Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Kenmerken van Sporophytes
- Kenmerken van gametophytes
- Niet-vasculaire versus vasculaire planten
- Genetische besturing van generatieprocessen
In alle planten en sommige algen bestaat een verandering van generaties waarin de soort diploïde en haploïde fasen heeft. Seksuele reproductie resulteert in gameten die twee cellen van verschillende individuen combineren. Meiosis produceert ook gameten. Haploïden bevatten één set chromosomen in elk van hun cellen. Diploïdencellen bevatten twee chromosoomsets. Voor planten delen haploïde en diploïde cellen via mitose. De haploïde fase van de plant wordt de gametophyte genoemd en de diploïde fase wordt de sporophyte genoemd. Nakomelingen wisselen af van diploïde sporophytes naar haploid gametophytes en weer terug in generaties. Dit betekent dat planten twee verschillende soorten planten genereren met hetzelfde genetische materiaal.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Planten bestaan in alternerende generaties, sporophytes en gametophytes genoemd. Sporophytes vertegenwoordigen de diploïde fase van planten.Gametophytes vertegenwoordigen de haploïde fase van planten.
Kenmerken van Sporophytes
Sporophytes zijn diploïde planten die meiose gebruiken om sporen te produceren. Deze sporen zijn haploïde cellen die uitgroeien tot haploïde gametophytes. Megasporen groeien uit tot vrouwelijke gametophytes, en microsporen groeien uit tot mannelijke gametophytes. Meiose komt voor in het sporangium van een sporofyt en resulteert in haploïde sporen. Deze sporen bevatten één cel die een andere nieuwe plant kan worden zonder te paren. Sporophytes zijn geëvolueerd in vaatplanten om groter, dominanter en langer te leven in vergelijking met gametophytes.
Kenmerken van gametophytes
Gametophytes zijn haploïde planten die mitose gebruiken om haploïde gameten te maken. Deze gameten zijn vrouwelijk in de vorm van een eicel (ei) of mannelijk in de vorm van sperma. Gametophytes bevatten het archegonium of vrouwelijk geslachtsorgaan, of ze bevatten het antheridium of mannelijk geslachtsorgaan. Het sperma en het ei verenigen zich in het archegonium om een diploïde zygote cel te produceren. Die zygote wordt een sporofyt. Gametophytes van vasculaire planten zijn meestal veel kleiner dan sporophytes, soms zelfs slechts enkele cellen groot. Een stuifmeelkorrel is een voorbeeld van een mannelijke gametofyt in vaatplanten.
Niet-vasculaire versus vasculaire planten
Vasculaire en niet-vasculaire planten vertonen interessante verschillen tussen hun sporophytes en gametophytes. Vasculaire planten hebben niet zoveel water nodig om te gedijen, en ze vertonen hun grote, langlevende sporofytfase als de eigenlijke plant. Gymnospermen zoals coniferen bevatten een beetje vrouwelijk gametofytweefsel in hun kegels, zoals pijnboompitten. Die noten bevatten de embryonale diploïde sporofyt. De mannelijke conifeer gametophyte bestaat als stuifmeel, dat door de wind wordt verspreid. Voor bloeiende planten zoals fruitbomen en bloemen, bevatten vrouwelijke gametophytes enkele cellen en verblijven ze in de eierstok van de bloem; het mannetje bestaat als stuifmeel. De kleine gametophytes van vaatplanten leven slechts een seizoen. Vasculaire planten die twee soorten sporen en gametophytes maken, worden heterosporisch genoemd.
Niet-vasculaire planten zoals bryophytes (waaronder mossen, levermossen en hoornwormen) vertonen verschillende kenmerken voor hun gametophytes en sporophytes. Bryophytes omvatten de oudste landplanten op de planeet, die al meer dan 400 miljoen jaar bestaan. Ze hebben nattere locaties nodig voor hun reproductieve succes. Hun sporofyten zijn niet zichtbaar dominant. Hun gametofytgeneratie is echter het merkbare, fotosynthetische deel van de plant (zoals groen mos) dat zich hecht aan substraten via rhizoïden in plaats van de diploïde sporofyt. In feite zijn hun sporofyten niet zo lang houdbaar als in vaatplanten. De sporofyt vormt zich uit een bevruchte eicel in het kolfachtige archegonium en hecht zich aan de gametofyt via een doordringende voet. De sporofyt krijgt voeding van de gametofyt. De sporofyt vormt een zeer kleine stengel, een seta en een enkele sporangium. Een beschermende bedekking die calyptra wordt genoemd, omringt deze embryonale sporofyt. Eencellige sporen reizen via wind en ontkiemen alleen in een vochtig gebied; water is nodig voor bemesting. Vervolgens vormen ze een nieuwe gametofytplant, die meer sporen in de sporofytcyclus creëert. Omdat ze slechts één type spore en gametophyte maken, worden deze niet-vasculaire planten homosporisch genoemd.
Genetische besturing van generatieprocessen
Wetenschappers blijven meer alternerende generaties in planten leren. Genetische studies van mossen onthullen dat een groep eiwitten genaamd KNOX de ontwikkeling van sporofyten helpt stimuleren. In het angiosperm Arabidopsis thaliana, is het PKL-gen nodig voor maternale sporofyten om de ontwikkeling van mannelijke en vrouwelijke gametofyten te bevorderen. Voortgezet onderzoek levert nog meer fascinerende aspecten op van de complexe aard van processen voor het genereren van sporofyt en gametofyt.