Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Značilnosti sporofitov
- Značilnosti gametofitov
- Nevaskularne v primerjavi z vaskularnimi rastlinami
- Genetski nadzor generacijskih procesov
V vseh rastlinah in nekaterih algah obstaja sprememba generacij, v katerih ima vrsta diploidno in haploidno fazo. Rezultat spolne reprodukcije je gameta, ki združuje dve celici različnih posameznikov. Meioza proizvaja tudi gamete. Haploidi vsebujejo en sklop kromosomov v vsaki od svojih celic. Diploidne celice vsebujejo dva kromosomska niza. Za rastline se haploidne in diploidne celice delijo z mitozo. Haploidna faza rastlin se imenuje gametophyte, diploidna faza pa sporophyte. Potomci se med diplomami spreminjajo iz diploidnih sporofitov v haploidne gametofite in spet nazaj. To pomeni, da rastline ustvarijo dve različni vrsti rastlin z istim genskim materialom.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Rastline obstajajo v alternativnih generacijah, imenovanih sporofiti in gametofiti. Sporofiti predstavljajo diploidno fazo rastlin.Gametofiti predstavljajo haploidno fazo rastlin.
Značilnosti sporofitov
Sporofiti so diploidne rastline, ki za proizvodnjo sporov uporabljajo mejozo. Te spore so haploidne celice, ki prerastejo v haploidne gametofite. Megaspore prerastejo v ženske gametofite, mikrospore pa v moške gametofite. Mejoza se pojavi v sporangiju sporofita in ima za posledico haploidne spore. Te spore vsebujejo eno celico, ki lahko postane nova rastlina brez parjenja. Sporofiti so se razvili v vaskularnih rastlinah, tako da so postali večji, prevladujoči in dolgoživejši v primerjavi z gametofiti.
Značilnosti gametofitov
Gametofiti so haploidne rastline, ki uporabljajo mitozo za izdelavo haploidnih gameta. Te gamete so samice v obliki jajčne celice (jajčeca) ali moške v obliki sperme. Gametofiti vsebujejo arhegonij ali ženski spolni organ ali antheridij ali moški spolni organ. Sperma in jajčeca se združita v arhegoniju in tvorita diploidno celico zigote. Ta zigota postane sporofit. Vaskularni rastlinski gametofiti so ponavadi veliko manjši od sporofitov, včasih celo velikosti le nekaj celic. Cvetni prah predstavlja primer moškega gametofita v vaskularnih rastlinah.
Nevaskularne v primerjavi z vaskularnimi rastlinami
Vaskularne in nevaskularne rastline kažejo zanimive razlike med sporofiti in gametofiti. Vaskularne rastline ne potrebujejo toliko vode, da bi uspevale, in kažejo svojo veliko, dolgožive fazo sporofitov kot dejanska rastlina. Gimnospermi, kot so iglavci, vsebujejo malo ženskega gametofitskega tkiva v svojih stožcih, kot so pinjoli. Ti oreščki vsebujejo embrionalni diploidni sporofit. Moški iglavčni gametofit obstaja kot cvetni prah, ki ga razpršujejo vetrovi. Za cvetoče rastline, kot so sadna drevesa in rože, ženski gametofiti vsebujejo nekaj celic in se nahajajo znotraj jajčnika cveta; moški obstaja kot cvetni prah. Majhni gametofiti žilnih rastlin živijo le eno sezono. Vaskularne rastline, ki tvorijo dve vrsti spore in gametofiti, imenujemo heterosporne.
Nevaskularne rastline, kot so bryophytes (kamor spadajo mahovi, jetrni piki in hornworts), imajo za svoje gametofite in sporofite različne značilnosti. Briofiti so najstarejše kopenske rastline na planetu, ki obstajajo že več kot 400 milijonov let. Za uspeh v razmnoževanju potrebujejo bolj vlažne kraje. Njihovi sporofiti niso vidno prevladujoči. Vendar pa je njihova generacija gametofitov opazen, fotosintetski del rastline (kot zeleni mah), ki se pritrdi na substrate preko rizoidov, ne pa na diploidni sporofit. Pravzaprav njihovi sporofiti niso tako dolgoživi kot pri vaskularnih rastlinah. Sporofit tvori iz oplojenega jajčeca znotraj arhegonija, podobnega bučki, in se prek prodornega stopala pritrdi na gametophyte. Sporofit prejema prehrano od gametofita. Sporofit tvori zelo majhno steblo, imenovano seta in en sam sporangij. Ta embrionalni sporofit obdaja zaščitna prevleka, imenovana kalitra. Enocelične spore potujejo z vetrom in kalijo le na vlažnem območju; voda je potrebna za gnojenje. Nato tvorijo novo rastlino gametofit, ki ustvarja več spore v ciklusu sporofitov. Ker tvorijo samo eno vrsto spore in gametofita, se te nevaskularne rastline imenujejo homosporne.
Genetski nadzor generacijskih procesov
Znanstveniki še naprej učijo več izmeničnih generacij v rastlinah. Genetske študije mahov razkrivajo, da skupina beljakovin, imenovana KNOX, pomaga pri razvoju sporofitov. V angiospermu Arabidopsis thaliana, gen PKL je potreben za materinske sporofite za pospeševanje razvoja moških in ženskih gametofitov. Nadaljevanje raziskav prinaša še bolj očarljive vidike kompleksne narave procesov tvorjenja sporofitov in gametofitov.