stringtranslate.com

Спорофит

Диаграмма, показывающая чередование поколений диплоидного спорофита (внизу) и гаплоидного гаметофита (вверху).

Спорофит ( / ˈ s p ɔːr . ə ˌ ft / [ необходима ссылка ] ) — это диплоидная многоклеточная стадия жизненного цикла растения или водоросли , которая производит бесполые споры . Эта стадия чередуется с фазой многоклеточного гаплоидного гаметофита .

Жизненный цикл

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 цитата ] У семенных растений , крупнейшими группами которых являются голосеменные и цветковые растения (покрытосеменные), фаза спорофита более заметна, чем гаметофит, и представляет собой знакомое зеленое растение с его корнями, стеблем, листьями и шишками или цветы. У цветковых растений гаметофиты сильно уменьшены в размерах и представлены проросшей пыльцой и зародышевым мешком . [ нужна цитата ]

Спорофит производит споры (отсюда и название) путем мейоза — процесса, также известного как «редукционное деление», при котором число 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 . [ нужна цитата ]

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. [ нужна цитата ]

Примеры

Молодые спорофиты мха обыкновенного Tortula muralis . У мхов доминирующим поколением является гаметофит, а спорофиты состоят из стеблей со спорангиями, растущих из кончиков гаметофитов .
Спорофиты мха весной
У цветковых растений спорофит включает все многоклеточное тело, за исключением пыльцы и зародышевого мешка.

Мохообразные ( мохи , печеночники и роголистники ) имеют доминирующую фазу гаметофита, от которой зависит питание взрослого спорофита. Эмбриональный спорофит развивается путем деления клеток зиготы внутри женского полового органа или архегония и, следовательно , на ранних стадиях 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 цитата ]

Клейстокарпный спорофит мха Physcomitrella patens.

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 производили идентичные споры ( изоспоровые или гомоспоровые ), но у предков голосеменных развились 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

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 эндоспоровых растений, таких как семенные папоротники , развивались внутри спорангиев родительского спорофита, образуя миниатюрный многоклеточный женский гаметофит с женскими половыми органами или архегониями. Ооциты оплодотворялись в архегониях свободноплавающими жгутиковыми сперматозоидами , продуцируемыми перенесенными 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 гетероспор и эндоспорий была одним из самых ранних этапов эволюции семян , которые сегодня производят голосеменные и покрытосеменные растения. Гены рРНК, по-видимому, ускользают от механизма глобального метилирования у мохообразных, в отличие от семенных растений. [3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Рески Р. (февраль 1998 г.). «Развитие, генетика и молекулярная биология мхов». Ботаника Акта . 111 (1): 1–5. doi :10.1111/j.1438-8677.1998.tb00670.x.
  2. ^ 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. doi :10.1111/j.1469-185x.1994.tb01276.x. S2CID  29709953.
  3. ^ Матяшек Р., Крумпольцова А., Лунерова Дж., 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