Generazione di gametofiti del ciclo di vita delle piante

Gametofiti di muschio. In alternanza di generazioni, la fase gametofita è la generazione che produce i gameti. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

UN gametofito rappresenta la fase sessuale della vita vegetale. Questo ciclo è denominato alternanza di generazioni e gli organismi si alternano tra una fase sessuale, o generazione di gametofiti, e una fase asessuata, o generazione di sporofiti. Il termine gametofito può riferirsi alla fase gametofita del ciclo vitale della pianta o al particolare corpo o organo della pianta che produce i gameti.

È nel aploide struttura del gametofito che gameti sono formati. Questi maschi e femminecellule sessuali, noto anche come uova e sperma, si uniscono durantefecondazioneformare un diploide zigote. Lo zigote si sviluppa in uno sporofito diploide, che rappresenta la fase asessuata del ciclo. Gli sporofiti producono l'aploide spore da cui si sviluppano i gametofiti aploidi. A seconda del tipo di pianta, la maggior parte del suo ciclo vitale può essere trascorso nella generazione di gametofiti o nella generazione di sporofiti. Altri organismi, come alcuni alghe e fungo , possono trascorrere la maggior parte dei loro cicli vitali nella fase gametofita.

Sviluppo di gametofiti

Sporofiti di muschio. Santiago Urquijo/Momento/Getty

I gametofiti si sviluppano dalla germinazione di spore . Le spore sono cellule riproduttive che possono dare origine a nuovi organismiasessualmente(senza fecondazione). Sono cellule aploidi prodotte da meiosi in sporofiti . Dopo la germinazione, le spore aploidi subiscono mitosi per formare una struttura multicellulare di gametofiti. Il gametofito aploide maturo produce quindi gameti per mitosi.

Questo processo differisce da quello che si vede negli organismi animali. In cellule animali , le cellule aploidi (gameti) sono prodotte solo dalla meiosi e solo le cellule diploidi subiscono la mitosi. Nelle piante, la fase gametofita termina con la formazione di uno zigote diploideriproduzione sessuale. Lo zigote rappresenta la fase sporofita, che consiste nella generazione vegetale con cellule diploidi. Il ciclo ricomincia quando le cellule sporofite diploidi subiscono la meiosi per produrre spore aploidi.

Generazione di gametofiti nelle piante non vascolari

LIVERWORT. Marchantia, Gametofito femminile Strutture portatrici di Archegonium in un'erba epatica. Le strutture a forma di ombrello a stelo recano l'archegonia. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

La fase gametofita è la fase primaria in piante non vascolari , come muschi ed epatiche. La maggior parte delle piante lo sono eteromorfico , il che significa che producono due diversi tipi di gametofiti. Un gametofito produce uova, mentre l'altro produce sperma. Muschi ed epatiche sono anche eterosporo , nel senso che producono due diversi tipi di spore . Queste spore si sviluppano in due tipi distinti di gametofiti; un tipo produce sperma e l'altro produce uova. Il gametofito maschile sviluppa organi riproduttivi chiamati anteridi (producono sperma) e si sviluppa il gametofito femminile archegonia (produrre uova).

Le piante non vascolari devono vivere in habitat umidi e fare affidamento sull'acqua per portare il maschio e la femmina gameti insieme. Sufecondazione, lo zigote risultante matura e si sviluppa in uno sporofito, che rimane attaccato al gametofito. La struttura dello sporofito dipende dal gametofito del nutrimento perché solo il gametofito è in grado di fotosintesi . La generazione di gametofiti in questi organismi è costituita dalla vegetazione verde, frondosa o simile al muschio situata alla base della pianta. La generazione di sporofiti è rappresentata dagli steli allungati con strutture contenenti spore sulla punta.

Generazione di gametofiti nelle piante vascolari

Il prothallium è la fase gametofita nel ciclo vitale della felce. I protalli a forma di cuore producono gameti che si uniscono per formare uno zigote, che si sviluppa in una nuova pianta sporofita. Lester V. Bergman/Documentario Corbis/Getty Images

Nelle piante con sistemi di tessuti vascolari , la fase sporofita è la fase primaria del ciclo vitale. A differenza delle piante non vascolari, il gametofito e lo sporofito entrano in fase piante vascolari non produttrici di semi sono indipendenti. Ne sono capaci sia le generazioni di gametofiti che di sporofiti fotosintesi . felci sono esempi di questi tipi di piante. Molte felci e altre piante vascolari lo sono omosessuale , il che significa che producono un tipo di spora. Il diploide produce lo sporofito aploide spore (a cura di meiosi ) in sacche specializzate chiamate sporangi.

Gli sporangi si trovano sul lato inferiore delle foglie di felce e rilasciano spore nell'ambiente. Quando una spora aploide germina, si divide mitosi formando una pianta aploide gametofita chiamata a protallio . Il protallio produce organi riproduttivi maschili e femminili, che formano rispettivamente lo sperma e le uova. L'acqua è necessaria perfecondazioneavvenire quando lo sperma nuota verso gli organi riproduttivi femminili (archegonia) e si unisce alle uova. Dopo la fecondazione, lo zigote diploide si sviluppa in una pianta sporofita matura che nasce dal gametofito. In felci , la fase sporofita è costituita dalle fronde frondose, dagli sporangi, dalle radici e dal tessuto vascolare. La fase gametofita è costituita dalle piccole piante a forma di cuore o protalli.

Generazione di gametofiti nelle piante che producono semi

Questa micrografia elettronica a scansione a colori (SEM) mostra i tubi pollinici (arancione) sul pistillo di un fiore di genziana della prateria (Gentiana sp.). Il polline contiene le cellule sessuali maschili di una pianta da fiore. SUSUMU NISHINAGA/Libreria fotografica scientifica/Getty Images

Nelle piante che producono semi, come angiosperme e gimnosperme, la generazione di gametofiti microscopici dipende totalmente dalla generazione di sporofiti. In piante da fiore , la generazione sporofita produce sia maschi che femmine spore . Le microspore maschili (spermatozoi) si formano nei microsporangi (sacche polliniche) nello stame del fiore. Le megaspore femminili (uova) si formano nel megasporangio nell'ovaio del fiore. Molte angiosperme hanno fiori che contengono sia microsporangium che megasporangium.

Ilfecondazioneprocesso si verifica quando polline viene trasferito da vento, insetti o altro impollinatori vegetali alla porzione femminile del fiore (carpello). Il granello di polline germina formando a tubo pollinico che si estende verso il basso per penetrare nell'ovaio e consentire a uno spermatozoo di fertilizzare l'uovo. L'uovo fecondato si sviluppa in un seme, che è l'inizio di una nuova generazione di sporofiti. La generazione di gametofiti femminili è costituita dalle megaspore con sacco embrionale. La generazione di gametofiti maschili è costituita da microspore e polline. La generazione di sporofiti è costituita dal corpo della pianta e dai semi.

Takeaway chiave di gametofito

• Il ciclo vitale della pianta si alterna tra una fase gametofita e una fase sporofita in un ciclo noto come alternanza di generazioni.
• Il gametofito rappresenta la fase sessuale del ciclo vitale poiché in questa fase vengono prodotti i gameti.
• Gli sporofiti vegetali rappresentano la fase asessuata del ciclo e producono spore.
• I gamatofiti sono aploidi e si sviluppano da spore generate dagli sporofiti.
• I gametofiti maschili producono strutture riproduttive chiamate antheridia, mentre i gametofiti femminili producono archegonia.
• Le piante non vascolari, come i muschi e le epatiche, trascorrono la maggior parte del loro ciclo vitale nella generazione dei gametofiti.
• Il gametofio nelle piante non vascolari è la vegetazione verde simile al muschio alla base della pianta.
• Nelle piante vascolari senza semi, come le felci, le generazioni di gametofiti e sporofiti sono entrambe capaci di fotosintesi e sono indipendenti.
• La struttura gametofita delle felci è una pianta a forma di cuore chiamata prothallium.
• Nelle piante vascolari portatrici di semi, come angiosperme e gimnosperme, il gametofito dipende totalmente dallo sporofito per lo sviluppo.
• I gametofiti nelle angiosperme e nelle gimnosperme sono granuli di polline e ovuli.

Fonti

• _{Gilbert, Scott F. Cicli di vita delle piante. Biologia dello sviluppo. 6a edizione. , Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti, 1 gennaio 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9980/.}
• _{Graham, LK e LV Wilcox. L'origine dell'alternanza delle generazioni nelle piante terrestri: un focus sulla matrotrofia e sul trasporto dell'esoso. Transazioni filosofiche della Royal Society B: Scienze biologiche , Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti, 29 giugno 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1692790/.}