SPOROFITAS: IŠTAKOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Sporophyte yra diploidinė akytasis etapas gyvavimo cikle augalo arba dumbliai. Jis kilęs iš zigoto, pagaminto, kai haploidinį kiaušinį apvaisina haploidinis spermatozoidas, todėl kiekvienoje sporofito ląstelėje yra dvigubas chromosomų rinkinys, po vieną iš kiekvieno tėvo.

Sausumos augalų ir beveik visų daugialąsčių dumblių gyvenimo ciklas yra toks, kai daugialąstelė diploidinė sporofito fazė keičiasi su daugialąsteline haploidine gametofito faze.

Paulas Garaisas, per „Wikimedia Commons“

Augalai su sėklomis (gymnosperms) ir žydintys augalai (angiosperms) turi ryškesnę sporofito fazę nei gametofitas ir yra žali augalai su šaknimis, stiebu, lapais, kūgiais ar gėlėmis.

Žydinčiuose augaluose gametofitai yra maži ir juos išstumia daigintos žiedadulkės ir embriono maišelis.

Sporofitas gamina sporas (taigi ir pavadinimą) mejozės būdu, tai yra procesas, žinomas kaip „redukcijos dalijimasis“, kuris sumažina chromosomų skaičių kiekvienoje sporos kamieninėje ląstelėje. Susidariusios meiosporos (sporos, kilusios iš mejozės) išsivysto į gametofitą.

Gautos sporos ir gametofitas yra haploidiniai, tai reiškia, kad jie turi tik vieną chromosomų rinkinį. Subrendęs gametofitas sukels vyrų ar moterų lytines ląsteles (arba abi) mitozės būdu.

Vyrų ir moterų lytinių organų sąjunga sukels diploidinį zigotą, kuris išsivystys į naują sporofitą. Šis ciklas vadinamas kartų kaita arba fazių kaita.

Sporofito kilmė

Sausumos augalų (embrionų) sporofito kilmė yra pagrindinis evoliucijos vystymosi etapas. Visi organizmai, išskyrus prokariotus, reguliariai lytiniu būdu dauginasi, kai vyksta reguliarus mejozės ir apvaisinimo pakaitalas, išreiškiantis dvi pakaitines kartas.

Norint pabandyti paaiškinti alternatyvių kartų kilmę, yra dvi teorijos: antitetinė ir homologinė. Remiantis galimų sausumos augalų protėvių įrodymais, antitetinė teorija pripažinta labiau pagrįsta.

Tačiau yra tam tikrų kompromisų, susijusių su briofitų dumblių evoliucijos procesu ir sausumos augalų pereinamuoju periodu į pteridofitus. Šie du pagrindiniai pokyčiai geriausiai analizuojami remiantis neo-darvinizmo teorija ir kitais evoliucijos genetiniais procesais.

Terminas mejozė taip pat vartojamas, nes šis procesas vyksta šios ląstelės linijos gyvenimo ciklo pabaigoje. Šiuos organizmus sudaro diploidinės ląstelės, o haploidines ląsteles reprezentuoja gametos.

Apibendrinant galima pasakyti, kad sporofitas neformuoja gametos, o haploidines sporas mejozės būdu. Šios sporos dalijasi mitozės būdu ir tampa gametofitais, kurie tiesiogiai gamina gametas.

Sporofitai sausumos augaluose

Šių augalų rūšių gyvenimo ciklas susidaro keičiantis kartoms: nuo diploidinio sporofito iki haploidinio gametofito. Kai vyriškoji ir moteriškoji gameta susijungia ir įvyksta apvaisinimas, susidaro diploidinė ląstelė, vadinama zigota, kuri regeneruoja sporofitų generaciją.

Tokiu būdu antžeminio augalo gyvenimo ciklas yra diplo-haploninis, su tarpine ar sporine mejoze. Visi sausumos augalai, išskyrus bryofitus ir pteridofitus, yra heterosporiniai egzemplioriai, o tai reiškia, kad sporofitas sukelia du skirtingus sporangijos tipus (megasporangija ir mikrosporangija).

Megasporangija sukelia makrosporas, o mikrosporangija - mikrosporas. Šios ląstelės išsivystys į moters ir vyro gametofitus.

Gametofito forma ir sporofitas, taip pat jų išsivystymo laipsnis yra skirtingi. Tai yra vadinama pakaitomis heteromorfinėmis kartomis.

Sporofitai bryophyte augaluose (dumbliai)

Bryofitų grupėje, kur randamos samanos ir kepenėlės, vyrauja gametofitų fazė, kai suaugusiam sporofitui reikia mitybos.

Embrioninis sporofitas vystosi dalijantis zigotu moters lytiniame organe arba archegoniume, o ankstyvame vystymesi jį maitina gametofitas. Gyvenimo cikle turint tokią embrioninę savybę (būdingą visiems sausumos augalams), šiai grupei suteikiamas embrionų vardas.

Dumbliams yra dominuojančių gametofitų kartos, kai kuriose rūšyse gametofitai ir sporofitai yra morfologiškai panašūs (izomorfiniai). Krienų augaluose, paparčiuose, gimnastikos ir angiospermose, kurie išliko iki šių dienų, dominuojanti forma yra nepriklausomas sporofitas.

Bryofitų raida

Pirmieji sausumos augalai turėjo sporofitus, iš kurių gaminamos vienodos sporos (izosporos arba homosporos). Sporto salių protėviai tobulino sudėtingus heterosporinius gyvenimo ciklus, kuriuose vyriškos ir moteriškos gametofitus gaminančios sporos buvo skirtingo dydžio.

Moteriškos megasporos buvo linkusios būti didesnės ir mažesnės nei vyrų mikrosporos.

Devono laikotarpiu kai kurios augalų grupės savarankiškai išsivystė heterosporijoms, o vėliau ir endosporijoms, kuriose gametofitai sporos sienelėje yra minimaliai transformuojami.

Egzosporiniuose augaluose, tarp kurių yra šiuolaikinių paparčių, gametofitai išeina iš sporos, sulaužydami sporos sienelę, ir išsivysto lauke.

Endosporiniuose augaluose megagametofitai išsivysto sporagijoje ir sukuria labai mažą daugialąstelinį moterišką gametofitą, kuriame yra moteriški lytiniai organai (archegonija).

Oocitai archegonijoje apvaisinami laisvai judančiais pūkuotais spermatozoidais, kuriuos gamina miniatiūriniai vyriški gametofitai iš anksto žiedadulkių pavidalu. Gautas kiaušinis arba zigota buvo transformuota į naujos kartos sporofitus.

Tuo pačiu metu atskiras didelis meiosporas arba megaspora, esantis modifikuotame pradinio sporofito sporangiume, yra išsaugomas ikiovulyje. Heterosporijos ir endosporijos evoliucija laikoma keletu pirmųjų sėklų, kurias gamina šių dienų gimnastikos ir angiospermos, evoliucijos žingsnių.

Bryofitai šiandien

Per 475 milijonus metų sausumos augalai tobulino ir taiko šias evoliucijos procedūras. Šiandien egzistuojančios 300 000 augalų rūšių gyvenimo trukmė sudėtinga: sporofitai (sporą gaminantys organizmai) ir gametofitai (gametas gaminantys organizmai).

Ne kraujagysliniuose augaluose, tai yra, jie neturi stiebo ar šaknies (žali dumbliai, samanos ir kepenų žievės), plika akimi matoma struktūra yra gametofitas.

Skirtingai nuo kraujagyslių augalų, tokių kaip paparčiai ir sėkliniai augalai, jis turi sporofitus. Ne kraujagyslinio augalo sporofitas sukuria haploidines vienaląstes sporas, o kaip mejozės produktas - sporangiumą.

Per visą natūralią žemės istoriją kiekviena augalų rūšis sugeba išsaugoti nepriklausomus vystymosi mechanizmus, susijusius su embrioniniais procesais ir rūšies anatomija. Anot biologų, ši informacija yra būtina norint bandyti suprasti kartų kaitos evoliucines ištakas.

1. Bennici, A. (2008). Sausumos augalų kilmė ir ankstyva raida: problemos ir svarstymai. Komunikacinė ir integracinė biologija, 212–218.
2. Campbell, NA ir Reece, JB (2007). Biologija. Madridas: redaktorė Médica Panamericana.
3. Friedmanas, W. (2013). Vienas genas, dvi ontogenijos. Mokslas, 1045–1046.
4. Gilbert, S. (2005). Vystymosi biologija. Buenos Airės: redaktorė Médica Panamericana.
5. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Gyvenimas: Biologijos mokslas. Buenos Airės: redaktorė Médica Panamericana.