ČO JE GAMETOFYT? (PRÍKLADY U RÔZNYCH DRUHOV) - BIOLÓGIE - 2026

Gametophyte je viacbunkové haploidné organizmus, ktorý pochádza z haploidných spór, ktorý má skupinu chromozómov. Zodpovedá haploidnej fáze rastliny určenej na produkciu gamét a sexuálnej fáze v jednej z dvoch alternatívnych fáz životného cyklu pozemných rastlín a morských rias.

Tento organizmus vytvára sexuálne orgány, ktoré vedú k gamédom, čo sú haploidné pohlavné bunky, ktoré sa podieľajú na oplodnení. To vedie k diploidnému zygotu, to znamená, že má dve sady chromozómov.

Gametofyty rastúce v teráriu. Neznámy druh. Náhodný strom z Wikimedia Commons

Jeden z týchto dvoch súborov chromozómov zodpovedá otcovi a druhý matke. Bunkové delenie zygoty produkuje nový diploidný mnohobunkový organizmus.

V druhej fáze životného cyklu známeho ako sporofyt je jeho funkcia produkovať haploidné spóry prostredníctvom bunkového delenia zvaného meióza.

Morfológia gametofytov závisí od pohlavia, to znamená, že ženské budú mať jeden tvar a mužské iný iný tvar.

Gametophyte v Bryophytes

V tejto skupine rastlín (machy, pečene a rohatiny) je gametofyt najvýznamnejšou fázou biologického cyklu.

Tento machorastový machorast má dlhú životnosť a je nezávislý od výživového hľadiska. Sporofyty sú zvyčajne spojené a potrebujú gametofyty.

V machoch sa spór začína množiť klíčením a vytvára vlákninu buniek nazývanú protoném.

Pri dozrievaní sa gametofyt vyvíja vo forme hustých výhonkov, ktoré spôsobujú vznik pohlavných orgánov alebo gamétangií, ktoré sú producentmi gamét. Vajcia sa produkujú v Archegónii a spermie v anterídiách.

V skupinách, ako sú napríklad pečeňovky patriace do radu Marchantiales, gaméty pochádzajú zo špecializovaných orgánov nazývaných gametofory alebo gametangiofory.

Gametofyty vo vaskulárnych rastlinách

Vo všetkých vaskulárnych rastlinách (s kmeňom, listami a koreňmi) prevládajú sporofyty s tendenciou k malým samičím gametofytom závislým od sporofytov. To sa stalo čoraz zreteľnejším, keď sa rastliny vyvíjali smerom k forme rozmnožovania semenami.

Paprade produkujú iba jeden druh spór nazývaný homospory. Jeho gaméty sú exosporické, čo znamená, že gametofyty sú voľne žijúce a vyvíjajú sa mimo steny spór.

Tieto exosporické gametofyty môžu byť bisexuálne (monoecious), to znamená so schopnosťou produkovať spermie a vajíčka v rovnakom tele. Ak sa špecializujú na ženské a mužské organizmy, označujú sa osobitne ako dvojdomé.

Vaskulárne rastliny Heterospore (produkujú megaspory aj mikropóry) majú gametofyt, ktorý sa endosporálne vyvíja v stene spór. V tomto prípade sú gametofyty dvojdomé, produkujú vajíčka alebo spermie, ale nikdy nie oboje.

Gametofyty v paprade

V paprade sú gametofyty malé, fotosyntetizujú a majú voľný životný štýl, pretože na svoje jedlo nepotrebujú sporofyt.

V prípade druhu Leptosporangiate dryopteris, z paprade, je gametofyt autotrofný (vytvára si vlastné jedlo), fotosyntetizuje a má štruktúru nazývanú prothalo, ktorá produkuje gaméty. Prothalo udržuje sporofyt v ranom mnohobunkovom štádiu vývoja.

V niektorých skupinách, konkrétne v genealogickom odbore (Psilotaceae a Ophioglossaceae), sú gametofyty podzemné a prežívajú nadviazanie mykotrofických vzťahov s hubami.

Gametofyty v lykopytoch

V lykofytoch sa vyrábajú dva rôzne typy gametofytov. V rodinách Huperziaceae a Lycopodiaceae sú klíčivé gametofyty voľne žijúce, podzemné a mykotropné, čo znamená, že získavajú potravu prostredníctvom symbiotických vzťahov s hubami.

V rodinách Selaginella a Isoetes zostávajú megaspory spojené s pôvodným sporofytom a v ňom sa vyvinie megagametofyt.

Keď dozrievajú, trhliny na križovatke trojkolky sa otvárajú, aby uľahčili vstup mužských gamét do archegónie, kde sa dotýkajú vajíčok.

Gametofyty v semenných rastlinách

Rastliny, ktoré majú semená, sa nazývajú angiospermy a gymnospermy, všetky sú endosporické a heterospory.

V týchto rastlinách sa gametofyty transformujú na mnohobunkové organizmy, keď sú vo vnútri spór a megaspory sú zadržiavané v sporangiu.

V semenných rastlinách je mikrogametofyt známy ako peľ. Mikrogamofyty semennej rastliny sa skladajú z dvoch alebo troch buniek, keď peľové zrná opúšťajú sporangium.

Všetky semenné rastliny sú heterospory a produkujú spóry rôznych veľkostí: veľké spóry žien a malé spóry samcov.

Megagametofyt sa vyvíja v megaspore vo vaskulárnych rastlinách bez semien a vo vnútri megasporangia v kuželi alebo kvetine semien.

Mikrogamofyty semien, ktoré sú peľovým zrnom, putujú tam, kde sú vaječné bunky, nesené fyzikálnym alebo živočíšnym vektorom a tam produkujú dve spermie mitózou.

nahosemenných

V rastlinách s gymnospermom je megagametofyt tvorený niekoľkými tisíckami buniek a má jednu až niekoľko archegónií, z ktorých každá má jednu vaječnú bunku. Getofyt sa transformuje do tkaniva na ukladanie potravy v semenách.

krytosemenné

V rastlinách angiospermu sa megagametofyt zmenšuje na niekoľko jadier a buniek a nazýva sa embryo vak. Reprezentatívny embryový vak má sedem buniek a osem jadier, z ktorých jedna je vaječná bunka.

Dve jadrá sa spoja s jadrom spermií za vzniku endospermu, ktorý sa potom transformuje do tkaniva na uloženie potravy v semenách.

Semenné rastliny sa vyznačujú tým, že megaspora je zadržiavaná vo vnútri sporofytov, tkanivami nazývanými integuments. Ich úlohou je obaliť a chrániť megasporangium.

V rastlinách s gymnospermom sú megaspory obklopené jedným integumentom, zatiaľ čo v rastlinách s angiospermom sú obklopené dvoma integuments.

Súbor tvorený megasporangiom, megasporou a celými súbormi sa nazýva ovule. Vo vnútri každého vajíčka sa vyvinie ženský gametofyt z megaspory, ktorá produkuje jednu alebo viac ženských gamét.

Keď klíčia peľové zrná a rast začína, začína sa objavovať peľová trubica, ktorej funkciou je zavedenie samčích gamét vo vnútri ženského gametofytu do vajíčka.

V semenných rastlinách zostáva ženský gametofyt vo vaječníku sporofytov. Mužské gametofyty sa nachádzajú v peľových zrnkách a sú cestujúcimi, preto ich možno v závislosti od druhu prenášať vetrom alebo opeľovačmi na veľké vzdialenosti.

Getofyty u zvierat

U zvierat začína evolučný vývoj vajíčkom alebo zygotom, ktoré prechádza sériou mitóz za vzniku diploidného organizmu.

Pri vývoji a dozrievaní vytvára haploidné gaméty založené na určitých diploidných bunkových líniách prostredníctvom meiózy. Meióza sa nazýva gametogénna alebo gametická.

Tento cyklus je prítomný u všetkých zvierat. Aj keď nedochádza k striedaniu generácií, dochádza k striedaniu dvoch jadrových fáz, jednej haploidnej (gaméty) a druhej diploidnej (vývoj organizmu mitózou začínajúcou z vajíčka alebo zygoty).

Meióza je preto gametická a tento cyklus sa považuje za najrozvinutejší v živých organizmoch.

Heteromorfia gametofytov

V rastlinách, ktoré majú heteromorfné gametofyty, existujú dva typy gametofytov. Pretože majú rôzne tvary a funkcie, nazývajú sa heteromorfy.

Getofyt zodpovedný za produkciu vajíčok sa kvôli svojej veľkej veľkosti nazýva megagametofyt a gametofyt zodpovedný za produkciu spermií sa nazýva microgametofyt. Ak gametofyty produkujú vajíčka a spermie na samostatných rastlinách, nazývajú sa dvojdomé.

Heterosporózne rastliny, ako sú určité lykopyty, vodné paprade, ako aj všetky gymnospermy a angiospermy, majú dve rôzne sporangie. Každá z nich produkuje jednu spóru a jeden typ gametofytov.

Nie všetky heteromorfné gametofyty však pochádzajú z heterosporických rastlín. To znamená, že niektoré rastliny majú rôzne gametofyty produkujúce vajíčko a spermie.

Tieto gametofyty však pochádzajú z rovnakých druhov spór v rovnakom sporangiu, čo je príklad: rastlina Sphaerocarpos.

Referencie

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