Generacija gametofitov v življenjskem ciklu rastlin

Mahovi gametofiti. Pri menjavi generacij je gametofitna faza generacija, ki proizvaja gamete. Ed Reschke/fototeka/Getty Images

A gametofit predstavlja spolno fazo rastlinskega življenja. Ta cikel se imenuje menjava generacij in organizmi izmenjujejo spolno fazo ali generacijo gametofitov in nespolno fazo ali generacijo sporofita. Izraz gametofit se lahko nanaša na fazo gametofita v življenjskem ciklu rastline ali na določeno rastlinsko telo ali organ, ki proizvaja gamete.

Je v haploiden zgradba gametofita, ki gamete se oblikujejo. Ti moški in samicespolne celice, znana tudi kot jajčeca in semenčice, se medoploditevoblikovati a diploiden zigota. Iz zigote se razvije diploidni sporofit, ki predstavlja nespolno fazo cikla. Sporofiti proizvajajo haploid spore iz katerih se razvijejo haploidni gametofiti. Odvisno od vrste rastline lahko večina njenega življenjskega cikla preživi v generaciji gametofitov ali generaciji sporofita. Drugi organizmi, kot so nekateri alge in glive , lahko večino svojega življenjskega cikla preživijo v fazi gametofita.

Razvoj gametofita

Sporofiti mahov. Santiago Urquijo/Moment/Getty

Gametofiti se razvijejo iz kalitve spore . Spore so reproduktivne celice, ki lahko povzročijo nastanek novih organizmovaseksualno(brez oploditve). So haploidne celice, ki jih proizvajajo mejoza v sporofiti . Po kalitvi se haploidne spore podvržejo mitoza tvori večcelično strukturo gametofita. Zrel haploidni gametofit nato z mitozo proizvede gamete.

Ta proces se razlikuje od tistega, ki ga vidimo v živalskih organizmih. noter živalske celice , haploidne celice (gamete) nastanejo samo z mejozo in samo diploidne celice so podvržene mitozi. Pri rastlinah se gametofitna faza konča s tvorbo diploidne zigotespolno razmnoževanje. Zigota predstavlja fazo sporofita, ki je sestavljena iz rastlinske generacije z diploidnimi celicami. Cikel se začne znova, ko se diploidne sporofitne celice podvržejo mejozi, da nastanejo haploidne spore.

Generacija gametofitov v nevaskularnih rastlinah

JETRNICA. Marchantia, ženski gametofit Strukture, ki nosijo arhegonij v jetrnici. Pecljaste strukture v obliki dežnika nosijo arhegonije. Ed Reschke/fototeka/Getty Images

Faza gametofita je primarna faza v nevaskularne rastline , kot so mahovi in ​​jetrnjaki. Večina rastlin je heteromorfen , kar pomeni, da proizvajajo dve različni vrsti gametofitov. En gametofit proizvaja jajčeca, drugi pa spermo. Mahovi in ​​jetrniki so tudi heterosporous , kar pomeni, da proizvajajo dve različni vrsti spore . Te spore se razvijejo v dve različni vrsti gametofitov; ena vrsta proizvaja spermo, druga pa jajčeca. Moški gametofit razvije reproduktivne organe, imenovane anteridij (proizvajajo spermo) in razvije se ženski gametofit arhegonije (proizvajajo jajca).

Nevaskularne rastline morajo živeti v vlažnih habitatih in se zanašati na vodo, da pripelje samca in samico gamete skupaj. Oboploditev, nastala zigota dozori in se razvije v sporofit, ki ostane pritrjen na gametofit. Struktura sporofita je odvisna od gametofita, ki se hrani, ker je samo gametofit sposoben fotosinteza . Generacija gametofitov v teh organizmih je sestavljena iz zelene, listnate ali mahu podobne vegetacije, ki se nahaja na dnu rastline. Generacijo sporofita predstavljajo podolgovati peclji s strukturami, ki vsebujejo spore, na konici.

Nastajanje gametofitov v vaskularnih rastlinah

Protalij je gametofitna faza v življenjskem ciklu praproti. Protaliji v obliki srca proizvajajo gamete, ki se združijo v zigoto, ki se razvije v novo rastlino sporofit. Lester V. Bergman/Dokumentarec Corbis/Getty Images

V rastlinah z vaskularno tkivni sistemi , faza sporofita je primarna faza življenjskega cikla. Za razliko od nevaskularnih rastlin pride do faze gametofita in sporofita vaskularne rastline brez semena so neodvisni. Tako sta generaciji gametofita kot sporofita sposobni fotosinteza . Praproti so primeri teh vrst rastlin. Številne praproti in druge vaskularne rastline so homosporous , kar pomeni, da proizvajajo eno vrsto trosov. The diploiden proizvaja sporofit haploiden spore (z mejoza ) v posebnih vrečkah, imenovanih sporangiji.

Sporangiji se nahajajo na spodnji strani listov praproti in se sprostijo spore v okolje. Ko haploidna spora vzklije, se deli mitoza ki tvori haploidno gametofitno rastlino, imenovano a protalij . Protalij proizvaja moške in ženske reproduktivne organe, ki tvorijo spermo oziroma jajčeca. Voda je potrebna zaoploditevpoteka, ko semenčice plavajo proti ženskim reproduktivnim organom (arhegoniji) in se združijo z jajčeci. Po oploditvi se diploidna zigota razvije v zrelo sporofitno rastlino, ki nastane iz gametofita. noter praproti , fazo sporofita sestavljajo listnati listi, sporangiji, korenine in žilno tkivo. Gametofitna faza je sestavljena iz majhnih srčastih rastlin ali protalij.

Nastajanje gametofitov v rastlinah za proizvodnjo semen

Ta barvna skenirajoča elektronska mikrografija (SEM) prikazuje cevke cvetnega prahu (oranžne) na pestiču cveta prerijskega encijana (Gentiana sp.). Cvetni prah vsebuje moške spolne celice cvetoče rastline. SUSUMU NISHINAGA/Science Photo Library/Getty Images

V semenskih obratih, kot je npr kritosemenke in golosemenkah je mikroskopska generacija gametofitov popolnoma odvisna od generacije sporofita. noter cvetoče rastline , generacija sporofita proizvaja samca in samico spore . Moške mikrospore (sperma) nastanejo v mikrosporangijih (vrečkah cvetnega prahu) v cvetnem prašniku. Ženske megaspore (jajčeca) nastanejo v megasporangiju v cvetnem jajčniku. Veliko kritosemenk ima cvetove, ki vsebujejo mikrosporangij in megasporangij.

Theoploditevse proces zgodi, ko cvetni prah se prenaša z vetrom, žuželkami ali drugim opraševalci rastlin na ženski del cveta (karpel). Cvetni prah vzklije in tvori a cev za cvetni prah ki sega navzdol, da prodre v jajčnik in omogoči semenčici, da oplodi jajčece. Iz oplojenega jajčeca se razvije seme, ki je začetek nove generacije sporofita. Generacijo ženskega gametofita sestavljajo megaspore z zarodkovo vrečko. Generacijo moškega gametofita sestavljajo mikrospore in cvetni prah. Generacijo sporofita sestavljajo rastlinsko telo in semena.

Gametophyte Key Takeaways

• Življenjski cikel rastline se izmenjuje med fazo gametofita in fazo sporofita v ciklu, znanem kot menjava generacij.
• Gametofit predstavlja spolno fazo življenjskega cikla, saj v tej fazi nastajajo gamete.
• Rastlinski sporofiti predstavljajo nespolno fazo cikla in proizvajajo spore.
• Gamatofiti so haploidni in se razvijejo iz spor, ki jih ustvarijo sporofiti.
• Moški gametofiti proizvajajo reproduktivne strukture, imenovane anteridije, medtem ko ženski gametofiti proizvajajo arhegonije.
• Nevaskularne rastline, kot so mahovi in ​​jetrnice, večino svojega življenjskega cikla preživijo v generaciji gametofitov.
• Gametophye pri nevaskularnih rastlinah je zelena, mahu podobna vegetacija na dnu rastline.
• Pri vaskularnih rastlinah brez semen, kot so praproti, sta generaciji gametofita in sporofita sposobni fotosinteze in sta neodvisni.
• Gametofitna struktura praproti je rastlina v obliki srca, imenovana protalij.
• Pri vaskularnih rastlinah, ki vsebujejo seme, kot so kritosemenke in golosemenke, je razvoj gametofita popolnoma odvisen od sporofita.
• Gametofiti pri kritosemenkah in golosemenkah so pelodna zrna in jajčne celice.

Viri

• _{Gilbert, Scott F. Življenjski cikli rastlin. Razvojna biologija. 6. izdaja. , Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 1. januar 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9980/.}
• _{Graham, L K in L W Wilcox. Izvor menjave generacij v kopenskih rastlinah: poudarek na matrotrofiji in transportu heksoz. Filozofske transakcije Kraljeve družbe B: Biološke znanosti , Nacionalna medicinska knjižnica ZDA, 29. junij 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1692790/.}