Спорофит ( / ˈ s p ɔːr . ə ˌ f aɪ t / ) — диплоидная многоклеточная стадия в жизненном цикле растения или водоросли , которая производит бесполые споры . Эта стадия чередуется с многоклеточной гаплоидной фазой гаметофита .
Спорофит развивается из зиготы , полученной при оплодотворении гаплоидной яйцеклетки гаплоидным сперматозоидом , и каждая клетка спорофита, следовательно, имеет двойной набор хромосом , по одному набору от каждого родителя. Все наземные растения и большинство многоклеточных водорослей имеют жизненные циклы, в которых многоклеточная диплоидная фаза спорофита чередуется с многоклеточной гаплоидной фазой гаметофита . [ требуется ссылка ] У семенных растений , самые большие группы которых — голосеменные и цветковые растения (покрытосеменные), фаза спорофита более выражена, чем гаметофит, и представляет собой знакомое зеленое растение с корнями, стеблем, листьями и шишками или цветами. 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», которое уменьшает число хромосом в каждой материнской клетке споры вдвое. Полученные мейоспоры развиваются в гаметофит. И споры, и полученный гаметофит являются гаплоидными, то есть имеют только один набор хромосом .
Зрелый гаметофит производит мужские или женские гаметы (или и те, и другие) путем митоза . Слияние мужских и женских гамет производит диплоидную зиготу, которая развивается в новый спорофит. Этот цикл известен как чередование поколений или чередование фаз.
Мохообразные ( мхи , печеночники и роголистники ) имеют доминирующую фазу гаметофита, от которой зависит питание взрослого спорофита. Эмбрион- спорофит развивается путем деления клеток зиготы внутри женского полового органа или архегония , и на раннем этапе развития, следовательно, питается гаметофитом. [1] Поскольку эта особенность жизненного цикла, связанная с питанием эмбриона, свойственна всем наземным растениям, их называют эмбриофитами . [ требуется ссылка ]
Большинство водорослей имеют доминирующие поколения гаметофитов, но у некоторых видов гаметофиты и спорофиты морфологически схожи ( изоморфны ). Независимый спорофит является доминирующей формой у всех плаунов , хвощей , папоротников , голосеменных и покрытосеменных, которые сохранились до наших дней. Ранние наземные растения имели спорофиты, которые производили идентичные споры ( изоспоровые или гомоспоровые ), но предки голосеменных развили сложные гетероспоровые жизненные циклы, в которых споры, производящие мужские и женские гаметофиты, были разных размеров, женские мегаспоры имели тенденцию быть крупнее и их было меньше, чем мужских микроспор . [2]
В девонский период несколько групп растений независимо друг от друга развили гетероспорию , а затем и эндоспорию, при которой гаметофиты развиваются в миниатюрной форме внутри стенки споры. Напротив, у экзоспоровых растений, включая современные папоротники, гаметофиты разрывают стенку споры при прорастании и развиваются вне ее. Мегагаметофиты эндоспоровых растений, таких как семенные папоротники , развивались внутри спорангиев родительского спорофита, производя миниатюрный многоклеточный женский гаметофит с женскими половыми органами, или архегонии. Ооциты оплодотворялись в архегониях свободно плавающей жгутиконосной спермой, произведенной переносимыми ветром миниатюрными мужскими гаметофитами в форме предпыльцы. Полученная зигота развилась в следующее поколение спорофита, все еще сохраняясь в пре- семяпочке , единственной большой женской мейоспоре или мегаспоре, содержащейся в модифицированном спорангии или нуцеллусе родительского спорофита. Эволюция гетероспории и эндоспории была одним из самых ранних шагов в эволюции семян того типа, который производят голосеменные и покрытосеменные растения сегодня. Гены рРНК, по-видимому, избегают глобального механизма метилирования у мохообразных, в отличие от семенных растений. [3]