Σποροφύτων προέλευση και παραδείγματα

Το σπορόφυτο είναι το διπλοειδές πολυκύτταρο στάδιο στον κύκλο ζωής ενός φυτού ή άλγης. Προέρχεται από ζυγωτό που παράγεται όταν ένα απλοειδές ωάριο γονιμοποιηθεί από απλοειδή σπερματοζωάρια και ως εκ τούτου, κάθε κύτταρο σποροφύτων έχει ένα διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων, ένα από κάθε γονέα.

Χερσαία φυτά, και σχεδόν όλα πολυκύτταρους φύκια, έχουν κύκλους ζωής, όπου πολυκύτταρους εναλλασσόμενο διπλοειδή φάση σποροφύτων με πολυκύτταρους απλοειδή φάση γαμετόφυτο.

φυτά Seed (γυμνόσπερμα) και ανθοφόρα φυτά (αγγειόσπερμα) έχουν μια πιο εμφανή από την φάση γαμετόφυτο σποροφύτων και είναι πράσινα φυτά με ρίζες, βλαστός, φύλλα και κώνοι ή τα άνθη.

Στα φυτά ανθοφορίας, τα γαμετόφυτα είναι μικρά και αντικαθίστανται από τη βλαστημένη γύρη και τον σάκο εμβρύου.

Το σπορόφυτο παράγει σπόρια (εξ ου και το όνομά του) με τη μείωση, η οποία είναι μια διαδικασία γνωστή ως "διαίρεση μείωσης" που παίρνει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων σε κάθε βλαστικό κύτταρο σπορίων στο μισό. Τα προκύπτοντα μειοσπόρια (σπόροι που προέρχονται από τη μείοσις) γίνονται γαμετόφυτα.

Τα προκύπτοντα σπόρια και γαμετόφυτα είναι απλοειδή, αυτό σημαίνει ότι έχουν μόνο μία ομάδα χρωμοσωμάτων. Το ώριμο γαμετόφυτο θα παράγει αρσενικούς ή θηλυκούς γαμέτες (ή και τους δύο) με μίτωση.

Η ένωση των αρσενικών και θηλυκών γαμετών θα παράγει ένα διπλοειδές ζύγω που θα γίνει ένα νέο σπορόφυτο. Αυτός ο κύκλος ονομάζεται εναλλαγή γενεών ή εναλλασσόμενων φάσεων.

Ευρετήριο

• 1 Προέλευση του σπορώφυτου
• 2 Σπορόφυτα σε χερσαία φυτά
• 3 Σπορόφυτα σε φυτά βρυοφυτικών (άλγη)
  • 3.1 Εξέλιξη των βρυοφύτων
  • 3.2 Οι βρυόφυτες σήμερα
• 4 Αναφορές

Προέλευση του σποριοφύτου

Η προέλευση του σποροφύτου στα χερσαία φυτά (έμβρυα) αποτελεί ένα θεμελιώδες στάδιο στην εξελικτική ανάπτυξη. Όλοι οι οργανισμοί, εκτός από τους προκαρυώτες, υφίστανται μια κανονική σεξουαλική αναπαραγωγή που συνεπάγεται μια τακτική εναλλαγή μεταξύ μείωσης και γονιμοποίησης, εκφράζοντας δύο εναλλασσόμενες γενεές.

Για να προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε την προέλευση των εναλλασσόμενων γενεών, υπάρχουν δύο θεωρίες: η αντιθετική και η ομόλογη. Με βάση τα στοιχεία των πιθανών προγόνων των χερσαίων φυτών, η αντιθετική θεωρία γίνεται αποδεκτή ως πιο λογική.

Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες διαφορές ως προς την εξελικτική πορεία των φύλλων των βρυοφυτικών και την μεταβατική περίοδο των χερσαίων φυτών σε πτεριόφυτα. Αυτές οι δύο σημαντικές αλλαγές αναλύονται καλύτερα χρησιμοποιώντας τη νεο-Δαρβινική θεωρία και άλλες εξελικτικές γενετικές διαδικασίες ως αναφορά.

Η έκφραση: τελική μεΐωση χρησιμοποιείται επίσης επειδή η διαδικασία αυτή συμβαίνει στο τέλος του κύκλου ζωής αυτής της κυτταρικής σειράς. Αυτοί οι οργανισμοί αποτελούνται από διπλοειδή κύτταρα και τα απλοειδή κύτταρα αντιπροσωπεύονται από τους γαμέτες.

Συμπερασματικά, το σπορόφυτο δεν σχηματίζει γαμέτες, αλλά απλοειδή σπόρια από μείοσις. Αυτά τα σπόρια διαιρούνται με μίτωση και γίνονται γαμετόφυτα, τα οποία παράγουν γαμέτες άμεσα.

Σπορόφυτα σε χερσαία φυτά

Σε αυτά τα είδη φυτών, ο κύκλος ζωής σχηματίζεται από μία εναλλαγή γενεών: από το διπλοειδές σπορόφυτο έως το απλοειδές γαμετόφυτο. Συνδυάζοντας το αρσενικό γαμέτα και το θηλυκό γαμέτα και παράγουν γονιμοποίηση, δημιουργείται ένα διπλοειδές κύτταρο που ονομάζεται ζυγώτης, το οποίο αναγεννά τη δημιουργία σποριοφύτων.

Με αυτόν τον τρόπο, ο κύκλος ζωής του χερσαίου φυτού είναι διπλο-απλονος, με ενδιάμεση ή σφαιρική μεΐωση. Όλα τα φυτά της γης, εκτός από βρυόφυτα και πτεριδόφυτων είναι δείγματα heterosporos, πράγμα που σημαίνει ότι η σποροφύτων δημιουργεί δύο διαφορετικούς τύπους σποραγγείων (megasporangios και microsporangia).

Τα μεσαπορραγία δημιουργούν μακροσπόρια, και τα μικροσπόρια προέρχονται από μικροσπόρους. Αυτά τα κύτταρα θα γίνουν αρσενικά και θηλυκά γαμετόφυτα αντίστοιχα.

Το σχήμα του γαμετόφυτου και του σπορόφυτου, καθώς και ο βαθμός ανάπτυξής τους, είναι διαφορετικοί. Αυτό είναι αυτό που είναι γνωστό ως εναλλασσόμενες ετερομορφικές γενιές.

Σπορόφυτα σε φυτά μοσχεύματος (άλγη)

Η ομάδα των βρυοφυτικών φυτών, όπου υπάρχουν βρύα και συκώτια, παρουσιάζει μια κυρίαρχη φάση γαμετοφίτου στην οποία ο ενήλικας σπορόφυτος χρειάζεται διατροφή.

Το εμβρυϊκό σπορόφυτο εξελίσσεται με την κυτταρική διαίρεση του ζυγώτη στο θηλυκό σεξουαλικό όργανο ή το archegonium και στην πρώιμη ανάπτυξή του τροφοδοτείται από το γαμετόφυτο. Έχοντας αυτό το εμβρυϊκό χαρακτηριστικό στον κύκλο ζωής (κοινό για όλα τα χερσαία φυτά), αυτή η ομάδα ονομάζεται εμβρυοφόρα.

Στην περίπτωση των φυκών, υπάρχουν γενιές κυρίαρχων γαμετόφυτων, σε ορισμένα είδη γαμετόφυτα και σπορόφυτα είναι μορφολογικά όμοια (ισόμορφα). Στα φυτά αλογοουρά, φτέρες, γυμνοσπερμίες και αγγειόσπερμα που έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα, ένα ανεξάρτητο σπορόφυτο είναι η κυρίαρχη μορφή.

Εξέλιξη των βρυοφύτων

Τα πρώτα χερσαία φυτά είχαν σπορόφυτα που παρήγαγαν ταυτόσημους σπόρους (ισοσπόρια ή ομοσπόρια). Οι πρόγονοι των γυμνοσπερμίων τελειοποίησαν τους σύνθετους ετερόσπορους κύκλους ζωής στους οποίους τα σπορίδια παραγωγής αρσενικών και θηλυκών γαμετόφυτων είχαν διαφορετικά μεγέθη.

Τα θηλυκά megaspores τείνουν να είναι μεγαλύτερα και λιγότερο πολυάριθμα από τα αρσενικά μικροσπόρια.

Στην Devonian περίοδο, ορισμένες ομάδες φυτών εξελίχθηκε ανεξάρτητα heterospory, και στη συνέχεια endosporia, όπου γαμετόφυτα καταστεί ελαχίστως εντός του τοιχώματος σπορίων.

Σε εξωσπορικά φυτά, μεταξύ των οποίων βρίσκονται οι σύγχρονες φτέρες, τα γαμετόφυτα αφήνουν το σπόριο να σπάσει το τοίχωμα σπορίων και αναπτύσσεται έξω.

Στα ενδοσπορικά φυτά, τα μεγαγαμετόφυτα εξελίσσονται μέσα στο σποράγγιο για να παράγουν ένα πολύ μικρό πολυκύτταρο θηλυκό γαμετόφυτο που διαθέτει θηλυκά όργανα του φύλου (archegonia).

Τα ωοκύτταρα γονιμοποιούνται σε archegonia με σκαθαρισμένο σπέρμα ελεύθερης μετατόπισης, που παράγεται από αρσενικά γαμετόφυτα μικροσκοπικά με τη μορφή προ-γύρης. Το προκύπτον ωάριο ή ζύγω έγινε η νέα γενιά σποριοφύτων.

Ταυτόχρονα, η μέσιοσπόρα ή η μεγάλη μεμονωμένη μεγασπόρ που περιέχεται στο τροποποιημένο σποράγγιο του αρχικού σποριοφύτου διατηρείται εντός του προ-ωοθήκης. Η εξέλιξη της ετερόσπορας και της ενδοσκόπησης θεωρούνται ως μερικά από τα πρώτα βήματα στην εξέλιξη των σπόρων που παράγουν τα σημερινά γυμνοσπερμίες και αγγειόσπερμα..

Οι βρυόφυτες σήμερα

Μέσα σε 475 εκατομμύρια χρόνια, τα χερσαία φυτά έχουν τελειοποιήσει και εφαρμόζουν αυτές τις εξελικτικές διαδικασίες. Τα 300.000 είδη φυτών που υπάρχουν σήμερα, παρουσιάζουν έναν σύνθετο κύκλο ζωής που εναλλάσσει τα σπορόφυτα (οργανισμούς που παράγουν σπόρια) και τα γαμετόφυτα (οργανισμοί που παράγουν γαμέτες).

Στα μη αγγειακά φυτά, δηλαδή ότι δεν έχουν στέλεχος ή ρίζα (τα πράσινα φύκια τα βρύα και τα ήπαρ), η δομή που είναι ορατή με γυμνό μάτι είναι το γαμετόφυτο.

Σε αντίθεση με τα αγγειακά φυτά, όπως οι φτέρες και τα φυτά με σπόρους που έχουν σπορόφυτα. Το σπορόφυτο ενός μη αγγειακού φυτού δημιουργεί μονοκύτταρα απλοειδή σπόρια και ως προϊόν μείωσης του σποραγγείου.

Σε όλη τη φυσική ιστορία της γης, κάθε είδος φυτού καταφέρνει να διατηρήσει μηχανισμούς ανεξάρτητης ανάπτυξης σε σχέση με τις εμβρυϊκές διεργασίες και την ανατομία του είδους. Σύμφωνα με τους βιολόγους, αυτές οι πληροφορίες είναι θεμελιώδεις για να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε την εξελικτική προέλευση της εναλλαγής των γενεών.

Αναφορές

1. Bennici, Α. (2008). Προέλευση και πρώιμη εξέλιξη των χερσαίων φυτών: προβλήματα και εκτιμήσεις. Επικοινωνιακή και ολοκληρωτική βιολογία, 212-218.
2. Campbell, Ν.Α. και Reece, J.B. (2007). Βιολογία. Μαδρίτη: Εκδοτική Panamericana Médica.
3. Friedman, W. (2013). Ένα γονιδίωμα, δύο οντογόνα. Επιστήμη, 1045-1046.
4. Ο Gilbert, S. (2005). Βιολογία της ανάπτυξης. Μπουένος Άιρες: Εκδόσεις Panamericana Medical.
5. Sadava, D.E., Purves, W.H. (2009). Ζωή: Η επιστήμη της βιολογίας. Μπουένος Άιρες: Εκδόσεις Panamericana Medical.