Skąd się biorą puchate darnie na rybkach akwariowych czyli cykle rozwojowe lęgniowców

Skąd się biorą puchate darnie na rybkach akwariowych? Dlaczego nie powinniśmy podlewać pomidorów po liściach? – tajniki związane z cyklami rozwojowymi lęgniowców na przykładzie roztoczka (Saprolegnia) i zarazy ziemniaczanej (Phytophtora infestans).

Ryc. 1. Cykl rozwojowy Saprolegnia, wg Ewdarda, zmienione (https://pl.pinterest.com/mestanford44/oomycota/)

Dziś temat wysoko specjalistyczny, trudne nazwy, zawiłe przemiany. Zgłębimy tajemnice świata lęgniowców (łac. Oomycota). Organizmy grzybopodobne, o których dziś  będzie mowa, występują zarówno w wodzie jak i na lądzie, są saprotrofami (inaczej: roztoczami) ale również  pasożytami. Znanych jest około 600 gatunków. Ich ciało (plecha)  złożone jest z wielojądrowych strzępek (plecha strzępkowa cenocetyczna). Charakterystyczną cechą jest budowa ściany komórkowej, której szkielet stanowi celuloza i b-glukan lecz brak w niej chityny.

Do lęgniowców zaliczamy m.in. organizmy z rodzaju Saprolegnia. Zasiedlają one głównie ciała martwych owadów i innych zwierząt oraz roślin w wodzie lub wilgotnej glebie. Posiadają dobrze rozwiniętą, cenocetyczną grzybnię o rozgałęzionych na końcach strzępkach, gdzie odcinają się maczugowate zarodnie pływkowe (zoosporangia) lub rzadziej –  gametangia (żeńskie oogonia i męskie anteridia). Przerastająca podłoże grzybnia tworzy białą, delikatną darń składającą się ze strzępek położonych promieniście. Niektóre gatunki powodują choroby ryb akwariowych, np. Saprolegnia parasitica. Aby zrozumieć jak następuje infekcja należy przeanalizować cykl rozwojowy Saprolegnia (Ryc. 1).

Protoplast zoosporangium jest początkowo wielojądrowy. Powstają z niego jednojądrowe, gruszkowate zoospory pierwotne (pływki), o dwu szczytowo umieszczonych wiciach. Opuszczają one sporangium równocześnie przez otwór szczytowy, utworzony na skutek rozpuszczenia ściany (pod wpływem ciśnienia wzrastającego wewnątrz sporangium). W otaczającym środowisku pływają swobodnie a następnie tracą wici i otaczają się ścianą (incystują), aby wkrótce przeobrazić się w nerkowate zoospory wtórne, z dwiema bocznie umieszczonymi wiciami (zjawisko to nosi nazwę diplanetyzmu – występowanie po sobie dwóch stadiów pływek). Pływki te pływają znacznie dłużej i szybciej, po czym tracą wici, wytwarzają ścianę (incystują się), następnie znowu kiełkują w pływki lub grzybnię. Gametangia (żeńskie – lęgnie, czyli oogonia, męskie – plemnie, czyli anteridia) rozwijają się jako zakończenia bocznych odgałęzień strzępki głównej, odcinając się za pomocą ściany poprzecznej, zazwyczaj na strzępkach penetrujących ciało owada. Po mejozie zachodzącej w obrębie diploidalnych początkowo gametangiów, następuje zapłodnienie (oogamia). Zapłodnienia dokonują jądra męskie, które wnikają do oogonium przez specjalne kanały kopulacyjne (nie tworzą się tu gamety męskie). W wyniku zapłodnienia komórek jajowych, nazywanych oosferami, powstają diploidalne oospory otoczone podwójną ścianą, mające charakter przetrwalnikowy. Po kilkumiesięcznym okresie spoczynku oospora kiełkuje strzępką w nową plechę. Na saprolegniozę (choroba powodowana przez Saprolegnia) chorują ryby, które mają otarcia na łuskach. Są to rybki o bojowym nastawieniu, zranione w walce z przeciwnikiem. Dlatego warto bacznie przyglądać się mieszkańcom akwariów.

 W ogrodzie również możemy spotkać przedstawicieli lęgniowców, to grzyby pasożytujące na ziemniakach i pomidorach – zaraza ziemniaczana (Phytophtora infestans). Powoduje gnicie siewek oraz starszych roślin. Objawy są widoczne na łodygach, liściach, bulwach i owocach.  Poraża najpierw wczesne odmiany ziemniaka, które są następnie źródłem zakażenia pomidora. Inne gatunki z rodzaju Phytophtora pasożytują na dębach, brzozach, bukach i klonach. Są one jedną z przyczyn zamierania lasów, powodując utratę liści, a w skutek tego prześwietlenie koron, zamieranie krótkich korzeni oraz gnicie systemu korzeniowego. Jak to się dzieje, że ten patogen rozwija się zarówno w klimacie suchym jak i wilgotnym? Przyjrzyjmy się jak wygląda cykl rozwojowy zarazy ziemniaczanej infekującej warzywa (Ryc. 2).

 

Ryc. 2. Cykl rozwojowy Phytophtora infestans, wg. M. Piepenbring.

W naszych warunkach grzybnia zimuje w bulwach ziemniaka i po ich wysadzeniu wnika do części nadziemnych. W tym stadium może być źródłem zakażenia pomidora. Grzybnia przerasta intercelularnie (w przestworach międzykomórkowych) tkanki żywiciela i wysyła przez aparaty szparkowe, na sporoforach, na zewnątrz liści, kępki drzewkowatych strzępek zakończonych zarodniami. Pasożyt odżywia się za pośrednictwem ssawek (haustoria), które są krótkimi odgałęzieniami strzępek grzybni wnikającymi do komórek żywiciela. Cytrynkowate w zarysie zarodnie podczas suszy roznoszone są przez wiatr i kiełkują – podobnie jak „zwykły” zarodnik konidialny – w strzępkę grzybni lub, w warunkach dużej wilgotności (np. przy podlewaniu po liściach), przekształcają się w zarodnie pływkowe, z których wypadają nerkowate (wtórne) zoospory opatrzone dwoma wiciami, zdolne do infekowania roślin.

Zdolność kiełkowania zarodni w warunkach suchego środowiska lądowego jest wyraźną adaptacją do życia lądowego. Na większej części zasięgu geograficznego Phytophtora infestans dochodzi do podziałów wegetatywnych. Jedynie na terenie Meksyku wytwarza gametangia i rozmnaża się w sposób typowy dla Oomycota – tworzy zygoty (oospory). Omawiany organizm jest rozdzielnopłciowy i tylko na obszarze Meksyku oba typy grzybni (męska i żeńska) występują z jednakową częstością. W pozostałej części globu dominuje rozmnażanie przez konidia, pływki lub wegetatywnie.

Teraz już każdy wie, dlaczego nie powinno się podlewać pomidorów po liściach a jedynie pod krzaki.

Anna Biedunkiewicz