SPOROFYT: PÔVOD A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2025

Sporofyt je diploidný viacbunkové fázou životného cyklu rastliny alebo riasy. Pochádza z zygoty, ktorá sa produkuje, keď je haploidné vajíčko oplodnené haploidným spermiom, a preto každá bunka sporofytov má dvojitú sadu chromozómov, po jednom od každého z rodičov.

Pôdne rastliny a takmer všetky mnohobunkové riasy majú životné cykly, v ktorých sa strieda viacbunková diploidná sporofytová fáza s mnohobunkovou fázou haploidného gametofytu.

Paul Garais, prostredníctvom Wikimedia Commons

Rastliny so semenami (gymnospermy) a kvitnúcimi rastlinami (angiospermy) majú výraznejšiu fázu sporofytov ako gametofyt a tvoria zelené rastliny s koreňmi, stonkami, listami, šiškami alebo kvetmi.

V kvitnúcich rastlinách sú gametofyty malé a nahradené klíčiacim peľom a embryovým vakom.

Sporofyt produkuje spóry (odtiaľ názov) meiózou, čo je proces známy ako "redukčné delenie", ktorý znižuje počet chromozómov v každej kmeňovej bunke spóry na polovicu. Výsledné meiospory (spóry pochádzajúce z meiózy) sa vyvinuli do gametofytu.

Výsledné spory a gametofyty sú haploidy, čo znamená, že majú iba jednu sadu chromozómov. Zrelý gametofyt bude produkovať mužské alebo ženské gaméty (alebo oboje) mitózou.

Spojenie mužských a ženských gamét vytvorí diploidný zygota, z ktorého sa vyvinie nový sporofyt. Tento cyklus sa nazýva striedanie generácií alebo striedanie fáz.

Pôvod sporofytov

Pôvod sporofytov v suchozemských rastlinách (embryách) predstavuje základné štádium evolučného vývoja. Všetky organizmy, okrem prokaryot, podliehajú pravidelnej sexuálnej reprodukcii, ktorá spočíva v pravidelnom striedaní meiózy a oplodnenia, čím sa prejavujú dve alternatívne generácie.

Aby sme sa pokúsili vysvetliť pôvod alternatívnych generácií, existujú dve teórie: antitetická a homologická. Na základe dôkazov o možných predkoch rastlinných rastlín sa antitetická teória akceptuje ako primeranejšia.

Existujú však určité kompromisy, pokiaľ ide o vývojový proces rias machorastov a prechodné obdobie suchozemských rastlín na pteridofyty. Tieto dve hlavné zmeny sa najlepšie analyzujú pomocou nearwinistickej teórie a ďalších evolučných genetických procesov ako referencie.

Pojem terminálna meióza sa tiež používa, pretože k tomuto procesu dochádza na konci životného cyklu tejto bunkovej línie. Tieto organizmy sú tvorené diploidnými bunkami a haploidné bunky sú zastúpené gamétami.

Záverom je, že sporofyt netvorí gaméty, ale haploidné spóry meiózou. Tieto spóry sa delia mitózou a stávajú sa gametofytmi, ktoré produkujú gaméty priamo.

Sporofyty v rastlinných rastlinách

V týchto rastlinných druhoch sa životný cyklus vytvára striedaním generácií: z diploidného sporofytu na haploidný gametofyt. Keď sa mužská gameta a ženská gameta spoja a dôjde k oplodneniu, vytvorí sa diploidná bunka zvaná zygota, ktorá regeneruje tvorbu sporofytov.

Týmto spôsobom je životný cyklus suchozemských rastlín diplohaplonický, so strednou alebo spórou meiózou. Všetky suchozemské rastliny, s výnimkou machorastov a pteridofytov, sú exempláre heterospór, čo znamená, že sporofyt vedie k vzniku dvoch rôznych druhov sporangií (megasporangia a microsporangia).

Megasporangia vedie k vzniku makroskopických mikroorganizmov a mikroporézia vedie k vzniku mikroporéz. Tieto bunky sa vyvinú do ženských a mužských gametofytov.

Tvar gametofytov a sporofytov, ako aj stupeň ich vývoja sú rôzne. Toto je známe ako alternatívne heteromorfné generácie.

Sporofyty v machorastoch (riasy)

Skupina machorastov, v ktorých sa nachádzajú machy a pečeňové svaly, predstavuje dominantnú fázu gametofytov, v ktorej dospelý sporofyt potrebuje výživu.

Embryonálny sporofyt sa vyvíja bunkovým delením zygoty v ženskom pohlavnom orgáne alebo archegóniu a vo svojom skorom vývoji sa živí gametofytom. Tým, že má táto embryonálna charakteristika v životnom cykle (spoločná pre všetky suchozemské rastliny), dostala táto skupina názov embryofytov.

V prípade rias existujú generácie dominantných gametofytov, v niektorých druhoch sú getofyty a sporofyty morfologicky podobné (izomorfné). U rastlín presličky, kapradiny, gymnospermy a angiospermy, ktoré prežili dodnes, je dominantnou formou nezávislý sporofyt.

Vývoj machorastov

Prvé suchozemské rastliny mali sporofyty, ktoré produkovali rovnaké spóry (izospory alebo homospory). Predkovia gymnosperiem zdokonalili zložité heterosporické životné cykly, v ktorých spóry produkujúce samce a samice gametofytov boli rôznej veľkosti.

Ženské megaspory mali tendenciu byť väčšie a menej početné ako mužské mikropóry.

V devónskom období sa u niektorých skupín rastlín nezávisle vyvinula heterosporia a neskôr endosporia, v ktorej sa gametofyty v stene spór minimálne transformujú.

V exosporických rastlinách, medzi ktoré patria moderné paprade, vychádzajú gametofyty zo spór, lámajúc stenu spór a vyvíjajú sa vonku.

V endosporických rastlinách sa megagametofyty vyvíjajú v sporangiu, aby produkovali veľmi malý mnohobunkový ženský gametofyt, ktorý má ženské pohlavné orgány (archegónia).

Oocyty sa v Archegónii oplodnia voľne sa pohybujúcimi bičíkovými spermiami, ktoré sa produkujú miniaturizovanými samčími gametofytmi vo forme predbežného peľu. Výsledné vajíčko alebo zygota sa transformovala na novú generáciu sporofytov.

Súčasne sa v predovulku zachová jediný veľký meiospore alebo megaspore obsiahnuté v modifikovanom sporangiu pôvodného sporophyte. Vývoj heterosporie a endosporie sa považuje za niektoré z prvých krokov vo vývoji semien, ktoré produkujú dnešné telocvičné a angiospermy.

Bryophytes dnes

Počas 475 miliónov rokov sa pozemské rastliny zdokonaľujú a uplatňujú tieto vývojové postupy. 300 000 druhov rastlín, ktoré dnes existujú, má zložitý životný cyklus, ktorý strieda sporofyty (organizmy produkujúce spóry) a gametofyty (organizmy produkujúce gaméty).

V nevaskulárnych rastlinách, to znamená, že nemajú stonku ani koreň (zelené riasy, machy a pečeňové kôry), je voľným okom viditeľná štruktúra gametofyt.

Na rozdiel od cievnych rastlín, ako sú paprade a semenné rastliny, má sporofyty. Sporofyt nevaskulárnej rastliny vytvára haploidné jednobunkové spóry a ako produkt meiózy je sporangium.

V priebehu celej prirodzenej histórie Zeme dokáže každý druh rastlín zachovať nezávislé vývojové mechanizmy vo vzťahu k embryonálnym procesom a anatómii druhu. Podľa biológov je táto informácia nevyhnutná na pochopenie evolučného pôvodu alterácie generácií.

1. Bennici, A. (2008). Pôvod a skorý vývoj rastlinných rastlín: problémy a úvahy. Komunikačná a integračná biológia, 212-218.
2. Campbell, NA a Reece, JB (2007). Biology. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
3. Friedman, W. (2013). Jeden genóm, dva ontogenézy. Science, 1045-1046.
4. Gilbert, S. (2005). Vývojová biológia. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
5. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Život: Biológia. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.