SPOROFITY: POCHODZENIE I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2024

Sporofit jest diploidalne wielokomórkowe etapem w cyklu życiowym rośliny lub algi. Pochodzi z zygoty produkowanej podczas zapłodnienia haploidalnego plemnika przez haploidalne plemniki, dlatego każda komórka sporofitu ma podwójny zestaw chromosomów, po jednym od każdego z rodziców.

Rośliny lądowe i prawie wszystkie wielokomórkowe glony mają cykle życiowe, w których wielokomórkowa faza diploidalnych sporofitów przeplata się z wielokomórkową fazą haploidalnego gametofitu.

Paul Garais, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Rośliny z nasionami (nagonasienne) i kwitnące (okrytozalążkowe) mają bardziej widoczną fazę sporofitową niż gametofit i stanowią rośliny zielone z korzeniami, łodygą, liśćmi i szyszkami lub kwiatami.

W roślinach kwitnących gametofity są małe i wypierane przez kiełkujący pyłek i worek zarodkowy.

Sporofit wytwarza zarodniki (stąd jego nazwa) w procesie mejozy, który jest procesem znanym jako „podział redukcyjny”, który zmniejsza o połowę liczbę chromosomów w każdej komórce macierzystej zarodników. Powstałe meiospory (zarodniki pochodzące z mejozy) przekształcają się w gametofit.

Powstałe zarodniki i gametofity są haploidalne, co oznacza, że ​​mają tylko jeden zestaw chromosomów. Dojrzały gametofit będzie produkował gamety męskie lub żeńskie (lub obie) poprzez mitozę.

Połączenie gamet męskich i żeńskich wytworzy diploidalną zygotę, która rozwinie się w nowy sporofit. Cykl ten nazywany jest przemianą pokoleń lub przemianą faz.

Pochodzenie sporofitu

Pochodzenie sporofitu w roślinach lądowych (zarodkach) stanowi fundamentalny etap rozwoju ewolucyjnego. Wszystkie organizmy, z wyjątkiem prokariontów, przechodzą regularną rozmnażanie płciowe, które obejmuje regularną przemianę między mejozą a zapłodnieniem, wyrażając dwa naprzemienne pokolenia.

Aby spróbować wyjaśnić pochodzenie alternatywnych pokoleń, istnieją dwie teorie: antytetyczna i homologiczna. Opierając się na dowodach dotyczących możliwych przodków roślin lądowych, przyjmuje się, że teoria antytetyczna jest bardziej uzasadniona.

Istnieją jednak pewne kompromisy w odniesieniu do procesu ewolucji glonów mszaków i okresu przejściowego roślin lądowych w pteridophytes. Te dwie główne zmiany najlepiej analizować za pomocą teorii neodarwinowskiej i innych ewolucyjnych procesów genetycznych jako odniesienia.

Używa się również terminu mejoza końcowa, ponieważ proces ten zachodzi pod koniec cyklu życiowego tej linii komórkowej. Organizmy te składają się z komórek diploidalnych, a komórki haploidalne są reprezentowane przez gamety.

Podsumowując, sporofit nie tworzy gamet, ale haploidalne zarodniki w wyniku mejozy. Te zarodniki dzielą się w wyniku mitozy i stają się gametofitami, które bezpośrednio wytwarzają gamety.

Sporofity w roślinach lądowych

U tych gatunków roślin cykl życiowy kształtuje się na przemian pokoleń: od diploidalnego sporofitu do haploidalnego gametofitu. Kiedy gameta męska i żeńska jednoczą się i następuje zapłodnienie, powstaje diploidalna komórka zwana zygotą, która regeneruje pokolenie sporofitów.

W ten sposób cykl życia rośliny lądowej jest diplo-haploniczny, z mejozą pośrednią lub zarodnikową. Wszystkie rośliny lądowe, z wyjątkiem mszaków i pteridofitów, są okazami heterosporycznymi, co oznacza, że ​​sporofit daje początek dwóm różnym typom zarodni (megasporangia i mikrosporangia).

Z megasporangiów powstają makrospory, az mikrosporangii powstają mikrospory. Komórki te rozwiną się odpowiednio w gametofity żeńskie i męskie.

Kształt gametofitu i sporofitu, a także stopień ich rozwoju są różne. Jest to znane jako alternatywne heteromorficzne pokolenia.

Sporofity w roślinach mszaków (glony)

W grupie mszaków, w której występują mchy i wątrobowce, występuje dominująca faza gametofitów, w której dorosły sporofit potrzebuje pożywienia.

Zarodkowy sporofit ewoluuje w wyniku podziału komórkowego zygoty w żeńskim narządzie płciowym lub archegonie i we wczesnym stadium rozwoju jest odżywiany przez gametofit. Posiadając tę ​​cechę embrionalną w cyklu życiowym (wspólną dla wszystkich roślin lądowych), grupa ta otrzymuje nazwę embriofitów.

W przypadku glonów występują pokolenia dominujących gametofitów, u niektórych gatunków gametofity i sporofity są morfologicznie podobne (izomorficzne). W roślinach skrzypu, paproci, nagonasiennych i okrytozalążkowych, które przetrwały do ​​dziś, dominuje niezależny sporofit.

Ewolucja mszaków

Pierwsze rośliny lądowe miały sporofity, które wytwarzały identyczne zarodniki (izospory lub homospory). Przodkowie roślin nagonasiennych udoskonalili złożone heterosporyczne cykle życiowe, w których zarodniki wytwarzające gametofity męskie i żeńskie miały różną wielkość.

Samice megaspory były zwykle większe i mniej liczne niż męskie mikrospory.

W okresie dewonu niektóre grupy roślin samodzielnie wyewoluowały heterosporię, a później endosporię, w której gametofity są w minimalnym stopniu przekształcane w ścianie zarodnika.

W roślinach egzosporycznych, wśród których są współczesne paprocie, z zarodników wydostają się gametofity, łamiąc ścianę zarodników i rozwijają się na zewnątrz.

W roślinach endosporycznych megagametofity ewoluują w zarodni, tworząc bardzo mały wielokomórkowy żeński gametofit zawierający żeńskie narządy płciowe (archegonia).

Oocyty są zapładniane w archegonii swobodnie poruszającymi się wiciowcami, wytwarzanymi przez zminiaturyzowane męskie gametofity w postaci przedpyłku. Powstałe jajo lub zygota zostało przekształcone w nową generację sporofitów.

W tym samym czasie pojedyncza duża meiospora lub megaspora zawarta w zmodyfikowanej zarodni pierwotnego sporofitu jest zachowana w pre-zalążku. Ewolucja heterosporii i endosporii jest uważana za jeden z pierwszych kroków w ewolucji nasion wytwarzanych przez dzisiejsze rośliny nagonasienne i okrytozalążkowe.

Bryophytes dzisiaj

Przez 475 milionów lat rośliny lądowe udoskonalały i stosowały te ewolucyjne procedury. 300 000 gatunków roślin, które istnieją obecnie, ma złożony cykl życiowy, w którym występują naprzemiennie sporofity (organizmy wytwarzające zarodniki) i gametofity (organizmy wytwarzające gamety).

W roślinach nienaczyniowych, to znaczy nie mają łodygi ani korzenia (algi zielone, mchy i wątrobowce), strukturą widoczną gołym okiem jest gametofit.

W przeciwieństwie do roślin naczyniowych, takich jak paprocie i rośliny nasienne, ma sporofity. Sporofit rośliny nienaczyniowej wytwarza haploidalne zarodniki jednokomórkowe, a jako produkt mejozy zarodnia.

W całej naturalnej historii Ziemi każdy gatunek roślin zachowuje niezależne mechanizmy rozwoju w odniesieniu do procesów embrionalnych i anatomii gatunku. Według biologów ta informacja jest niezbędna, aby spróbować zrozumieć ewolucyjne pochodzenie przemian pokoleń.

1. Bennici, A. (2008). Pochodzenie i wczesna ewolucja roślin lądowych: problemy i rozważania. Biologia komunikacyjna i integracyjna, 212-218.
2. Campbell, NA i Reece, JB (2007). Biologia. Madryt: Od redakcji Médica Panamericana.
3. Friedman, W. (2013). Jeden genom, dwie Ontogenies. Science, 1045-1046.
4. Gilbert, S. (2005). Biologia rozwojowa. Buenos Aires: Od redakcji Médica Panamericana.
5. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Życie: nauka biologii. Buenos Aires: Od redakcji Médica Panamericana.