Przemiana pokoleń to życiowy cykl organizmu, w którym pokolenie rozmnażające się płciowo występuje na przemian z pokoleniem rozmnażającym się bezpłciowo. Przemiana pokoleń jest charakterystycznym zjawiskiem dla wielu glonów oraz grzybów, a także dla wszystkich roślin wyższych. Występuje ona również u zwierząt w postaci przemiany regularnej lub nieregularnej przemiany homofazowej (metageneza) oraz pierwotniaków (przemiana heterofazowa lub homofazowa).
Przemiana pokoleń u roślin wiąże się często z przemianą faz jądrowych, czyli regularnym cyklicznym następowaniem po sobie faz rozwojowych o haploidalnej (między mejozą i zapłodnieniem) i diploidalnej liczbie chromosomów (między zapłodnieniem i mejozą).
Rośliny lądowe: W trakcie przemiany pokoleń roślin lądowych obserwuje się naprzemienne występowanie fazy haploidalnej gametofitu i diploidalnej sporofitu. U roślin niższych, czyli mszaków stadium dominującym jest samożywny gametofit, zaś u roślin naczyniowych stadium dominującym (długością trwania i wielkością) jest samożywny sporofit. Największym sporofitem mogą się poszczycić największe drzewa - sekwoje.
Faza haploidalna kończy się z chwilą syngamii (syngamia to proces zapłodnienia w rozmnażaniu płciowym u roślin i grzybów, polegający na łączeniu się gamet. Obejmuje on zlewanie się cytoplazmy obydwu gamet (plazmogamia) oraz łączenie się ich jąder (kariogamia). Wyróżniamy izogamię - gdy gamety nie różnią się wielkością ani budową, zaś różnią się biochemią, fizjologią, a także genetycznie, więc dla odróżnienia oznacza się je jako "+" i "-" - jest to prawdopodobnie najbardziej pierwotna forma zapłodnienia występująca u pierwotniaków, np. ameb, jednokomórkowych glonów, grzybów, zielenic; anizogamię - gdy gamety różnią się wielkością, a zwykle również kształtem i budową; gamety żeńskie stają się mniej ruchliwe i większe niż gamety męskie. Dzieje się tak, ponieważ znajduje się w nich różna ilość materiałów zapasowych. Komórka żeńska zwana jest makrogametą, zaś męska mikrogametą. Najczęściej występującym rodzajem anizogamii jest oogamia - gameta żeńska jest duża i nieruchoma (komórka jajowa), a gameta męska (plemnik) mała i zaopatrzona w wici, dzięki którym może się aktywnie poruszać.
Syngamia powoduje połączenie się haploidalnych gamet i rozpoczęcie fazy diploidalnej. Faza diploidalna kończy się mejozą, w wyniku której powstają haploidalne spory/zarodniki.
W przypadku roślin wyższych sporofit (2n) jest trwały i zazwyczaj produkuje w ciągu swojego życia wiele pokoleń haploidalnych.
GAMIA - jest to proces łączenia się pierwotnych eukariotów (protistów) w komórki podwójne w celu zmniejszenia swojej liczebności. Gdy dochodziło do połączenia się jąder tych komórek, powstawały organizmy mające podwójną ilość materiału genetycznego i podwójny (czyli diploidalny) zestaw chromosomów.
MEJOZA POSTGAMICZNA:
Organizmy jednokomórkowe rozwinęły przemianę pokoleń na dwa sposoby. U jednych podstawową formą życiową pozostały komórki haploidalne (posiadające jeden zestaw genów). Gamia zachodzi u nich co pewien czas w celu zróżnicowania materiału genetycznego. Jednak powstający organizm diploidalny nie jest długotrwałą formą życiową i od razu zachodzi mejoza, w której powstają cztery komórki haploidalne, które dojrzewając stają się zdolne do rozmnażania bezpłciowego. Taki sposób przemiany pokoleń nazywa się cyklem rozwojowym z mejozą postgamiczną.
- GAMIA ZACHODZI TYLKO CO PEWIEN CZAS W CELU ZRÓŻNICOWANIA MATERIAŁU GENETYCZNEGO,
- POWSTAJĄCY DIPLONT JEST NIETRWAŁY I SZYBKO ULEGA MEJOZIE (TZW. MEJOZA POSTGAMICZNA)
MEJOZA PREGAMICZNA:
U drugich zaś organizmów, podstawową formą życiową są komórki diploidalne. Mejoza ma na celu zredukowanie materiału genetycznego - powstają po niej krótko żyjące organizmy haploidalne, które natychmiast łączą się w zygotę, która przekształca się w żywy organizm zdolny do rozmnażania płciowego. Taki sposób przemiany pokoleń nazywa się cyklem rozwojowym z mejozą pregamiczną.
Powstający w wyniku wyniku mejozy pregamicznej osobnik diploidalny ma większe zabezpieczenie genetyczne, aniżeli osobnik diploidalny.
- PODSTAWOWA FORMA ŻYCIOWA TO KOMÓRKI DIPLOIDALNE,
- ORGANIZMY HAPLOIDALNE ŻYJĄ KRÓTKO I NATYCHMIAST ŁĄCZĄ SIĘ W ZYGOTĘ (ZACHODZI GAMIA, ZATEM JEST TO MEJOZA PREGAMICZNA),
- ZYGOTA VPRZEKSZTAŁCA SIĘ W ŻYWY ORGANIZM ZDOLNY DO ROZMNAŻANIA PŁCIOWEGO,
- WYSTĘPUJE M.IN. U CZŁOWIEKA (mejozie ulegają komórki macierzyste gamet)
Gametangiogamia - jest to typ rozmnażania płciowego polegający na łączeniu się całych gametangiów - lęgni i plemni. Zachodzi np. u protistów grzybopodobnych (lęgniowców Oomycota) i grzybów należących do gromad workowców (Ascomycota) i sprzężniaków (Zygomycota). Następuje między położonymi obok siebie, nieruchomymi lęgniami i plemniami. Polega na tym, że łączą się one z sobą, następuje plazmogamia (przepływ protoplastu z plemni do lęgni) i powstają jądra sprzężone - dikariony. Dikariony to dwa haploidalne, zróżnicowane płciowo jądra występujące w jednej komórce. Taka sytuacja zwana dikariofazą jest charakterystyczna dla grzybów należących do klas podstawczaki (Basidiomycota) i workowce (Ascomycota). Zróżnicowane płciowo jądra dawniej oznaczano jako (+) i (-), obecnie najczęściej opisywane są jako Mat1 i Mat2. O płciowości decydują bowiem allele zlokalizowane na chromosomach w miejscu zwyczajowo określanym jako MAT. Allele te są idiomorfami znacznie różniącymi się wielkością. Ich sekwencja różni się od siebie, prawdopodobnie mają one inne pochodzenie ewolucyjne. Do powstania dikarionów może dojść u różnych grup grzybów na kilka sposobów. Dikarion posiada w komórce diploidalną liczbę chromosomów, lecz znajdują się one w oddzielnych jądrach.
 |
| Źródło: Wikipedia. Zdjęcie przedstawia gametangiogamię u Mucor sp. (pleśniaka). |
W dalszej części procesu dochodzi do wytworzenia strzępek wraz z dwoma jądrami sprzężonymi. Dikariony zlewają się w procesie zwanym kariogamią i powstaje jądro zygotyczne, które ulega najpierw mejozie, a później mitozie. W rezultacie powstają haploidalne zarodniki. W zależności od sposobu przepływu protoplastu z lęgni do rodni wyróżnia się dwa typy gametangiogamii:
- Oogamia - protoplast (wraz z jądrami) przepływa specjalnym mostkiem kopulacyjnym wytworzonym między plemnią i lęgnią zwanym włostkiem. Zachodzi to u lęgniowców (Oomycota).
- Zygogamia - następuje rozpuszczenie ścian między stykającymi się z sobą lęgnią i plemnią. Zachodzi u sprzężniaków (Zygomycota). Polega na łączeniu się całych gametangiów. Zygogamia zachodzi u grzybów należących do gromady sprzężniaków (Zygomycota). Ich gametangia morfologicznie nie różnią się od siebie, lub różnią się niewiele, są jednak zróżnicowane płciowo na dwa typy i oznaczane jako (+) i (-). Gametangia u sprzężniaków są izogamiczne, haploidalne i wielojądrowe. Są nimi końce strzępek zwane zygoforami. Gdy spotkają się dwie różne zygofory, pierwszym etapem jest rozpuszczenie oddzielających je błon komórkowych i plazmogamia. Powstaje zygota, która otacza się grubą, ciemną błoną. Zawiera wiele jąder należących do typu (+) i (-). Jądra te dzielą się jeszcze wielokrotnie, a następnie niektóre z nich zlewają się parami (+ i -), czyli następuje wielokrotna kariogamia. W rezultacie powstaje zygospora zawierająca wiele diploidalnych jąder. Pozostałe, haploidalne jądra, które nie wzięły udziału w kariogamii wkrótce ulegają degeneracji. U grzybów podobnym do zygogamii typem rozmnażania płciowego jest oogamia. Różnią się tym, że gametangia różnią się morfologicznie i łączą się z sobą za pomocą specjalnego mostka kopulacyjnego.
Gametangiogamia może być zarówno izogamiczna (u sprzężniaków), jak i anizogamiczna (u lęgniowców i grzybów workowych).
Lęgnia/ askogonium (łac. oogonium) - jest to jednomórkowe gametangium żeńskie u glonów i grzybów. Jest to przekształcona komórka wegetatywna zawierająca jedną lub kilka nieruchomowych komórek jajowych. Może być tej samej wielkości co komórki wegetatywne, lub większa. Zwykle ma w ściance otwór, przez który do jej wnętrza może wniknąć plemnik.
 |
| Źródło: Wikipedia. Zdjęcie przedstawia lęgnie i plemnie u glonu ramienica (Chara). |
Elementy lęgni przedstawione na zdjęciu:
A - Plemnia
B - Komórka jajowa
C - Strzępka wegetatywna
D - Lęgnia
E - Nibyliście
Plemnia (anterydium) - jest to haploidalny organ rozmnażania (gametangium), w którym wytwarzane są plemniki. Występuje on w wielu grupach systematycznych roślin (zielenice, mszaki, paprotniki), grzybów, a także glonów nie zaliczanych do roślin. Plemnia może być jednokomórkowa lub wielokomórkowa.
U mchów plemnia składa się z kilku komórek otoczonych pojedynczą warstwą komórek tworzących ściankę plemni. Plemnie znajdują się na szczycie ulistnionej łodyżki nazywanej gametoforem. Plemnie mogą występować na tej samej łodydze co rodnia lub na oddzielnej. Mają kształt maczugowaty lub kulisty. Wewnątrz znajdują się liczne komórki, z których po podziale powstają po dwa plemniki. Po dojrzeniu plemniki wydostają się na zewnątrz. U wątrobowców plemnie umieszczane są w górnej powierzchni plechy gametofitu, mają kształt jajowaty i podobnie jak u mchów zawierają liczne plemniki.
Paprotniki - u paprotników jednakozarodnikowych plemnie mają kształt kulisty i składają się z komórek plemnikotwórczych otoczonych ścianką, tworzoną przez kilka komórek. W wodzie plemnie otwierają się uwalniając plemniki. Plemnie podobnie jak rodnie rozmieszczone są na spodniej stronie gametofitu. U paprotników różnozarodnikowych plemnie znajdują się na przedroślu, które zaczyna rozwijać się jeszcze wewnątrz zarodni. Przedrośle opuszcza mikrosporangium po jego otwarciu wciąż otoczone ścianą mikrospory. W środowisku wilgotnym komórki plemnikotwórcze przekształcają się w dwuwiciowe plemniki i opuszczają plemnie po pęknięciu ścian mikroskpory.
U roślin nagozalążkowych jak i u okrytozalążkowych plemnia jest szczątkowa i tworzy ją jedynie komórka generatywna.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz