ما هي الخميرة
الخميرة هي كائن حي وحيد الخلية يحتاج إلى عدة عوامل للنمو، وهي الغذاء والدفء والرطوبة. تحول الخميرة طعامها المكون من السكر والنشا إلى ثاني أكسيد الكربون والكحول أثناء عملية التخمير، وهي كائن حي بيضاوي الشكل ولا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر. يتطلب وزن الخميرة جراما واحدا عشرين مليار خلية. خلايا الخميرة تهضم الطعام للحصول على الطاقة اللازمة للنمو، وتنتمي الخميرة إلى مملكة الفطريات. حوالي 1% من جميع أنواع الفطريات هي أنواع الخميرة، وتم اكتشاف حوالي 1500 نوعا منها
طريقة تكاثر الخميرة
الخميرة هي مادة تعمل على تخمير العجين لصنع المخبوزات عن طريق القيام بعدة مراحل وهي التغذية والتدفئة والرطوبة، ولكي تنمو الخميرة تقوم بتحويل طعامها المكون من السكر والنشا إلى ثاني أكسيد الكربون والكحول أثناء عملية التخمير، أي أن الخميرة يمكن استخدامها لإنتاج المشروبات الكحولية.
تستخدم خميرة الخبز المعروفة باسم (Saccharomyces cerevisiae) السكريات الموجودة في الدقيق لإنتاج الطاقة وإطلاق الكحول الإيثانول، وتكوين فقاعات من ثاني أكسيد الكربون الذي يساعد في تخفيف اللون ورفع العجينة. يتم استخدام خميرة الخبز أيضا في صنع بعض أنواع البيرة، حيث تستخدم السكريات الموجودة في الحبوب مثل الشعير لإنتاج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون. استخدم العلماء خميرة الخبز على نطاق واسع لدراسة العمليات الخلوية المهمة، وتتكاثر خميرة الخبز أيضا كما هو مذكور
التكاثر اللاجنسي في الخميرة
تشير عملية التكاثر اللاجنسي إلى تكرار وراثي للسلف دون مساهمة وراثية من فرد آخر، وقد تكون أبسط طريقة لتكاثر الفطريات هي تفتيت القشرة أو الجسم الفطري نفسه، وتنقسم عملية الإنقسام اللاجنسي في الخمائر إلى نوعين، وهما: الانقسام الخلوي والتبرعم
- أولًا التكاثر بالانشطار
تتكاثر بعض الخمائر عن طريق الانقسام الخلوي البسيطأو الانشطار، حيث تتعرض خلية واحدة للانقسام النووي وتنقسم إلى خليتين متطابقتين، ومن ثم تنقسم هذه الخلايا لتشكل مجموعة من الخلايا في النهاية
- ثانيًا التكاثر بالتبرعم
في الفطريات الخيطية، يحدث التكاثر بالتبرعم، وتتم طريقة التبرعم في الخميرة بانقسام الفطريات إلى أجزاء، وكل جزء قادر على النمو إلى فرد جديد، وتنتشر هذه الفطريات عشوائيا على طبقة من المغذيات الصلبة الملقحة بالجراثيم أو الشظايا من الفطريات. التبرعم هو طريقة أخرى للتكاثر اللاجنسي، وتحدث في معظم الخمائر وبعض الفطريات الخيطية، حيث يتطور البرعم على سطح خلية الخميرة أو الواصلة مع اتصال السيتوبلازم في البرعم مع الخلية الأم، ثم تنقسم نواة الخلية الأم وتهاجر إحدى نوى الخليتين المنقسمتين إلى البرعم، وتبقى الأخرى في الخلية الأم. الخلية الأم هي الخلية القادرة على إنتاج العديد من البراعم على سطحها عن طريق التوليف المستمر للسيتوبلازم والانقسامات النووية المتكررة، وبعد أن يتطور البرعم إلى نقطة معينة وحتى قبل أن يفصل عن الخلية الأم، يكون البرعم قادرا على التبرعم بنفس العملية، وبهذه الطريقة يمكن إنتاج سلسلة من الخلايا، وهذا يفسر نتيجة عملية التخمير للخميرة. في النهاية، تضغط البراعم الفردية على الخلية الأم وتصبح خلايا خميرة فردية، والبراعم المقروصة من خيوط الفطريات الخيطية تتصرف كجراثيم، حيث تنبت، وكل منها يؤدي إلى تكوين هيكل يسمى أنبوب جرثومي، والذي يتطور إلى خيوط جديدة، وهذا هو أحد أهم خصائص التبرعم
رغم أن الانشطار والتبرعم هما طرق تكاثر لاجنسي شائعتان في الفطريات، إلا أن الأكثرية تتكاثر لاجنسيًا عن طريق تشكيل الأبواغ، وتُطلق على الجراثيم التي تتكاثر لاجنسيًا اسم “ميتوسبوريس”، وتتم إنتاج هذه الجراثيم بطرق عدة.
التكاثر الجنسي في الخميرة
يعتبر التكاثر الجنسي مصدرا هاما للتنوع الجيني في الفطريات، حيث يسمح لها بالتكيف مع بيئات جديدة. وتتميز عملية التكاثر الجنسي للفطريات بفرادتها في العديد من الجوانب، بينما يقتصر الانقسام النووي في الكائنات الأخرى مثل الحيوانات والنباتات والطلائعيات على تفكيك وإعادة تكوين الغشاء النووي. وعلى عكس ذلك، يظل الغشاء النووي في الفطريات سليما طوال العملية، وعلى الرغم من وجود بعض الفجوات في سلامته في بعض الأنواع التي تؤدي إلى تقسيم نواة الفطر في منتصفها وتفكيك الكروموسومات الثنائية الصبغيات عن طريق ألياف المغزل داخل النواة السليمة، غالبا ما يتم الاحتفاظ بالنواة وتقسيمها بين الخلايا الجديدة، على الرغم من أنه قد يتم طردها من النواة أو تكون مشتتة داخلها ولكن يمكن اكتشافها. وتتكون عملية التكاثر الجنسي في الفطريات من ثلاث مراحل متتالية كما يلي:
- plasmogamy
تحدث عملية التكاثر الجنسي في الفطريات عن طريق تفكيك الكروموسومات ثنائية الصبغيات إلى خليتين متطابقتين، تحتوي كل خلية منهما على مجموعة واحدة من الكروموسومات -حالة أحادية الصيغة الصبغية- ثم تأتي مرحلة (Plasmogamy) وهي المرحلة التي يحدث فيها اندماج اثنين من البروتوبلاست -محتويات الخليتين- وهما نواتين فرديتين متوافقتين، في هذه المرحلة نجد أنه يوجد نوعان نوويان في نفس الخلية، لكن النوى لم تلتحم بعد؛ بالتالي ينتج عن هذه النواة ما يعرف باسم (Karyogamy)
- karyogamy
يتم في مرحلة “الكاريوجامي” اندماج النوى الفردية لتشكيل نواة ثنائية الصبغيات، وتسمى الخلية التي تحدث فيها الكاريوجامي باسم “الزيجوت”، وهي الخلية الوحيدة ذات الصبغيات المزدوجة في دورة الحياة، وتحدث عادة في الفطريات بعد تزاوج البلازما، ويمكن أن تستمر لعدة أجيال
- meiosis
هو الانقسام الخلوي الذي يقلل من عدد الكروموسوم إلى مجموعة واحدة لكل خلية، وعادةً ما يتبع مرحلة (karyogamy) مرحلة (plasmogamy) في بعض الفطريات السفلية، ولكن في الفطريات الأكثر تطورًا يتم فصل هاتين المرحلتين عن بعضهم البعض، ويقم الانقسام الاختزالي بإعادة المرحلة الفردية، ويتم دمج النوى أحادية الصيغة الصبغية الناتجة عن الانقسام الاختزالي بشكل عام في جراثيم تسمى الأبواغ المتوسطة.
فوائد الخميرة
تدخل الخميرة في العديد من المنتجات والصناعات من حولنا مثل: تصنع المخبوزات والحلويات، وتباع في الأسواق ما يعرف بالخميرة البيرة، وهي عبارة عن مكملات غذائية غير نشطة التي تستخدم في العديد من العلاجات وتتمتع بالعديد من الفوائد، ومن أهم تلك الفوائد الخميرة:
- يساهم تناول هذه المادة في حماية الجهاز التنفسي من العدوى والأمراض العلوية مثل نزلات البرد والإنفلونزا.
- تحافظ على صحة الشعر، إذا كانت نقصا في بعض العناصر الغذائية المهمة، مثل: فيتامينات ب وبعض الأحماض الأمينية والمعادن، فقد يؤثر ذلك سلبا على صحة الشعر. لذلك، تناول خميرة البيرة يساعد بشكل كبير في توفير حوالي 17 نوعا من الفيتامينات و 14 نوعا من المعادن المهمة و 16 نوعا من الأحماض الأمينية التي تعتبر عناصر أساسية لصحة الشعر
- تستخدم الخميرة في علاج بعض الالتهابات المعوية وتعالج الإسهال، إذ تحارب البكتيريا المسببة لالتهابات الأمعاء وتحفز الأنزيمات المعوية التي تساعد في تخفيف الإسهال وعلاجه
- تساهم فيتامين ب12 في تعويض نقص الجسم منه، ويساعد على توازن الجسم وصحة الوظائف العقلية، وخاصة قوة الذاكرة.
- تقوّي الجهاز المناعي في الجسم.
- يساعد على تهدئة الأعصاب وعلاج الصداع والشقيقة
- تساعد أنواع مختلفة من الأطعمة في علاج مرض السكري بأنواعه المختلفة، حيث تحتوي على مركب الكروم الذي يساهم في تنظيم مستويات السكر في الدم.
أضرار الخميرة
يتمتع الخميرة بالعديد من الفوائد كما ذُكر سابقاً، إلا أنها أيضاً تحمل العديد من الأمراض التي تؤثر على جسم الإنسان، حيث تسبب العديد من المضاعفات والأضرار، ومن بين أضرار الخميرة ما يلي:
- خفض معدل السكّر في الدم.
- الإصابة بمرض الكُساح.
- ضعف وهزال في بنية الجسم، بما في ذلك العظام.
- تسبب مشاكل كثيرة في الجهاز الهضمي والمعدة، بما في ذلك تراكم الغازات وانتفاخ البطن.
- يسبب الحساسية في الجلد، ويترافق ذلك مع تورم وحكة مزعجة.