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