SPOROPHYTE: PŮVOD A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Sporofyt je diploidní vícebuněčné fází životního cyklu rostliny nebo řasy. Pochází z zygoty produkované, když je haploidní vajíčko oplodněno haploidním spermatem, a proto každá buňka sporofytů má dvojí sadu chromozomů, jeden od každého z rodičů.

Rostliny země a téměř všechny mnohobuněčné řasy mají životní cykly, kdy se mnohobuněčná diploidní sporofytová fáze střídá s mnohobuněčnou fází haploidního gametofytu.

Paul Garais, prostřednictvím Wikimedia Commons

Rostliny se semeny (gymnospermy) a kvetoucími rostlinami (angiospermy) mají výraznější fázi sporofytů než gametofyt a představují zelené rostliny s kořeny, stonky, listy a kužely nebo květy.

V kvetoucích rostlinách jsou gametyfyty malé a nahrazené klíčícím pylem a embryovým vakem.

Sporophyte produkuje výtrusy (odtud jeho jméno) meiózou, což je proces známý jako "redukční dělení", které snižuje na polovinu počet chromozomů v každé kmenové buňce spór. Výsledné meiospory (spory pocházející z meiózy) se vyvinou v gametofyt.

Výsledné spory a gametofyt jsou haploidy, to znamená, že mají pouze jednu sadu chromozomů. Zralý gametofyt bude produkovat mužské nebo ženské gamety (nebo oboje) mitózou.

Spojení mužských a ženských gamet vytvoří diploidní zygota, která se vyvine v nový sporofyt. Tento cyklus se nazývá střídání generací nebo střídání fází.

Původ sporophyte

Původ sporofytů v suchozemských rostlinách (embryích) představuje základní fázi evolučního vývoje. Všechny organismy, s výjimkou prokaryot, podléhají pravidelné sexuální reprodukci, která zahrnuje pravidelné střídání mezi meiózou a oplodněním, což vyjadřuje dvě alternativní generace.

Abychom se pokusili vysvětlit původ alternativních generací, existují dvě teorie: antithetická a homologní. Na základě důkazů o možných předcích rostlinných rostlin je antitetická teorie přijímána jako rozumnější.

Existují však určité kompromisy, pokud jde o vývojový proces řas mechorostů a přechodné období suchozemských rostlin k pteridofytům. Tyto dvě hlavní změny se nejlépe analyzují za použití nearwinwinovské teorie a dalších evolučních genetických procesů.

Termín terminální meióza se také používá, protože k tomuto procesu dochází na konci životního cyklu této buněčné linie. Tyto organismy jsou tvořeny diploidními buňkami a haploidní buňky jsou reprezentovány gamety.

Závěrem lze říci, že sporofyt netvoří gamety, ale haploidní spory meiózou. Tyto spory se dělí mitózou a stávají se gametofyty, které produkují gamety přímo.

Sporofyty v rostlinách

U těchto rostlinných druhů je životní cyklus tvořen střídáním generací: z diploidního sporofytu na haploidní gametofyt. Když se mužská gameta a ženská gameta spojí a oplodní, vytvoří se diploidní buňka zvaná zygota, která regeneruje tvorbu sporofytů.

Tímto způsobem je životní cyklus suchozemské rostliny diplo-haplonický, se střední nebo sporovou meiózou. Všechny suchozemské rostliny, s výjimkou mechorostů a pteridofytů, jsou vzorky heterospor, což znamená, že sporofyt vede ke vzniku dvou různých typů sporangií (megasporangie a mikrosporangií).

Megasporangia vede ke vzniku makrospor a mikroporangia vede ke vzniku mikropórů. Tyto buňky se vyvinou na ženské a mužské gametofyty.

Tvar gametofytů a sporofytů, jakož i jejich stupeň vývoje, se liší. Toto je známé jako alternativní heteromorfní generace.

Sporofyty v rostlinách mechorostů (řasy)

Skupina mechorostů, ve kterých se nacházejí mechy a jaternice, představuje dominantní fázi gametofytů, ve které dospělý sporofyt potřebuje výživu.

Embryonální sporofyt se vyvíjí buněčným dělením zygoty v ženském pohlavním orgánu nebo archegoniu a ve svém raném vývoji je živen gametofytem. Tím, že má tato embryonální charakteristika v životním cyklu (společná pro všechny pozemské rostliny), je této skupině dáno jméno embryofytů.

V případě řas jsou generace dominantních gametofytů, v některých druzích jsou gametofyty a sporofyty morfologicky podobné (izomorfní). U přesliček, kapradin, gymnospermů a angiospermů, které přežily dodnes, je dominantní forma nezávislá sporofytie.

Evoluce mechorostů

První pozemské rostliny měly sporofyty, které produkovaly identické spory (isospory nebo homospory). Předci gymnospermů zdokonalili složité heterosporické životní cykly, ve kterých byly spóry produkující mužské a ženské gametofyty různé velikosti.

Ženské megaspory měly tendenci být větší a méně početné než mužské mikropóry.

V devonském období se některé skupiny rostlin samostatně vyvinuly heterosporie a později endosporie, ve kterých se gametofyty ve stěně spór minimálně transformují.

V exosporických rostlinách, mezi nimiž jsou moderní kapradiny, vycházejí gametofyty ze spory, lámají se zdi spory a vyvíjejí se venku.

V endosporických rostlinách se ve sporangiu vyvíjí megagametofyty, které produkují velmi malý mnohobuněčný ženský gametofyt, který má ženské pohlavní orgány (archegonia).

Oocyty jsou v archegonii oplodněny volně se pohybujícím bičíkem spermatem, produkovaným miniaturizovanými samčími gametofyty ve formě pre-pylu. Výsledné vejce nebo zygota byla transformována do nové generace sporofytů.

Současně se v pre-ovule zachová jediný velký meiospore nebo megaspore obsažené v modifikovaném sporangiu původního sporophyte. Evoluce heterosporií a endosporií je považována za některé z prvních kroků ve vývoji semen, které dnešní gymnospermy a angiospermy produkují.

Bryophytes dnes

Během 475 milionů let se pozemské rostliny zdokonalují a používají tyto evoluční postupy. 300 000 druhů rostlin, které dnes existují, má složitý životní cyklus, který střídá sporofyty (organismy produkující spory) a gametofyty (organismy produkující gamete).

U nevaskulárních rostlin, tj. Nemají stonek nebo kořen (zelené řasy, mechy a játra), je struktura viditelná pouhým okem gametofyt.

Na rozdíl od cévnatých rostlin, jako jsou kapradiny a semenné rostliny, má sporofyty. Sporofyt nevaskulární rostliny vytváří haploidní jednobuněčné spóry a jako produkt meiózy sporangium.

V průběhu přirozené historie Země dokáže každý druh rostliny zachovat nezávislé vývojové mechanismy ve vztahu k embryonálním procesům a anatomii daného druhu. Podle biologů je tato informace nezbytná ke snaze pochopit evoluční původ alterace generací.

1. Bennici, A. (2008). Původ a časný vývoj rostlin: problémy a úvahy. Komunikativní a integrativní biologie, 212-218.
2. Campbell, NA a Reece, JB (2007). Biologie. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
3. Friedman, W. (2013). Jeden genom, dvě ontogeneze. Science, 1045-1046.
4. Gilbert, S. (2005). Vývojová biologie. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
5. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Life: The Science of Biology. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.