Спорофит
Спорофит ˈ ( / , s p ɔːr . ə ˌ f aɪ t / ) — это диплоидная многоклеточная стадия жизненного цикла растения водоросли или которая производит бесполые споры . Эта стадия чередуется с фазой многоклеточного гаплоидного гаметофита .
Жизненный цикл
[ редактировать ] |
Спорофит развивается из зиготы , образующейся при оплодотворении гаплоидной яйцеклетки гаплоидным сперматозоидом , и поэтому каждая клетка спорофита имеет двойной набор хромосом , по одному набору от каждого родителя. Все наземные растения и большинство многоклеточных водорослей имеют жизненный цикл, в котором фаза многоклеточного диплоидного спорофита чередуется с фазой многоклеточного гаплоидного гаметофита . [ нужна ссылка ] У семенных растений , крупнейшими группами которых являются голосеменные и цветковые растения (покрытосеменные), фаза спорофита более заметна, чем гаметофит, и представляет собой привычное зеленое растение с корнями, стеблем, листьями и шишками или цветками. У цветковых растений гаметофиты сильно уменьшены в размерах и представлены проросшей пыльцой и зародышевым мешком.
Спорофит производит споры (отсюда и название) путем мейоза — процесса, также известного как «редукционное деление», при котором количество хромосом в каждой материнской клетке споры уменьшается вдвое. Образовавшиеся мейоспоры развиваются в гаметофит. И споры, и образовавшийся гаметофит гаплоидны, то есть имеют только один набор хромосом .
Зрелый гаметофит производит мужские или женские гаметы (или обе) путем митоза . В результате слияния мужской и женской гамет образуется диплоидная зигота, из которой развивается новый спорофит. Этот цикл известен как чередование поколений или чередование фаз.
Примеры
[ редактировать ]
Мохообразные ( мохи , печеночники и роголистники ) имеют доминирующую фазу гаметофита, от которой зависит питание взрослого спорофита. Эмбриональный и, следовательно , спорофит развивается путем деления клеток зиготы внутри женского полового органа или архегония на раннем этапе своего развития питается гаметофитом. [1] Поскольку эта особенность жизненного цикла, связанная с воспитанием эмбрионов, является общей для всех наземных растений, они известны под общим названием эмбриофиты . [ нужна ссылка ]
У большинства водорослей доминируют поколения гаметофитов, но у некоторых видов гаметофиты и спорофиты морфологически сходны ( изоморфны ). Самостоятельный спорофит — доминирующая форма у всех плаунов , хвощей , папоротников , голосеменных и покрытосеменных, дошедших до наших дней. Ранние наземные растения имели спорофиты, которые давали идентичные споры ( изоспоровые или гомоспоровые ), но предки голосеменных растений развили сложные гетероспоровые жизненные циклы, в которых споры, образующие мужские и женские гаметофиты, были разного размера, причем женские мегаспоры имели тенденцию быть крупнее и меньше у число, чем мужские микроспоры . [2]
Эволюционная история
[ редактировать ]В девонский период несколько групп растений независимо развили гетероспорию , а затем и эндоспорию, при которой гаметофиты развиваются в миниатюрной форме внутри споровой стенки. Напротив, у экзоспоровых растений, включая современные папоротники, гаметофиты разрывают стенку споры при прорастании и развиваются за ее пределами. Мегагаметофиты семенные эндоспоровых растений, таких как папоротники, развивались внутри спорангиев родительского спорофита, образуя миниатюрный многоклеточный женский гаметофит с женскими половыми органами или архегониями. Ооциты , продуцируемыми перенесенными оплодотворялись в архегониях свободноплавающими жгутиковыми сперматозоидами ветром миниатюрными мужскими гаметофитами в виде предпыльцы. Образовавшаяся зигота развилась в следующее поколение спорофитов, сохраняя при этом внутри предяйцеклетки , единственную большую женскую мейоспору или мегаспору, содержащуюся в модифицированном спорангии или нуцеллусе родительского спорофита. Эволюция гетероспории и эндоспории была одним из самых ранних этапов эволюции семена , которые сегодня производят голосеменные и покрытосеменные растения. Гены рРНК, по-видимому, ускользают от механизма глобального метилирования у мохообразных, в отличие от семенных растений. [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рески Р. (февраль 1998 г.). «Развитие, генетика и молекулярная биология мхов». Ботаника Акта . 111 (1): 1–5. дои : 10.1111/j.1438-8677.1998.tb00670.x .
- ^ Бейтман Р.М., Димишель В.А. (1994). «Гетероспория - наиболее повторяющаяся ключевая инновация в эволюционной истории царства растений». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 69 (3): 345–417. дои : 10.1111/j.1469-185x.1994.tb01276.x . S2CID 29709953 .
- ^ Матяшек Р., Крумпольцова А., Лунерова Ю., Микулашкова Е., Росселло Ю.А., Коваржик А. (2019). «Уникальные эпигенетические особенности генов рибосомальной РНК (рДНК) у ранних дивергентных растений (мохообразных)» . Границы в науке о растениях . 10 : 1066. дои : 10.3389/fpls.2019.01066 . ПМК 6739443 . ПМИД 31543890 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Кенрик П., Crane PR (сентябрь 1997 г.). «Происхождение и ранняя эволюция растений на суше». Природа . 389 (6646): 33–39. Бибкод : 1997Natur.389...33K . дои : 10.1038/37918 . S2CID 3866183 .
- Тейлор Т.Н., Керп Х., Хасс Х. (апрель 2005 г.). «Биология истории жизни ранних наземных растений: расшифровка фазы гаметофита» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (16): 5892–7. дои : 10.1073/pnas.0501985102 . ПМК 556298 . ПМИД 15809414 .
- Bell PR, Хелмсли, Арканзас (2000). Зеленые растения. Их происхождение и разнообразие . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-64673-1 .
