Спорофит - Sporophyte

Молодые спорофиты мха обыкновенного Tortula muralis . У мхов гаметофиты являются доминирующим поколением, в то время как спорофиты состоят из стеблей, несущих спорангии, растущих на кончиках гаметофитов.
Спорофиты мха весной

Спорофит ( / сек р ɔːr . Ə ˌ е т / ) является диплоидным многоклеточным этапом в жизненном цикле о наличии растения или водоросли . Она развивается из зиготы , полученной при гаплоидной яйцеклетке оплодотворяются гаплоидным сперматозоидом и поэтому каждый спорофит клетка имеет двойной набор хромосом , один набор от каждого родителя. Все наземные растения и большинство многоклеточных водорослей имеют жизненные циклы, в которых фаза многоклеточного диплоидного спорофита чередуется с фазой многоклеточного гаплоидного гаметофита . У семенных растений , наиболее крупными группами которых являются голосеменные и цветковые (покрытосеменные), фаза спорофита более заметна, чем гаметофит, и представляет собой знакомое зеленое растение с его корнями, стеблем, листьями и шишками или цветами. У цветковых растений гаметофиты очень уменьшены в размерах и представлены проросшей пыльцой и зародышевым мешком .

Спорофит производит споры (отсюда и название) посредством мейоза , процесса, также известного как «редукционное деление», при котором количество хромосом в каждой материнской клетке споры уменьшается вдвое. Образовавшиеся мейоспоры превращаются в гаметофит. И споры, и образующийся гаметофит являются гаплоидными, что означает, что у них есть только один набор хромосом . Зрелый гаметофит продуцирует мужские или женские гаметы (или и то, и другое) путем митоза . Слияние мужских и женских гамет дает диплоидную зиготу, которая превращается в новый спорофит. Этот цикл известен как чередование поколений или чередование фаз.

У цветковых растений спорофит включает в себя все многоклеточное тело, за исключением пыльцы и зародышевого мешка.

У мохообразных ( мхи , печеночники и роголистники ) доминирующая фаза гаметофита, от которой зависит питание взрослых спорофитов. Зародыш спорофит развивается клеточным делением зиготы внутри женского полового органа или архегония , и в его ранних стадиях развития, таким образом , подпитывается гаметофитом. Поскольку эта особенность жизненного цикла, связанная с выращиванием эмбрионов, является общей для всех наземных растений, они вместе известны как эмбриофиты .

Клейстокарпный спорофит мха Physcomitrella patens

Большинство водорослей имеют доминирующие поколения гаметофитов, но у некоторых видов гаметофиты и спорофиты морфологически схожи ( изоморфны ). Независимый спорофит является доминирующей формой у всех косолапых , хвощей , папоротников , голосеменных и покрытосеменных, сохранившихся до наших дней. У ранних наземных растений были спорофиты, которые продуцировали идентичные споры ( изоспористые или гомоспористые ), но у предков голосеменных возник сложные гетероспористые жизненные циклы, в которых споры, продуцирующие мужские и женские гаметофиты, были разного размера, женские мегаспоры имели тенденцию быть крупнее и меньше в размерах. число, чем мужские микроспоры .

В течение девонского периода несколько групп растений независимо развили гетероспорию, а затем и эндоспорию, при которой гаметофиты развиваются в миниатюрной форме внутри стенки спор. В отличие от экзоспористых растений, включая современные папоротники, гаметофиты разрушают стенку спор при прорастании и развиваются за ее пределами. В мегагаметофитах из endosporic растений , таких как семенные папоротники , разработанных в рамках спорангиев родительского спорофита, производя миниатюрный многоклеточный женский гаметофит в комплект с женскими половыми органами, или архегониями. В ооцитах были оплодотворены в архегониях свободно-плавательной жгутиковых спермой производимого windborne миниатюризирована мужским пол гаметофита в виде предварительной пыльцы. Образовавшаяся зигота превратилась в следующее поколение спорофитов, в то же время сохраняясь в пред яйцеклетке , единственной большой женской мейоспоре или мегаспоре, содержащейся в модифицированном спорангии или нуцеллусе родительского спорофита. Эволюция гетероспории и эндоспории были одними из самых ранних этапов эволюции семян, которые сегодня производятся голосеменными и покрытосеменными. Гены рРНК, по-видимому, избегают глобального механизма метилирования у мохообразных, в отличие от семенных растений.

Смотрите также

Смена поколений

использованная литература

  • П. Кенрик и П. Р. Крейн (1997) Происхождение и ранняя эволюция растений на суше. Nature 389, 33-39.
  • Т. Н. Тейлор, Х. Керп и Х. Хасс (2005) Биология жизненного цикла ранних наземных растений: Расшифровка фазы гаметофита. Proceedings of the National Academy of Sciences 102, 5892-5897.
  • PR Bell & AR Helmsley (2000) Зеленые растения. Их происхождение и разнообразие. ISBN  издательства Кембриджского университета 0-521-64673-1
  • Матяшек, Роман, Алиса Крампольцова, Яна Лунерова, Ева Микулашкова, Хосеп А. Росселло и Алеш Коваржик. «Уникальные эпигенетические особенности генов рибосомной РНК (РДНК) у ранне расходящихся растений (мохообразных)». Frontiers in Plant Science 10 (май 2019 г.). https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01066 .