المقدمة النمو فى الفطريات هو الزيادة في حجم أو عدد الخلايا مما يساعد على زيادة في حجم الفطر واستمراريته أو تكاثره وتختلف الفطريات في نموها حسب اختلاف الفطريات وحسب الظروف البيئية التي تعيش فيها حيث تميل هايفات الفطريات إلى النمو بصورة متساوية في جميع الاتجاهات من النقطة المركزية كما تختلف الفطريات في نموها تبعا للوسط الغذائى الذى تعيش فيه
وتنمو الفطريات بشكل دائري في الوسط الغذائي الصلب في حين تكون مستعمرة على شكل كرة في الوسط السائل تنمو الفطريات بصورة عامة بين درجتي الحرارة 0- 30 مئوية ولكن درجة الحرارة المثالية Optimum temperature هي بين 20-30 درجة مئوية وهناك بعض الفطريات التي تنمو في درجات حرارة تصل حتى 50 مئوية وتسمى محبة للحرارةThermophylic وكذلك هناك بعض الفطريات التي تنمو في درجات حرارة واطئة تصل إلى الصفر المئوي وتسمى محبة للبرودةPsychrophylic. أما المحيط الحامضي فأن الأس هيدروجيني (4– PH (7 ويعتبر هو المحيط الحامضي المثالي لنمو الفطريات.
يعتبر الغذاء أو المصدر الكربوني ضروري جداً لنمو الفطريات أما الضوء فلا يعتبر ضرورياً لنمو الفطريات إلا أن بعض الفطريات تحتاج للتعرض للضوء لفترات محدودة وذالك لتكوين السبورات كما يعتبر وجود الماء أو الرطوبة ضروري لنمو بعض الفطريات.
تستطيع هايفات الفطريات من النمو إلى مالا نهاية عندما تستمر الظروف البيئية المساعدة لنمو الفطر وقد عرفت في الطبيعة مستعمرات فطرية استمرت بالنمو إلى ما يقارب 400 سنة أو أكثر.
يميل الغزل الفطري إلى النمو بصورة متساوية في جميع الاتجاهات ومن النقطة المركزية وتنمو هايفات الفطريات في منطقة محدودة للنمو وتقع في النهاية البعيدة لطرف الغزل الفطري في منطقة لا يتجاوز طولها النصف مايكرون وتسمى منطقة Extension zone والخالية من مكونات الخلية الأساسية ما عدا تراكيب تسمى الحويصلاتVesicle والتي يظن بأنها المسؤولة عن النمو في الفطريات
وهناك نوعان من الحويصلات الكبيرةVesicle Macro والحويصلات الصغيرةVesicle Micro وتختلف الفطريات عن بعضها البعض في النمو حيث يعتبر الفطر Mucor sp أسرع الفطريات نمواً عند توفر الظروف البيئية المناسبة حيث يستطيع أن يمتلأ طبق بتري قطر 10سم في ثلاثة أيام وعلى وسط مستخلص الشعير وفي درجة 20مْ.
عملية النمو— جراثيم الفطر هي الوحدات التكاثرية للفطر تكون مجهرية مملوءة بالسايتوبلازم مع مواد غذائية مخزونة بشكل كلايكوجين أو نشا حيواني يبدأ النمو في السبورات بعد وضعه على وسط الغذائي حيث يبدأ بالانتفاخ خلال الساعات الأولى وعند توفرالظروف البيئية المساعدة من الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة الملائمة أما الغذاء فمخزون في السبور وكما ذكر سابقاً فيظهر أنبوب واحد يسمى انبوب النموGerm tube أو أكثر ويتفرع بسرعة مكوناً نمواً فطرياً دائرياً على سطح الاكار Agar الصلب بعد يوم أو يومين يكون على شكل كرة في الوسط السائل ثم تنمو الخيوط الفطرية النشطة والواقعة حول الحافة فطرياً مبتعدة عن المركز ويزداد الخيط الفطري في النمو طالما استمرت الظروف البيئية المحيطة ملائمة ينمو الفطر أفقياً وينتشر على سطح المادة الغذائية ولكن لا يخترقها إلا قليلاً وذلك لقلة الأوكسجين كما ينمو الفطر في الحافات فقط مبتعداً عن المركز وذلك لان تراكم النواتج العرضية التي يفرزها الفطر- تعيق نمو الخيط الفطري في الداخل أما الطبيعة الدائرية للنمو الفطري فتعرف بالانتحاء السلبي للخيوط الفطرية حيث أنها سالبة الانتحاء الكيمياوي أي النمو يزداد كلما ابتعدت عن التركيز العالي للمواد المتراكمة.
يحدث النمو في هذه النهاية القصوى من الخيط الفطري في النهاية التي لا تتجاوز طولها نصف مايكرون وتسمى منطقة النمو هذه المنطقة ببينت البحوث من أنها خالية من أي تراكيب سوى الحويصلات.
النمو القمى في الفطريات Apical growth
صرح العالمان 90Goody & Gow 19 بأن الحياة في الفطريات هي في قمم هايفاتها وهذا التصريح يعني أن النمو الداخليIntercalary الذي يحدث في النباتات لا يحدث في الفطريات أي أن النمو في الفطريات يحدث في قمم الهايفات أو بصورة أدق في مسافة لا يتجاوز طولها أكثر من نصف مايكرون والتي تسمى بمنطقة التمدد Extension zone وقد بينت دراسات المجهر الالكتروني أن هذه المنطقة خالية من العضيات الموجودة في المناطق الأخرى من الفطر وعوضاً عن العضيات تكون هذه المنطقة مليئة بالحويصلات Vesicles التي تقسم إلى قسمين من ناحية الحجم صغيرة Micro vesicles ويكون حجمها أقل من 100ملى مايكوميتر وكبيرة MacroVesicles يكون حجمها اكثرمن 100 ملى مايكرون وتتجمع هذه الحويصلات مع بعضها على شكل عناقيد تسمى سبتزنكوربر Spitzenkorper حيث لوحظ هذا التركيب لأول مرة من قبل العالم Brunswik برنسويك عام 1924 ثم من قبل العالم جيرباردت Girbardt عام 1957 والذي ربط وجوده مع النمو في الفطريات أما العالم برتنكي Bartnicki- Garcia 1990 فأنه يقترح بان هذا الجسم يعمل وكأنه مركز لتزويد الخلية بالحويصلات المسؤولة عن النمو القمي.
الحويصلات الكبيرة Macrovesicles الموجودة في قمم الهايفات هي حويصلات إفرازيةSecretory vesicles تحتوي على أنزيمات لبناء وتفكيك الجدار وفي عملية النمو أما الحويصلات الصغيرة فلم يعرف لها أي دور لحد الآن وهناك عدة نظريات لتفسير عملية النمو في الفطريات أهمها اثنان هما:
1) الفرضية الأولى والتي يساندها العالم ويسلس Wessels1988 والتي تسمى الحالة المستقرة Steady state hypothe حيث تقترح هذه الفرضية أن قمة الهايفات تكون وراثياً لزجة قابلة للتمدد لذلك يحدث فيها النمو
2) الفرضية الثانية للعالم برتنكي 1990 Garcia Bartnicki- ويقترح فيها أن الجدار أساسه صلب وراثياً ولكي يحدث النمو يجب أن يحدث توازن بين تحلل الجدار ثم تصلبه مرة أخرى Wall lysis of wall synthesis
ميكانيكية النمو
إن من المعروف هو أن قمم الهايفات النامية في الفطريات محاطة بجدران أرق من جدران بقية المناطق وكذالك تعتبر أكثر مرونة من بقية الخلايا الناضجة والواقعة بعدها ويشمل النمو في الفطريات بصورة عامة عمليتين تفكيك الجدار وبناءه مرة أخرى وهاتين العمليتان يجب أن تتوازنان لكي لا تجعل الجدار أكثر صلابة أو أكثر مرونة.
إن دراسات المجهر الالكتروني بينت وجود جسم يدعى سبيتزنكوربر Spitzenkorper في قمم الهايفات وقد لوحظ أن هذا الجسم يختفي عندما يتوقف النمو لأي سبب كان ويغير موقعه مع تغير موقع القمة وعندما أجريت محاولات لرؤيته بالمجهر الالكتروني فشلت تلك المحاولات لذلك يعتقد بأن هذا الجسم هو عبارة عن تجمع عدد كبير من الحويصلات حيث تعتبر الحويصلات هي المحتوى الشائع والوحيد لقمم هايفات الفطريات.
نظرية الحويصلات للنمو القمى فى الفطريات
Vesicles hypothesis of hyphal growth
تفترض هذه النظرية أن الحويصلات تتكون في أجسام كولجي أو الدكتوسومات ثم تتحرك لتلتصق بالغشاء البلازمي ثم تفرز محتوياتها من الإنزيمات التي تفكك الجدار مسافة مساوية لحجم الحويصلة ثم تلتصق به ثم تعيد تكوينه وبذلك يحصل النمو لا يوجد عدد محدد للحويصلات اللازمة للنمو ولكن ديكون Deacon1982 ذكر بأنه يجب أن يلتصق 37000 حويصلة كل دقيقة لتحافظ على التوازن في جدران الخلية.
وظائف الحويصلات في النمو القممي في الفطريات
1. نقل المواد التي تحتاجها الجدران لإعادة البناء.
2. نقل إنزيمات تفكيك الأواصر التي تكون الجدار فتدفع الجدار ليتمدد بقدر مسافة الحويصلة.
3. تحمل إنزيمات لتزيد من مساحة الجدران.
كيف تتحرك الحويصلات
لا يوجد لحد الآن جواب قاطع لهذا السؤال لقلة البحوث و التجارب في هذا المجال ولكن هناك عدة نظريات غير مثبتة علميا لهذا السؤال منها:
1- تنتقل لأنها محمولة على السوائل الموجودة في الخلية.
2- تنتقل نتيجة الاختلاف في الشحنات الكهربائية.
3- هناك في الخلية نظام تقلص الحويصلات مما يدفعها للحركة.
العوامل التي تؤثر على النمو في الفطريات
النمو هو الزيادة في الحجم أو عدد الخلايا وهذه الزيادة تحدث في الفطريات في الظروف الاعتيادية والطبيعية الملائمة وتعتبر الفطريات من الكائنات الحية التي لها القابلية الكبيرة على التكيف ولكن يجب الأخذ بعين الاعتبار النقاط التالية عند دراسة النمو في الفطريات وهي:
1-الظروف البيئة هناك فرق كبير جداً بين العيش Live والنمو Growth والتكاثر Reproduction ومقاومة الظروف البيئية غير المساعدةSurvive إن الظروف البيئية التي يحتاجها الفطر تختلف باختلاف الوسط الذي تعيش فيه وطور النمو.
أ. إنتاج الجراثيم يحتاج إلى مدى ضيق جداً من الظروف البيئية التي لا يمكن توفرها دائماً.
ب. من الممكن للفطريات أن تقاوم ظرف واحد غير مساعد إذا كانت الظروف الأخرى متوفرة.
2. الغذاء: إن الفطريات كباقي الكائنات الحية تحتاج إلى الغذاء كمصدر للطاقة التي تحتاجها لغرض القيام بالفعاليات الحيوية التي تقوم بها وتستفيد الفطريات من مدى واسع من الفضلات لذالك تسمى الكائنات الحية التي تستطيع أن تعيش على كل شيء Ubiquist ولكن بعضها لا يستطيع أن يعيش إلا في مدى ضيق من مصادر الطبيعة حيث تحتاج الفطريات إلى الكربون والنيتروجين كمصدر للطاقة وبالنسبة للفطريات تعتبر الكابروهيدرات أحسن مصدر للكربون الذي يعتبر العامل المهم والمحدد للنمو أما مصادر النيتروجين فتتمثل في الأحماض الأمينية وأملاح الأمنيوم كما تحتاج الفطريات إلى بعض العناصر المعدنية كمواد غذائية تكون بهيئة أملاح مثل البوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والحديد كما تحتاج إلى بعض العناصر ولكن بكميات قليلة مثل الزنك والنحاس والمنغنيز والكوبلت والملبيديوم.
أما الفيتامينات فإن الكثير من الفطريات تستطيع بناءبعضها أما الأخرى فتحتاج إلى مصادر للحصول عليها إن توفر الغذاء للفطريات غير كافي للنمو واستمرار الحياة ولكن تحتاج إلى ظروف ومقومات أخرى لاستمرار الحياة.
3. الحرارة: تعتبر معظم الفطريات معتدلة الحرارةMesophylic حيث أن معظمها يستطيع من النمو في الحرارة المعتدلة أي بين 0-35 درجة مئوية ولكن درجة الحرارة المثالية لنمو الفطريات هي 20-30 درجة كما هناك بعض الفطريات التي تعيش في درجات حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية وتسمى محبة للحرارةThermophylic كما هناك بعض الفطريات التي تعيش في درجات حرارة قريبة من الصفر وتسمى محبة للبرودةPsychrophilic.
4. الرطوبة: على الرغم من أن الرطوبة تعتبر عامل مهم يتحكم في النمو إلا أن حاجة الفطريات إلى الرطوبة تختلف باختلاف الفطريات فهناك بعض الفطريات التي تعيش طول حياتها في الماء مثل الفطريات المائية كما هناك الفطريات المسوطة التي تحتاج إلى الماء في بعض أدوار حياتها كما هناك الفطريات التي تعيش في المناطق الجافة وتقاوم الجفافOsmotolerant or osmophylic ولكن بصورة عامة المحتوى المائي الذي تحتاجه الفطريات في الوسط يتراوح بين 13-23% والفطريات التي تحتاج إلى رطوبة عالية هي 60% رطوبة نسبية في الجو.
5. الضوء: على الرغم من الضوء ليس ضرورياً بالنسبة للفطريات ولكن بعض الفطريات تفضل النمو في الظلام مثل العراهين وعش الغراب كما أن بعض الفطريات تحتاج إلى بعض الضوء خاصة في عملية تكوين السبورات وقد أجريت بعض التجارب للتأكد من أهمية الضوء في النمو حيث عرضت بعض الفطريات إلى فترات ضوء خلال نموها ووجدت حلقات من النمو تتماشى مع فترات الضوء.
6. الأوكسجين تختلف الفطريات في حاجتها إلى الأوكسجين ولكن بصورة عامة تحتاج بعض الفطريات إلى الأوكسجين Aerobes ولو بكميات قليلة وخاصة في فترات النمو ولكن بعض الفطريات تعتبر اختيارية في حاجتها إلى الأوكسجين facultative an aerobic أما الخمائر فإنها لا تستعمل الأوكسجين حتى في وجوده خلال عمليات التخمير.
7. تركيز الايون الهايدروجينيPH أيضاً يختلف الأس الهيدروجين باختلاف الفطريات ولكن بصورة عامة أن الأس الهيدروجين بين 4-8 هو الحموضة المثالية للفطريات وهناك بعض الفطريات التي تحب الحموضة العالية وتسمى محبة للحموضة Acid tolerant fungi or Acidphilic وبعض الفطريات تحب المحيط القاعدي وتسمى محبة للقاعدة Basophilic.