium – DNA dzieli się na genofor sporangium i genofor prespory;
• III stadium – DNA prespory zostaje oddzielone i otoczone dwiema błonami cytoplazmatycznymi;
• IV stadium – wewnętrzna błona tworzy ścianę komórkową przetrwalnika, a zewnętrzna tworzy do środka korteks;
• V stadium – zakończenie formowania korteksu i osłon białkowych;
• VI stadium – osłonki stają się nieprzepuszczalne i ciepłoodporne, silnie załamują światło; ustanie metabolizmu i wejście stan anabiozy;
• VII stadium – uwolnienie endospory spowodowane lizą sporangium^{[potrzebny przypis]}.

Egzospory

Egzospory powstają w wyniku pączkowania komórki wegetatywnej^[1][5]. Mają podobne właściwości do endospor^[1] – są odporne na ciepło, wysuszenie, promienie UV, ale nie zawierają kwasu dipikolinowego. Tworzą je bakterie z rodzaju Methylosinus oraz fotosyntetyzująca bakteria Rhodomicrobium vannielii^[5].

Cysty

Osobny artykuł: Cysta (biologia).

Cysty to formy przetrwalnikowe, powstające wewnątrzkomórkowo w wyniku przemian zachodzących w protoplazmie komórek bakteryjnych, prowadzących do wytworzenia wielowarstwowych otoczek. Są odporne na działanie wysokich temperatur (nawet działanie temperatury 100 °C przez dłuższy okres ich nie zabija)^{[potrzebny przypis]}.

Przetrwalniki plechowców

Przetrwalniki występują również u plechowców. Zwykle są osłonięte grubą błoną i zawierają substancje zapasowe. U grzybów organami przetrwalnikowymi są sklerocja, tworzone przez zbite formy strzępek grzybni, pseudosklerocja i chlamydospory. U niektórych gatunków grzybów funkcję przetrwalnikową pełni grzybnia przetrwalnikowa o zgrubiałych ścianach^[6]. U grzybopodobnych bakterii – promieniowców przetrwalniki mogą powstawać przez wytwarzanie ściany poprzecznej (septy) dzielącej strzępki. Przetrwalniki powstałe w ten sposób nazywane są podobnie jak zarodniki grzybów w zależności od sposobu powstawania – konidiospory, sporangiospory. Nie są tak odporne na ciepło jak endospory, ale dzięki grubym ścianom są odporne na wysuszenie^[5].

Organy przetrwalnikowe

U roślin naczyniowych organami przetrwalnikowymi nazywane są przekształcone fragmenty pędu lub korzeni (np. bulwy i cebule) umożliwiające ponowny rozwój rośliny po przetrwaniu niekorzystnego okresu^[7].

Przypisy

1. Hans G.H.G. Schlegel Hans G.H.G., Mikrobiologia ogólna, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005, s. 102–108, ISBN 83-01-13999-4.
2. PaulP. Singleton PaulP., Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2000, s. 59–65, ISBN 83-01-13212-4.
3. MichaelM. Galperin MichaelM., Genome Diversity of Spore-Forming Firmicutes, „Microbiology spectrum”, 2, 1, 2013, DOI: 10.1128/microbiolspectrum.TBS-0015-2012.
4. Władysław J.H.W.J.H. Kunicki-Goldfinger Władysław J.H.W.J.H., Życie bakterii, Warszawa: PWN, 1994, ISBN 83-01-11323-5. Brak numerów stron w książce
5. GaetaG. Sumbali GaetaG., R.S.R.S. Mehrotra R.S.R.S., Principles of Microbiology, New Delhi: McGraw-Hill Education, 2009, s. 340–344, ISBN 978-0-07-014120-9.
6. JoannaJ. Marcinkowska JoannaJ., Oznaczanie rodzajów grzybów sensu lato ważnych w fitopatologii, Warszawa: PWRiL, 2012, ISBN 978-83-09-01048-7. Brak numerów stron w książce
7. J.J. Szwejkowska J.J., J.J. Szwejkowski J.J., Botanika. Morfologia, t. 1, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003, s. 215–217, ISBN 83-01-13946-3.

Kontrola autorytatywna (cell class):

• LCCN: sh85126868
• GND: 4353233-0
• J9U: 987007529436105171

Encyklopedie internetowe:

• PWN: 3963679
• Britannica: science/endospore
• SNL: endosporer