Heterospory je vývoj spor dvou různých velikostech a pohlaví, v esporofitos pozemních rostlin s osivem, jakož i v některých mechů a kapradin. Nejmenší spora je mikropóra a je to muž, největší spora je megaspora a je to žena.
Heterosporie se objevuje jako evoluční znamení u některých druhů rostlin, během devonského období z izosporie, autonomně. Tato událost se stala jedním z kusů evolučního procesu sexuální diferenciace.
Nejstarší známá rostlina s heterosporií: její sporangie produkovala spory dvou rozsahů diskrétní velikosti. James St. John, prostřednictvím Wikimedia Commons
Přirozený výběr je příčinou vývoje heterosporií, protože tlak vyvíjený prostředím na druh stimuloval nárůst velikosti propagule (jakákoli struktura asexuálních nebo sexuálních reprodukcí).
To vedlo ke zvýšení velikosti spór a následně k druhu, který produkoval menší mikropóry a větší megaspory.
Při mnoha příležitostech byl vývoj heterosporií způsoben homosexualitou, ale druhy, ve kterých k této události došlo poprvé, jsou již zaniklé.
Mezi heterosporickými rostlinami jsou ty, které produkují semena, nejběžnější a nejbohatší, kromě toho, že tvoří největší podskupinu.
Proces heterosporie
Během tohoto procesu se megaspora vyvinula v ženský gametofyt, který produkuje pouze oosféry. V mužském gametofytu je produkována mikropóra, která je menší a produkuje pouze spermie.
Megaspory jsou produkovány v malém množství v megasporangiích a mikropóry jsou produkovány ve velkých množstvích v mikrosporangiích. Heterosporie ovlivňuje také sporofyt, který musí produkovat dva typy sporangií.
První existující rostliny byly všechny homosporické, ale existuje důkaz, že heterosporie se objevila několikrát u prvních nástupců rostlin Rhyniophytas.
Skutečnost, že se heterosporie objevila při několika příležitostech, naznačuje, že je to vlastnost, která přináší výhody výběru. Následně se rostliny stále více specializovaly na heterosporii.
Jak vaskularizované rostliny (rostliny, které mají kořeny, stonky a listy), které nemají semena, tak nevaskularizované rostliny vyžadují vodu v jednom z klíčových stádií svého životního cyklu, protože pouze skrze ni sperma dosáhne oosféra.
Mikrospory a megaspory
Mikrospory jsou haploidní buňky (buňky s jedinou sadou chromozomů v jádru) a mezi endosporické druhy patří samčí gametofyt, který je transportován do megaspor prostřednictvím větru, vodních proudů a dalších vektorů, jako jsou zvířata.
Většina mikropórů nemá bičíky, a proto nemohou pohybovat aktivními pohyby. Ve své konfiguraci mají vnější dvouplášťové struktury, které obklopují cytoplazmu a jádro, které je centrální.
Megaspory mají samičí megafyty v rostlinných druzích heterospor a vyvíjejí archegonii (ženský pohlavní orgán), která produkuje ovuly, které jsou oplodněny spermatem produkovaným v samčím gametofytu pocházejícím z mikropóry.
V důsledku toho dochází k tvorbě oplodněného diploidního vajíčka nebo zygotu, které se pak vyvinou v zárodek sporofytů.
Když jsou druhy exosporické, malé spory vyklíčí, aby vznikly samčí gametofyty. Největší spory klíčí, aby daly vznik ženským gametofytům. Obě buňky jsou volně žijící.
U endosporických druhů jsou gametyfyty obou pohlaví velmi malé a nacházejí se na stěně spór. Megaspory a megagametofyty jsou konzervovány a napájeny fází sporofytů.
Obecně platí, že endoskopické druhy rostlin jsou dvojdomé, to znamená, že existují samice a samci. Tento stav podporuje křížení. Z tohoto důvodu se mikropóry a megaspory vyrábějí v oddělených sporangiích (heterangiích).
Heterosporická reprodukce
Heterosporie je určující proces pro vývoj a vývoj rostlin, zaniklých i současných. Udržování megaspor a šíření mikropórů upřednostňuje a stimuluje disperzní a reprodukční strategie.
Tato adaptivní kapacita heterosporie velmi zvyšuje úspěšnost reprodukce, protože je výhodné mít tyto strategie v jakémkoli prostředí nebo stanovišti.
Heterosporie neumožňuje samooplodnění v gametofyt, ale nezastaví gametofyty pocházející ze stejného pářivého sporofytu. Tento typ samooplodnění se nazývá sporofytické sobectví a je běžné u angiospermů.
Haig-Westobyho model
K pochopení původu heterosporií se používá Haig-Westobyho model, který vytváří vztah mezi minimální velikostí spór a úspěšnou reprodukcí bisexuálních gametofytů.
V případě ženské funkce zvyšuje minimální velikost spóry pravděpodobnost úspěšné reprodukce. V mužském případě není úspěch reprodukce ovlivněn zvýšením minimální velikosti spór.
Vývoj semen je pro suchozemské rostliny jedním z nejdůležitějších procesů. Odhaduje se, že skupina znaků, které určují schopnosti semene, je přímo ovlivněna selektivními tlaky, které tyto vlastnosti způsobily.
Lze konstatovat, že většina postav je produkována přímým vlivem vzhledu heterosporie a účinkem přirozeného výběru.
Reference
- Bateman, Richard M. a DiMichele, William A. (1994). Heterosporie: nejvíce iterativní klíčová inovace ve vývoji rostlin. Biological Reviews, 345–417.
- Haig, D. a Westoby, M. (1988). Model původu heterospory. Journal of Theoretical Biology, 257-272.
- Haig, D. a Westoby, M. (1989). Selektivní síly při vzniku semenového návyku. Biological journal, 215-238.
- Oxford-Complutense. (2000). Vědecký slovník. Madrid: Redakční Complutense.
- Petersen, KB a Bud, M. (2017). Proč se vyvinula heterospora? Biologické recenze, 1739-1754.
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Life: The Science of Biology. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.