Co to jest alternacja pokoleń

alternacja pokoleń jest rodzajem cyklu życiowego występującym u roślin lądowych i niektórych glonów, w którym kolejne pokolenia osobników zmieniają się na przemian między haploidalnymi i diploidalnymi organizmami. Można to skontrastować z rozmnażaniem płciowym u zwierząt, w którym zarówno haploidalne, jak i diploidalne komórki znajdują się w każdym pokoleniu. Zmienność pokoleń ma kilka odrębnych cech, a cechy te mogą być nieznacznie modyfikowane między gatunkami., Na ogół generacje zmieniają się między sporofitami zdolnymi do tworzenia zarodników i gametofitami zdolnymi do tworzenia GAMET.

naprzemienne cykle życia pokoleń

sporofity

tworząc sporofity, dwie haploidalne gamety łączą się tworząc diploidalną zygotę. Zwykle organizmy haploidalne są definiowane przez posiadanie ” n ” liczby chromosomów. Gdy dwie gamety tego samego gatunku łączą się ze sobą, każda z nich ma chromosomy N. Dlatego też, diploidalna zygota, która się tworzy, jest uważana za 2N wartości materiału genetycznego, czyli dokładnie dwa razy więcej., Nie tylko jest dwa razy więcej DNA, ale reprezentuje kody dla tych samych białek w tym samym organizmie. Sporofit jest organizmem wielokomórkowym utworzonym z wielu rund mitozy na zygocie. W związku z tym sporofitowy osobnik pozostaje organizmem 2n.

wtedy, gdy sporofit osiąga dojrzałość, następuje kluczowy punkt w przemianie pokoleń. Sporofit rozwija organy, znane jako sporangia. Te wyspecjalizowane narządy rozrodcze służą do tworzenia jednokomórkowych, haploidalnych zarodników., Komórki te zostaną uwolnione do powietrza lub wody i przeniesione. Gdy dotrą do odpowiedniego środowiska, rozpoczną proces rozwoju do gametofitu.

gametofit

oznacza to kolejne pokolenie w przemianie pokoleń, gdy powstaje haploidalny zarodnik. Zarodnik jest technicznie nowy organizm, i ma tylko połowę DNA jako organizm macierzysty. Zarodnik ten przechodzi kolejne rundy mitozy, tworząc nowy wielokomórkowy osobnik, gametofit. Tam, gdzie pokolenie sporofitów tworzy zarodniki, pokolenie gametofitów tworzy gamety., Gamety są wytwarzane przez specjalne organy na gametoficie, gametangia. Gamety te są następnie transmitowane do środowiska lub przenoszone między roślinami.

gdy znajdują przeciwną gametę, rozpoczynają proces fuzji w celu utworzenia kolejnej zygoty. Zygota ta w końcu stanie się sporofitem, a zmiany pokoleń będą się zmieniać. Chociaż jest to uproszczona wersja przemian pokoleń, istnieje wiele złożoności, które zostaną omówione poniżej., Ze względu na te zawiłości i ponieważ wszystkie rośliny przechodzą jakąś odmianę przemian pokoleń, naukowcy wolą odwoływać się do innych aspektów ich cykli rozrodczych, aby zdefiniować gatunek.

najprostsza forma przemian pokoleń znajduje się w paproci, jak widać poniżej. Jak widać na diagramie, gametofity i sporofity są wyraźnie różnymi osobnikami. Nie zawsze tak jest.,

komplikacje związane z Przemiennością pokoleń

gamety płciowe

istnieje wiele dodatkowych czynników, które mogą skomplikować ten podstawowy motyw przemienności pokoleń. Najbardziej zauważalnym powikłaniem jest płeć. Zarówno sporofity, jak i gametofity mogą mieć geny. Co więcej, sporofity lub gametofity mogą nie być całkowicie niezależne od drugiej generacji. Rozważ na przykład rośliny kwitnące. Niektóre kwiaty posiadają zarówno męskie, jak i żeńskie gametofity., U innych gatunków kwiatów kwiaty męskie i żeńskie są rozdzielone, ale mogą być obecne na tej samej roślinie. W jeszcze innych kwiatach pojedyncze sporofity dają początek tylko pewnej płci kwiatu.

terminy monoicous i dioicous są używane do opisu gametofitów. Jeśli obie płcie są trzymane na tym samym osobniku, gatunek jest jednojajowy. Jeśli są rozdzielone, zmiana pokoleń jest dioiczna. Dotyczy to tylko gametofitu.

w sporofitach używane terminy są jednopienne i dwupienne., Opisują one, czy sporofity wytwarzają obie płcie, czy też są rozdzielone na różne sporofity. Ważne jest, aby pamiętać, że wiele roślin jest jednopiennych, ale dwupiennych. Oznacza to, że pojedyncza sporofita może wytwarzać zarówno kwiaty męskie, jak i żeńskie. Wiele innych kombinacji tych różnic w przemienności pokoleń można zaobserwować u różnych gatunków roślin i glonów.,

różnice między Sporofitami i Gametofitami

podczas przemienności pokoleń u niektórych gatunków występuje nierówny rozkład wielkości lub dominacji sporofitów lub gametofitów. U różnych gatunków można to odwrócić. U wątrobowców gametofit jest generacją dominującą. Wątrobowiec jest rośliną gametofityczną. U paproci jest odwrotnie, a sporofit jest większym, bardziej dominującym osobnikiem. Jest to roślina sporofityczna.,

u innych gatunków wielkość i kształt sporofitu i gametofitu jest prawie nie do odróżnienia. Jedyną różnicą jest ilość DNA, które przenoszą i czy będą produkować zarodniki lub gamety. Chociaż może się to wydawać, że tak naprawdę nic nie robią, alternacja pokoleń nadal pozwala na rozmnażanie płciowe. To znacznie miesza geny i zwiększa zdolności adaptacyjne gatunku.

sporofity i gametofity z różnych gatunków wytwarzają również różne typy zarodników i gamet. Jeśli gamety są takie same, nazywa się to izogamią., Niektóre gatunki zielonych glonów wytwarzają tylko jeden rodzaj gamety. Oba są biczowane i pływają w otwartej wodzie, dopóki się nie znajdą. System ten nie jest szczególnie przydatny dla roślin lądowych. Większość roślin lądowych wykazuje anizogamię lub różnice w gametach. Jest to najczęściej postrzegane jako różnica między mobilną gametą męską a większą, nieruchomą gametą żeńską lub plemnikami i oocytami. Innym razem jest postrzegana tylko jako różnica wielkości.

poniżej znajduje się Graficzne przedstawienie rośliny dwupiennej, dwupiennej, anizogametycznej., Oznacza to, że roślina ma oddzielne osobniki zarówno gametofitów, jak i sporofitów, a produkowane przez nią gamety są różnej wielkości. Dotyczy to ostrokrzewu lub wierzby, która wytwarza oddzielne kwiaty męskie i żeńskie, na oddzielnych sporofitach.,

Ewolucja przemian pokoleń

dowody kopalne i istnienie wielu glonów z uproszczoną zmiennością cykli życiowych generacji, wskazują, że ewolucyjna przewaga rozmnażania płciowego poprzez zmianę pokoleń jest tym, co sprawiło, że rośliny lądowe są wystarczająco elastyczne, aby skolonizować ziemię. Zmiana pokoleń pozwala zarówno na dynamiczny i zmienny akt rozmnażania płciowego, jak i stały i konsekwentny akt rozmnażania bezpłciowego.,

gdy sporofit tworzy zarodniki, komórki przechodzą mejozę, co pozwala generacji gametofitów rekombinować obecne geny. Pozwala to na powstanie wielkiej różnorodności. Gdy rośliny skolonizowały ziemię, były początkowo izomorficzne, albo zarówno gametofity, jak i sporofity wyglądały i działały mniej więcej tak samo. W miarę postępu czasu większość roślin uznała, że korzystne jest skrócenie jednego z tych cykli życia. Większość roślin kwitnących ma teraz znacznie skrócony cykl życia gametofitów, podczas gdy wątrobowce i mchy poszły w drugą stronę, preferując zmniejszenie cyklu sporofitów., W szerokiej gamie roślin żyjących dzisiaj istnieje prawie każda odmiana alternacji pokoleń możliwe.

Quiz

1. Jaka jest jedna z zalet zmiany pokoleń nad gatunkiem aseksualnym?
A. gatunki Aseksualne mają bardzo małą rekombinację genetyczną
B. nie ma zalet
C. łatwiej się rozmnaża

odpowiedź na pytanie #1
a jest poprawna. Podczas gdy jest to znacznie trudniejsze do odtworzenia, alternacja pokoleń nie pozwala geny być rekombinowane i testowane w sposób niewielu innych systemów reprodukcyjnych pozwalają.

2., Jaka jest różnica między naprzemiennymi pokoleniami obserwowanymi u roślin a rozmnażaniem płciowym obserwowanym u ssaków?
A. Ssaki zmieniają tylko co drugie pokolenie
B. Ssaki nie zmieniają pokoleń
C. Ssaki produkują plemniki i jaja, gdzie rośliny nie

odpowiedź na pytanie #2
B jest poprawna. Ssaki są takie same w każdym pokoleniu i nie różnią się między Stanami haploidalnymi i diploidalnymi. Niektóre zwierzęta, np. pszczoły miodne, bardzo różnią się od haploidalnych i diploidalnych, ale to determinuje ich płeć w obrębie pokolenia i nie zmienia się na przestrzeni pokoleń., U roślin linia ta staje się niewyraźna, gdy gametofit staje się zależny od sporofitu, co widać u wielu roślin kwitnących.

3. Czy lepiej mieć bardziej dominujący sporofit czy bardziej dominujący gametofit?
A. Sporophyte
B. Gametophyte
C. nother!

odpowiedź na pytanie #3
C jest poprawna. Dominacja danego pokolenia zależy wyłącznie od sukcesów i porażek poprzednich pokoleń gatunku. Jeśli sporofit jest słabszy lub jest bardziej uprzedzony, stanie się mniej widoczną cechą w cyklu rozrodczym., To samo dotyczy gametofitu. Każdy gatunek stworzył cykl życiowy, który pozwolił mu przetrwać do chwili obecnej, więc wszystkie są zasadniczo równe.