SPOROFĪTS: IZCELSME UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Sporophyte ir diploīdajos daudzšūnu posms dzīves cikla auga vai alga. Tas rodas no zigota, kas iegūts, kad haploīdu olšūnu apaugļo ar haploīdu spermu, un tāpēc katrai sporofīta šūnai ir dubultā hromosomu kopa, viena no katra vecāka.

Sauszemes augiem un gandrīz visām daudzšūnu aļģēm ir dzīves cikls, kad daudzšūnu diploīdā sporofīta fāze mijas ar daudzšūnu haploīdu gametofīta fāzi.

Autors Pols Garais, izmantojot Wikimedia Commons

Augiem ar sēklām (gymnosperms) un ziedošiem augiem (angiosperms) ir izteiktāka sporofīta fāze nekā gametofītam, un tie veido zaļus augus ar saknēm, stublāju, lapām un čiekuriem vai ziediem.

Ziedošos augos gametofīti ir mazi, un tos aizstāj ar dīgtiem ziedputekšņiem un embrija maisiņu.

Sporofīts sporas (tātad tā nosaukums) rada meiozes ceļā, kas ir process, kas pazīstams kā “reducēšanās dalīšana” un kas samazina uz pusi hromosomu skaitu katrā sporas cilmes šūnā. Iegūtās meiosporas (sporas, kas rodas no mejozes) attīstās par gametofītu.

Iegūtās sporas un gametofīts ir haploīdi, tas nozīmē, ka viņiem ir tikai viens hromosomu komplekts. Nobriedis gametofīts mitozē ražos vīriešu vai sieviešu dzimuma gametas (vai abas).

Vīriešu un sieviešu dzimuma gametu savienība radīs diploīdu zigotu, kas attīstīsies par jaunu sporofītu. Šo ciklu sauc par paaudžu maiņu vai fāžu maiņu.

Sporofīta izcelsme

Sauszemes augu (embriju) sporofīta izcelsme ir evolūcijas attīstības būtisks posms. Visiem organismiem, izņemot prokariotus, notiek regulāra seksuāla reprodukcija, kas ietver regulāru meiozes un apaugļošanās pārmaiņus, izsakot divas pārmaiņas paaudzēs.

Lai mēģinātu izskaidrot alternatīvu paaudžu izcelsmi, ir divas teorijas: antitētiskā un homoloģiskā. Balstoties uz pierādījumiem par iespējamajiem zemes augu senčiem, antitētiskā teorija tiek pieņemta kā saprātīgāka.

Tomēr ir zināmi kompromisi attiecībā uz brifītu aļģu evolūcijas procesu un sauszemes augu pārejas periodu uz pteridofītiem. Šīs divas galvenās izmaiņas vislabāk analizē, izmantojot atsauci uz neo-darviniešu teoriju un citiem evolūcijas ģenētiskajiem procesiem.

Tiek izmantots arī termins meiosis, jo šis process notiek šīs šūnu līnijas dzīves cikla beigās. Šos organismus veido diploīdās šūnas, un haploīdās šūnas attēlo gametas.

Noslēgumā jāsaka, ka sporofīts neveido gametas, bet gan melogēzes veidā veidotās haploīdās sporas. Šīs sporas sadalās pēc mitozes un kļūst par gametofītiem, kas tieši ražo gametas.

Sporofīti sauszemes augos

Šajās augu sugās dzīves ciklu veido paaudžu maiņa: no diploīdā sporofīta līdz haploidā gametofīta. Kad vīriešu un sieviešu dzimuma gameta apvienojas un notiek apaugļošanās, tiek izveidota diploīdā šūna, ko sauc par zigotu, kas atjauno sporofītu paaudzi.

Tādā veidā sauszemes auga dzīves cikls ir diplo-haplonisks, ar starpposma vai sporu meiozi. Visi sauszemes augi, izņemot bryophytes un pteridophytes, ir heterospora paraugi, kas nozīmē, ka sporophyte rada divus dažādus sporēnijas veidus (megasporangia un microsporangia).

Megasporanģija rada makrosporas, un mikrosporanģija rada mikrosporas. Šīs šūnas attīstīsies attiecīgi par sieviešu un vīriešu gametofītiem.

Gametofīta un sporofīta forma, kā arī to attīstības pakāpe ir atšķirīga. Tas ir tas, kas pazīstams kā heteromorfās paaudzes.

Sporofīti bryophyte augos (aļģēs)

Bryophytes grupā, kur atrodamas sūnas un aknu vītnes, ir dominējošā gametofītu fāze, kurā pieaugušajam sporophyte nepieciešams uzturs.

Embrionālais sporofīts attīstās, dalot zigotu sievietes dzimumorgānā vai arhegonijā, un agrīnā attīstībā to baro gametofīts. Tā kā dzīves ciklā ir raksturīgas šīs embrionālās īpašības (kas raksturīgas visiem sauszemes augiem), šai grupai tiek dots embriju nosaukums.

Aļģu gadījumā pastāv dominējošo gametofītu paaudzes, dažās sugās gametofīti un sporofīti ir morfoloģiski līdzīgi (izomorfiski). Zirgu astes augos, papardes, vingrošanas un sēklinieku augos, kas saglabājušies līdz mūsdienām, dominējošā forma ir neatkarīgs sporofīts.

Bryophytes evolūcija

Pirmajos sauszemes augos bija sporofīti, kas ražoja identiskas sporas (izosporas vai homosporas). Gymnosperms senči pilnveidoja sarežģītus heterosporiskos dzīves ciklus, kuros vīriešu un sieviešu gametofītu producējošās sporas bija dažāda lieluma.

Sieviešu megasporas parasti bija lielākas un mazāk sastopamas nekā vīriešu mikrosporas.

Devonas periodā dažās augu grupās patstāvīgi attīstījās heterosporija un vēlāk endosporija, kurā gametofīti sporas sieniņā tiek minimāli pārveidoti.

Exosporic augos, starp kuriem ir mūsdienu papardes, gametofīti iznāk no sporas, pārraujot sporas sienu, un attīstoties ārpusē.

Endosporiskajos augos megagametofīti attīstās sporangijā, iegūstot ļoti mazu daudzšūnu sieviešu gametofītu, kam ir sieviešu dzimuma orgāni (arhegonija).

Oocīti tiek arhegonijā apaugļoti ar brīvi pārvietojošām flagellated spermu, ko miniaturizēti vīriešu gametofīti ražo iepriekš ziedputekšņu veidā. Iegūtā olšūna vai zigota tika pārveidota par jauno sporofītu paaudzi.

Tajā pašā laikā vienīgais lielais meiospors vai megaspors, kas atrodas sākotnējā sporofīta modificētajā sporangijā, tiek saglabāts pirmsovulā. Heterosporijas un endosporijas evolūcija tiek uzskatīta par dažiem no pirmajiem soļiem to sēklu evolūcijā, ko rada mūsdienu ģints ģints un angiospermas.

Bryofīti šodien

475 miljonu gadu laikā sauszemes augi ir pilnveidojuši un pielietojuši šīs evolūcijas procedūras. Mūsdienās pastāvošajām 300 000 augu sugām ir sarežģīts dzīves cikls, kurā mijas sporofīti (sporas veidojošie organismi) un gametofīti (gametas ražojošie organismi).

Augiem, kas nav vaskulāri, tas ir, tiem nav stublāja vai saknes (zaļās aļģes, sūnas un aknu kārpas), ar neapbruņotu aci redzamā struktūra ir gametofīts.

Atšķirībā no asinsvadu augiem, piemēram, papardes un sēklu augiem, tajā ir sporofīti. Ne-vaskulāra auga sporofīts rada haploīdās vienšūnu sporas, un kā mejozes produkts - sporoniju.

Visā zemes dabiskajā vēsturē katrai augu sugai izdodas saglabāt neatkarīgus attīstības mehānismus saistībā ar embrionāliem procesiem un sugas anatomiju. Pēc biologu domām, šī informācija ir būtiska, lai mēģinātu izprast paaudžu maiņas evolūcijas izcelsmi.

1. Bennici, A. (2008). Sauszemes augu izcelsme un agrīnā attīstība: problēmas un apsvērumi. Komunikatīvā un integratīvā bioloģija, 212.-218.
2. Kempbela, NA un Reece, JB (2007). Bioloģija. Madride: Médica Panamericana redakcija.
3. Frīdmens, W. (2013). Viens genoms, divas ontogenijas. Zinātne, 1045-1046.
4. Gilberts, S. (2005). Attīstības bioloģija. Buenosairesa: redaktore Médica Panamericana.
5. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Dzīve: bioloģijas zinātne. Buenosairesa: redaktore Médica Panamericana.