Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Sporofyyttien ominaisuudet
- Gametofüttien ominaisuudet
- Ei-verisuoni- tai vaskulaarikasvit
- Generaatioprosessien geneettinen hallinta
Kaikissa kasveissa ja joissain lehdissä esiintyy sukupolvien muutosta, jossa lajeilla on diploidi- ja haploidifaasi. Seksuaalinen lisääntyminen johtaa sukusoluihin, jotka yhdistävät kaksi solua eri yksilöiltä. Meioosi tuottaa myös sukusoluja. Haploidit sisältävät yhden sarjan kromosomeja jokaisessa solussaan. Diploidsolut sisältävät kaksi kromosomijoukkoa. Kasveille haploidit ja diploidiset solut jakautuvat mitoosin kautta. Kasvien haploidifaasia kutsutaan gametofyyttiksi ja diploidifaasia sporofytiksi. Jälkeläiset vuorottelevat diploidisista sporofyyteistä haploideihin gametofyyteihin ja taas takaisin sukupolvien ajan. Tämä tarkoittaa, että kasvit tuottavat kahta erilaista kasvia samalla geneettisellä materiaalilla.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kasveja esiintyy vuorotellen sukupolvissa, joita kutsutaan sporofyyteiksi ja gametofyyteiksi. Sporofyytit edustavat kasvien diploidifaasia.Gamofyytit edustavat kasvien haploidifaasia.
Sporofyyttien ominaisuudet
Sporofytit ovat diploidisia kasveja, jotka käyttävät meioosia itiöiden tuottamiseen. Nämä itiöt ovat haploidisia soluja, jotka kasvavat haploideiksi gametofyyteiksi. Megapoorista kasvaa naispuolisia gametofyyttejä, ja mikrosuuroista kasvaa urospuolisiksi gametofyyteiksi. Meioosi esiintyy sporofyytin sporangiumissa ja johtaa haploidisiin itiöihin. Nämä itiöt sisältävät yhden solun, josta voi tulla toinen uusi kasvi paritumatta. Sporofytit ovat kehittyneet vaskulaarisissa kasveissa suuremmiksi, hallitseviksi ja pidempiin eläviin verrattuna gametofyyteihin.
Gametofüttien ominaisuudet
Gametofyytit ovat haploidikasveja, jotka käyttävät mitoosia haploidisten sukusolujen valmistukseen. Nämä sukusolut ovat naisia munasolun muodossa tai miespuolisia sperman muodossa. Gametofyytit sisältävät arkegoniumin tai naispuolisen sukupuolielimen tai ne sisältävät antheridiumin tai miehen sukupuolen elimen. Sperma ja muna yhdistyvät arkegoniumissa tuottamaan diploidisen tsygoottisolun. Tästä tsygootista tulee sporofytti. Verisuonikasvien gametofyytit ovat yleensä paljon pienempiä kuin sporofyytit, joskus jopa vain muutamien solujen kokoisia. Siitepölyjyvä edustaa esimerkkiä miehen gametokyytistä verisuonikasveissa.
Ei-verisuoni- tai vaskulaarikasvit
Vaskulaarisilla ja ei-verisuonikasveilla on mielenkiintoisia eroja sporofyyttien ja gametofyyttien välillä. Verisuonikasvit eivät vaadi niin paljon vettä menestyäkseen, ja niillä on suuri, pitkäikäinen sporofyyttifaasi kuin varsinaisella kasvi. Gymnosperms, kuten havupuut, sisältävät kartioissaan vähän naispuolisia gametofyyttikudoksia, kuten männynpähkinöitä. Nämä pähkinät sisältävät alkion diploidisen sporofyytin. Urospuinen havupuu-gametofyytti esiintyy siitepölynä, joka on hajaantunut tuuleen. Kukkakasveissa, kuten hedelmäpuissa ja kukissa, naispuoliset gametofyytit sisältävät muutamia soluja ja ne sijaitsevat kukan munasarjan sisällä; uros esiintyy siitepölynä. Verisuonikasvien pienet gametofyytit elävät vain kauden. Verisuonikasveja, jotka tekevät kahden tyyppisiä itiöitä ja gametofyyttejä, kutsutaan heterosporisiksi.
Verisuonittomilla kasveilla, kuten sammattilaisilla kasveilla (joihin kuuluu sammalta, maksan virreitä ja sarvekuorta), on erilaisia ominaisuuksia niiden gametofyyteille ja sporofyyteille. Bryofytit ovat planeetan vanhimpia land kasveja, jotka ovat olleet olemassa jo yli 400 miljoonaa vuotta. Hedelmällisyyden onnistumiseksi vaaditaan märämpiä alueita. Heidän sporofytit eivät ole näkyvästi hallitsevia. Heidän gametofyytti sukupolvi on kuitenkin kasvin havaittavissa oleva, fotosynteettinen osa (kuten vihreä sammal), joka kiinnittyy substraatteihin risoidien eikä diploidisen sporofyytin välityksellä. Itse asiassa niiden sporofytit eivät ole yhtä pitkäikäisiä kuin verisuonikasveissa. Sporofytti muodostuu hedelmöitetystä munasta pullon kaltaisen arkegoniumin sisällä ja kiinnittyy gametofyyttiin läpäisevän jalan kautta. Sporofytti saa ravintoa gametofyytistä. Sporofytti muodostaa hyvin pienen varren, jota kutsutaan setaksi ja yhdeksi sporangiumiksi. Suojapäällyste, nimeltään calyptra, ympäröi tätä alkion sporofyyttiä. Yksisoluiset itiöt kulkevat tuulen kautta ja itävät vain kostealla alueella; vettä tarvitaan lannoittamiseen. Sitten ne muodostavat uuden gametophyte-kasvin, joka luo lisää itiöitä sporophyte-kiertoon. Koska he tekevät vain yhden tyyppisiä itiöitä ja gametofyyttejä, näitä ei-verisuonitaimisia kasveja kutsutaan homosporiseksi.
Generaatioprosessien geneettinen hallinta
Tutkijat oppivat edelleen vuorotellen sukupolvia kasveissa. Sammaleiden geneettiset tutkimukset paljastavat, että ryhmä proteiineja, nimeltään KNOX, auttaa sporofyyttien kehitystä. Angiospermissa Arabidopsis thaliana, PKL-geeniä tarvitaan äidin sporofyyteille miesten ja naisten gametofyyttien kehityksen edistämiseksi. Jatkuva tutkimus tuottaa vielä kiehtovampia näkökohtia sporofyyttien ja gametofyyttien muodostumisprosessien monimutkaisesta luonteesta.