Generowanie gametofitów w cyklu życia rośliny

Gametofity z mchu. Na przemian z pokoleniami faza gametofitowa jest pokoleniem wytwarzającym gamety. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

A gametofit reprezentuje fazę seksualną życia rośliny. Ten cykl nazywa się zmiana pokoleń a organizmy zmieniają się pomiędzy fazą płciową lub wytwarzaniem gametofitów i fazą bezpłciową lub wytwarzaniem sporofitów. Termin gametofit może odnosić się do fazy gametofitu cyklu życiowego rośliny lub do konkretnego ciała rośliny lub organu, który wytwarza gamety.

To jest w haploidalny struktura gametofitu, która gamety są tworzone. Te samce i samicekomórki płciowe, znane również jako komórki jajowe i plemniki, łączą się podczasnawożenieuformować diploidalny zygota. Zygota rozwija się w diploidalny sporofit, który reprezentuje bezpłciową fazę cyklu. Sporofity wytwarzają haploidy zarodniki z których rozwijają się haploidalne gametofity. W zależności od rodzaju rośliny, większość jej cyklu życiowego można spędzić w generowaniu gametofitów lub sporofitów. Inne organizmy, takie jak niektóre glony oraz grzyby , mogą spędzać większość swoich cykli życiowych w fazie gametofitu.

Rozwój gametofitu

Sporofity mchu. Santiago Urquijo/Moment/Getty

Gametofity rozwijają się z kiełkowania zarodniki . Zarodniki to komórki rozrodcze, które mogą dać początek nowym organizmombezpłciowo(bez nawożenia). Są to komórki haploidalne, które są wytwarzane przez mejoza w sporofity . Po kiełkowaniu haploidalne zarodniki ulegają mitoza tworząc wielokomórkową strukturę gametofitu. Dojrzały gametofit haploidalny wytwarza następnie gamety przez mitozę.

Ten proces różni się od tego, co obserwuje się w organizmach zwierzęcych. W komórki zwierzęce haploidalne komórki (gamety) są wytwarzane tylko przez mejozę i tylko komórki diploidalne ulegają mitozie. W roślinach faza gametofitu kończy się wytworzeniem diploidalnej zygoty przezrozmnażanie płciowe. Zygota reprezentuje fazę sporofitu, na którą składa się pokolenie roślin z komórkami diploidalnymi. Cykl zaczyna się od nowa, gdy diploidalne komórki sporofitu przechodzą mejozę, aby wytworzyć haploidalne zarodniki.

Generowanie gametofitów w roślinach nienaczyniowych

TROJANEK. Marchantia, Żeński Gametofit Struktury zawierające archegonium w wątrobowce. Struktury w kształcie szypułek w kształcie parasola noszą archegonię. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

Faza gametofitu jest fazą podstawową w rośliny nienaczyniowe , takich jak mchy i wątrobowce. Większość roślin to heteromorficzny , co oznacza, że ​​produkują dwa różne typy gametofitów. Jeden gametofit wytwarza jajeczka, podczas gdy drugi wytwarza plemniki. Mchy i wątrobowce są także heterospory , co oznacza, że ​​produkują dwa różne rodzaje zarodniki . Zarodniki te rozwijają się w dwa różne typy gametofitów; jeden rodzaj wytwarza plemniki, a drugi jaja. Męski gametofit rozwija narządy rozrodcze zwane anterydia (produkują plemniki) i rozwija się żeński gametofit archegonia (produkować jaja).

Rośliny nienaczyniowe muszą żyć w wilgotnych siedliskach i polegać na wodzie, aby sprowadzić samca i samicę gamety razem. Odnawożenie, powstała zygota dojrzewa i rozwija się w sporofit, który pozostaje związany z gametofitem. Struktura sporofitu jest zależna od gametofitu odżywiania, ponieważ tylko gametofit jest w stanie fotosynteza . Pokolenie gametofitów w tych organizmach składa się z zielonej, liściastej lub podobnej do mchu roślinności zlokalizowanej u podstawy rośliny. Pokolenie sporofitów jest reprezentowane przez wydłużone łodygi ze strukturami zawierającymi zarodniki na końcu.

Generowanie gametofitów w roślinach naczyniowych

Protal to faza gametofitu w cyklu życiowym paproci. Protallia w kształcie serca wytwarza gamety, które łączą się w zygotę, która rozwija się w nową roślinę sporofitu. Lester V. Bergman/Corbis Documentary/Getty Images

W roślinach z naczyniowe systemy tkankowe , faza sporofitu jest podstawową fazą cyklu życiowego. W przeciwieństwie do roślin nienaczyniowych faza gametofitowa i sporofitowa w rośliny naczyniowe nienasienne są niezależne. Zarówno gametofit, jak i pokolenie sporofitów są zdolne do tego fotosynteza . Paprocie są przykładami tego typu roślin. Wiele paproci i innych roślin naczyniowych jest homospora , co oznacza, że ​​produkują jeden rodzaj zarodników. The diploidalny produkuje sporofit haploidalny zarodniki (by mejoza ) w wyspecjalizowanych workach zwanych zarodniami.

Sporangia znajdują się na spodzie liści paproci i uwalniają zarodniki do środowiska. Kiedy haploidalny zarodnik kiełkuje, dzieli się przez mitoza tworzenie haploidalnej rośliny gametofitowej zwanej a protal . Protal wytwarza zarówno męskie, jak i żeńskie narządy rozrodcze, które tworzą odpowiednio plemniki i jaja. Woda jest potrzebna donawożenieodbywa się, gdy plemniki płyną w kierunku żeńskich narządów rozrodczych (archegonia) i łączą się z jajeczkami. Po zapłodnieniu diploidalna zygota rozwija się w dojrzałą roślinę sporofitową, która powstaje z gametofitu. W paprocie , faza sporofitowa składa się z liściastych liści, zarodni, korzeni i tkanki naczyniowej. Faza gametofitowa składa się z małych roślin w kształcie serca lub prothallia.

Generowanie gametofitów w roślinach produkujących nasiona

Ta kolorowa fotografia ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) pokazuje łagiewki pyłkowe (pomarańczowe) na słupku kwiatu goryczki preriowej (Gentiana sp.). Pyłek zawiera męskie komórki płciowe rośliny kwitnącej. SUSUMU NISHINAGA / naukowa biblioteka zdjęć / Getty Images

W zakładach nasiennych, takich jak okrytozalążkowe i nagonasiennych, wytwarzanie mikroskopijnych gametofitów jest całkowicie zależne od wytwarzania sporofitów. W rośliny kwitnące , pokolenie sporofitów wytwarza zarówno osobniki męskie, jak i żeńskie zarodniki . Męskie mikrospory (plemniki) tworzą się w mikrosporangii (workach pyłkowych) w pręciku kwiatu. Żeńskie megaspory (jaja) tworzą się w megasporangium w jajniku kwiatowym. Wiele roślin okrytonasiennych ma kwiaty zawierające zarówno mikrosporangium, jak i megasporangium.

Thenawożenieproces ma miejsce, gdy pyłek kwiatowy jest przenoszony przez wiatr, owady lub inne zapylacze roślin do żeńskiej części kwiatu (karpel). Ziarno pyłku kiełkuje tworząc łagiewka pyłkowa który rozciąga się w dół, aby przeniknąć do jajnika i umożliwić plemnikowi zapłodnienie komórki jajowej. Zapłodnione jajo rozwija się w ziarno, które jest początkiem nowego pokolenia sporofitów. Pokolenie żeńskich gametofitów składa się z megaspor z woreczkiem zarodkowym. Pokolenie męskich gametofitów składa się z mikrospor i pyłku. Pokolenie sporofitów składa się z ciała rośliny i nasion.

Gametofit Kluczowe dania na wynos

• Cykl życiowy rośliny zmienia się pomiędzy fazą gametofitu i fazą sporofitu w cyklu zwanym przemianą pokoleń.
• Gametofit reprezentuje fazę seksualną cyklu życiowego, ponieważ w tej fazie wytwarzane są gamety.
• Sporofity roślin reprezentują bezpłciową fazę cyklu i wytwarzają zarodniki.
• Gamatofity są haploidalne i rozwijają się z zarodników generowanych przez sporofity.
• Gametofity męskie wytwarzają struktury rozrodcze zwane antheridia, podczas gdy gametofity żeńskie wytwarzają archegonię.
• Rośliny nienaczyniowe, takie jak mchy i wątrobowce, spędzają większość swojego cyklu życiowego w pokoleniu gametofitów.
• Gametofią roślin nienaczyniowych jest zielona, ​​podobna do mchu roślinność u podstawy rośliny.
• W bezpestkowych roślinach naczyniowych, takich jak paprocie, pokolenia gametofitów i sporofitów są zarówno zdolne do fotosyntezy, jak i niezależne.
• Struktura gametofitu paproci to roślina w kształcie serca zwana protalium.
• W nasiennych roślinach naczyniowych, takich jak okrytozalążkowe i nagonasienne, rozwój gametofitu jest całkowicie zależny od sporofitu.
• Gametofity w roślinach okrytonasiennych i nagonasiennych to ziarna pyłku i zalążki.

Źródła

• _{Gilbert, Scott F. Cykle życia roślin. Biologia rozwojowa. Wydanie szóste. , Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych, 1 stycznia 1970 r., www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9980/.}
• _{Graham, LK i LW Wilcox. Geneza przemiany pokoleń w roślinach lądowych: nacisk na matrotrofię i transport heksoz. Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego B: Nauki biologiczne , Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych, 29 czerwca 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1692790/.}