CO JE GAMETOFYT? (PŘÍKLADY U RŮZNÝCH DRUHŮ) - BIOLOGIE - 2025

Gametophyte je vícebuněčné haploidní organismus, který pochází z haploidních spór, který má skupinu chromozomů. Odpovídá haploidní fázi rostliny určené k produkci gamet a sexuální fázi v jedné ze dvou alternativních fází životního cyklu rostlin a mořských řas.

Tento organismus vyvíjí sexuální orgány, které vedou ke vzniku gamet, což jsou haploidní sexuální buňky, které se podílejí na oplodnění. To vede k diploidnímu zygotu, to znamená, že má dvě sady chromozomů.

Gametofyty rostoucí v teráriu. Neznámý druh. Náhodný strom z Wikimedia Commons

Z těchto dvou sad chromozomů odpovídá jedna otci a druhá matce. Buněčné dělení zygoty produkuje nový diploidní mnohobuněčný organismus.

Ve druhé fázi životního cyklu známého jako sporofyt je jeho funkcí produkce haploidních spór prostřednictvím buněčného dělení zvaného meióza.

Morfologie gametofytů závisí na pohlaví, to znamená, že ženské budou mít jeden tvar a mužské jiný jiný tvar.

Gametophyte v Bryophytes

V této skupině rostlin (mechy, játrovky a rohatiny) je gametofyt nejvýznamnějším stadiem biologického cyklu.

Tento mechorostový gametofyt má dlouhou životnost a je nezávislý na nutričním pohledu. Sporofyty jsou obvykle spojeny a potřebují gametofyty.

U mechů začíná spór růst klíčením a vytváří vlákno buněk zvaných protonema.

Při zrání se gametofyt vyvíjí ve formě hustých výhonků, které vedou ke vzniku pohlavních orgánů nebo gametangií, které jsou producenty gamet. Vejce se produkují v archegonii a spermie v anteridii.

Ve skupinách, jako jsou játrovky patřící do řádu Marchantiales, pocházejí gamety ze specializovaných orgánů zvaných gametophores nebo gametangiophores.

Gametofyty v cévnatých rostlinách

Ve všech vaskulárních rostlinách (s kmenem, listy a kořeny) převládají sporofyty s tendencí k malým ženským gametofytům závislým na sporofytech. To se stalo stále znatelnější, když se rostliny vyvíjely směrem k formě reprodukce semeny.

Kapradiny produkují pouze jeden typ spor zvaný homospory. Její gamety jsou exosporické, což znamená, že gametofyty žijí volně a vyvíjejí se mimo spórovou zeď.

Tyto exosporické gametofyty mohou být bisexuální (monoecious), to znamená, že mohou produkovat sperma a vejce ve stejném těle. Pokud se specializují na ženské a mužské organismy, nazývají se samostatně.

Cévní rostliny Heterospore (produkují megaspory i mikropóry) mají gametofyt, který se endosporálně vyvíjí uvnitř stěny spór. V tomto případě jsou gametofyty dvojdomé, produkují vejce nebo sperma, ale nikdy ne obojí.

Gametofyty v kapradinách

V kapradinách jsou gametyfyty malé, fotosyntetizují a mají volný životní styl, protože ke svému jídlu nepotřebují sporofyt.

U druhu Leptosporangiate dryopteris, z kapradiny, je gametofyt autotrofní (vytváří si vlastní jídlo), fotosyntetizuje a má strukturu zvanou prothalo, která produkuje gamety. Prothalo udržuje sporofyt v rané mnohobuněčné fázi vývoje.

V některých skupinách, konkrétně v genealogickém oboru (Psilotaceae a Ophioglossaceae), jsou gametofyty pod zemí a přežívají navázání mykotrofických vztahů s houbami.

Gametophytes v lycophytes

V lykopytech se vyrábějí dva různé typy gametofytů. V rodinách Huperziaceae a Lycopodiaceae jsou klíčivé gametofyty volně žijící, podzemní a mykotropní, což znamená, že získávají potravu prostřednictvím symbiotických vztahů s houbami.

V rodinách Selaginella a Isoetes zůstávají megaspory spojené s počátečním sporofytem a v něm se vyvíjí megagametofyt.

Jak zrají, trhliny na křižovatce podstavce se otevírají, aby usnadnily vstup mužských gamet do archegonie, kde se dotýkají vajíček.

Gametofyty v semenných rostlinách

Rostliny, které mají semena, se nazývají angiospermy a gymnospermy, všechny jsou endosporické a heterospory.

V těchto rostlinách se gametyfyty přeměňují na mnohobuněčné organismy, když jsou uvnitř stěny spór a megaspory jsou zadržovány ve sporangiu.

V semenných rostlinách je mikrogametofyt známý jako pyl. Mikrogametofyty semenných rostlin jsou tvořeny dvěma nebo třemi buňkami, když pylová zrna opouští sporangium.

Všechny semenové rostliny jsou heterospory a produkují spory různých velikostí: velké ženské spory a malé samčí spory.

Megagametofyt se vyvíjí uvnitř megaspore ve vaskulárních bezsemenných rostlinách a uvnitř megasporangia v kuželu nebo květině semenných rostlin.

Mikrogametofylie semen, což je pylové zrno, putuje do místa, kde je vaječná buňka, nesena fyzickým nebo zvířecím vektorem a tam produkuje dvě spermie mitózou.

Gymnospermy

V rostlinách s gymnospermem je megagametofyt tvořen několika tisíci buňkami a má jednu až několik archegonií, z nichž každá má jednu vaječnou buňku. Gametofyt je transformován do tkáně pro ukládání potravy v semenech.

Angiospermy

V rostlinách angiospermu je megagametofyt redukován na několik jader a buněk a nazývá se embryo sac. Reprezentativní embryo sac má sedm buněk a osm jader, z nichž jedna je vajíčka.

Dvě jádra se spojí s jádrem spermií a vytvoří endosperm, který se pak transformuje do tkáně pro ukládání potravy v semenech.

Semenové rostliny jsou charakterizovány tím, že megaspora je udržována uvnitř sporofytů, tkáněmi zvanými integuments. Mají funkci obalení a ochrany megasporangia.

V rostlinách s gymnospermem jsou megaspory obklopeny jedním celkovým číslem, zatímco u rostlin s angiospermem jsou obklopeny dvěma celými čísly.

Soubor tvořený megasporangiem, megasporou a integuments - se nazývá ovule. V každém vajíčku se vyvíjí ženský gametofyt z megaspory produkující jednu nebo více ženských gamet.

Když pylová zrna klíčí a začíná růst, začíná se objevovat pylová trubice, jejíž funkcí je zavedení samčích gamet uvnitř ženského gametofytu v vajíčku.

V semenných rostlinách zůstává ženský gametofyt ve vajíčku sporofytů. Mužské gametofyty se vyskytují v pylových zrnkách a jsou cestovateli, proto je lze v závislosti na druhu přenášet větrem nebo opylovači na velké vzdálenosti.

Gametofyty u zvířat

U zvířat začíná evoluční vývoj vajíčkem nebo zygotou, která prochází řadou mitóz a vytváří diploidní organismus.

Jak se vyvíjí a zraje, tvoří haploidní gamety založené na určitých diploidních buněčných liniích prostřednictvím meiózy. Meióza se nazývá gametogenní nebo gametická.

Tento cyklus je přítomen u všech zvířat. Ačkoli nedochází ke střídání generací, dochází ke střídání dvou jaderných fází, jedné haploidní (gamety) a druhé diploidní (vývoj organismu pomocí mitózy začínající z vajíčka nebo zygoty).

Meioza je proto gametická a tento cyklus je považován za nejrozvinutější v živých organismech.

Heteromorfie gametofytů

V rostlinách, které mají heteromorfní gametofyty, existují dva typy gametofytů. Protože mají různé tvary a funkce, nazývají se heteromorfy.

Gametophyte zodpovědný za produkci ovules je volán megagametophyte, kvůli jeho velké velikosti, a gametophyte zodpovědný za produkci spermatu je volán microgametophyte. Pokud gametofyty produkují vejce a sperma na samostatných rostlinách, nazývají se dvojdomé.

Rostliny Heterospore, jako jsou určité lykophyty, vodní kapradiny, stejně jako ve všech gymnospermech a angiospermech, mají dvě různé sporangie. Každá z nich produkuje jediný spor a jeden typ gametofytů.

Ne všechny heteromorfní gametofyty však pocházejí z heterosporických rostlin. To znamená, že některé rostliny mají různé gametofyty produkující vajíčka a spermie.

Tyto gametofyty však pocházejí ze stejného typu spór ve stejném sporangiu, což je příklad: rostlina Sphaerocarpos.

Reference

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. Gilbert, S. (2005). Vývojová biologie. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
4. Sun, T. (2014). Sex a kapradina. Science, 423-424.
5. Whittier, D. (1991). Fern Gametophyte. Science, 321-322.