Vad är växling av generationer

växling av generationer är en typ av livscykel som finns i markplantor och vissa alger där efterföljande generationer av individer växlar mellan haploid och diploida organismer. Detta kan jämföras med sexuell reproduktion hos djur, där både haploid och diploida celler finns i varje generation. Växling av generationer har flera olika egenskaper, och dessa egenskaper kan ändras något mellan arter., I allmänhet växlar generationerna mellan sporofyterna som kan skapa sporer och gametofyterna, som kan skapa gameter.

växling av generationernas livscykel

sporofyt

för att bilda en sporofyt samlas två haploid gameter för att bilda en diploid zygote. Vanligtvis definieras haploida organismer genom att ha ETT ” n ” antal kromosomer. När två gameter av samma art kommer ihop, har de alla n kromosomer. Därför är den diploida zygoten som bildar anses ha 2N värde av genetiskt material, eller exakt dubbelt så mycket., Inte bara finns det dubbelt så mycket DNA, men det representerar koder för samma proteiner i samma organism. Sporofyten är en multicellulär organism som bildas från flera rundor av mitos på zygoten. Således förblir sporophyte-individen en 2N organism.

När sporofyten når mognad sker en nyckelpunkt i generationens växling. Sporofyten utvecklar organ, kända som sporangia. Dessa specialiserade reproduktionsorgan används för att skapa encelliga, haploida sporer., Dessa celler kommer att släppas ut i luften eller vattnet och transporteras bort. När de når en lämplig miljö börjar de utveckla sig till gametofyten.

Gametophyte

detta representerar nästa generation i växlingen mellan generationer, som haploid Sports skapas. Spore är tekniskt en ny organism, och har bara hälften av DNA som moderorganismen. Denna Sports kommer att genomgå successiva omgångar av mitos för att bilda en ny multicellulär individ, gametofyten. Där sporophyte-generationen skapar sporer skapar gametophyte-generationen gametes., Gameter produceras av speciella organ på gametofyten, gametangia. Dessa gameter sänds sedan ut i miljön, eller överförs mellan växter.

när de hittar en motsatt gamete, börjar de processen att smälta för att bilda en annan zygote. Denna zygote kommer så småningom att bli en sporofyt, och generationens växling kommer att fortsätta att vända. Även om detta är en förenklad version av generationens växling, finns det många komplexiteter, som kommer att diskuteras nedan., På grund av dessa komplexiteter, och eftersom alla växter genomgår någon version av generationsväxling, föredrar forskare att hänvisa till andra aspekter av deras reproduktiva cykler för att definiera arten.

den enklaste formen av generationsväxlingar finns i ormbunken, som ses nedan. Som framgår av diagrammet är gametofyten och sporofyten tydligt olika individer. Så är inte alltid fallet.,

komplikationer med generationens växling

Gendered Gametes

det finns många ytterligare faktorer som kan komplicera detta grundläggande tema för generationsväxling. Den mest anmärkningsvärda komplikationen är kön. Både sporofyter och gametofyter kan ha kön. Vidare kan sporofyten eller gametofyten inte vara helt oberoende av den andra generationen. Tänk på blommande växter till exempel. Vissa blommor har både manliga och kvinnliga gametophytes inrymt inom., I andra blomarter separeras manliga och kvinnliga blommor, men kan vara närvarande på samma växt. I fortfarande andra blommor ger enskilda sporofyter bara upphov till ett visst kön av blomma.

termerna monoik och dioikous används för att beskriva gametofyterna. Om båda könen är inrymda på samma individ är arten monoikös. Om de separeras är generationens växling dioicous. Detta gäller endast gametofyten.

i sporofyten är de använda termerna monoecious och dioecious., Här beskriver dessa om sporofyten kommer att producera båda könen, eller om könen separeras i olika sporofyter. Det är viktigt att notera att många växter är monoecious, men dioicous. Detta innebär att en enda sporophyte kan producera både manliga och kvinnliga blommor. Många andra kombinationer av dessa skillnader i generationens växling kan observeras i olika växt-och algerarter.,

skillnader i sporofyten och gametofyten

under generationens växling i vissa arter finns det en ojämn fördelning i storlek eller dominans av antingen sporofyten eller gametofyten. I olika arter kan detta vändas. I liverworts är gametofyten den dominerande generationen. Leverwort är en gametofytisk växt. I ormbunkar är motsatsen sant och sporofyten är den större, mer dominerande individen. Detta skulle kallas en sporofytisk växt.,

i andra arter är sporofytens och gametofytens storlek och form nästan omöjlig att skilja. Den enda skillnaden är mängden DNA de bär och om de kommer att producera sporer eller gameter. Även om detta kan tyckas att de inte gör någonting, tillåter växling av generationer fortfarande sexuell reproduktion att inträffa. Detta blandar i hög grad generna och ökar artens anpassningsförmåga.

sporofyter och gametofyter från olika arter producerar också olika typer av sporer och gameter. Om gameter är desamma kallas det isogami., Vissa arter av gröna alger producerar endast en typ av gamete. Dessa är både flagellerade och simma i öppet vatten tills de hittar varandra. Detta system är inte särskilt användbart för markplantor. De flesta markplantor visar anisogamy, eller en skillnad i deras gameter. Detta ses oftast som skillnaden mellan den mobila manliga gameten och den större, immobila kvinnliga gameten eller spermier och oocyter. Andra gånger ses det bara som en storleksskillnad.

nedan är en grafisk representation av en dioicous, dioecious, anisogametisk växt., Detta innebär att växten har separata individer av både gametofyter och sporofyter, och att de gameter den producerar är av olika storlekar. Detta skulle vara sant för ett holly eller pilträd, som producerar separata manliga och kvinnliga blommor, på separata enskilda sporofyter.,

utvecklingen av generationens växling

fossila bevis, och förekomsten av många alger med förenklad växling av generationens livscykler, antyder att den evolutionära fördelen med sexuell reproduktion genom generationens växling är det som gjorde markplantor anpassningsbara nog för att kolonisera marken. Generationens växling möjliggör både den dynamiska och flyktiga handlingen av sexuell reproduktion och den stadiga och konsekventa handlingen av asexuell reproduktion.,

När sporofyten skapar sporer, genomgår cellerna meios, vilket gör det möjligt för gametofytgenerationen att rekombinera genetiken närvarande. Detta möjliggör stor mångfald att uppstå. När växter koloniserade marken var de ursprungligen isomorfa, eller både gametofyterna och sporofyterna såg ut och agerade ungefär samma. När tiden gick, fann de flesta växter det fördelaktigt att minska en av dessa livscykler. De flesta blommande växter har nu en mycket minskad gametophyte livscykel, medan lever och mossor gick åt andra hållet, föredrar att minska sporofytcykeln., I det stora utbudet av växter som lever idag finns det nästan varje variation av generationens växling tänkbar.

frågesport

1. Vad är en fördel med generationsförändringen över en asexuell Art?
A. asexuella arter har mycket lite genetisk rekombination
B. Det finns inga fördelar
C. Det är lättare att reproducera

svar på Fråga #1
a är korrekt. Även om det är mycket svårare att reproducera, tillåter generationens växling gener att rekombineras och testas på ett sätt som få andra reproduktionssystem tillåter.

2., Vad är skillnaden mellan växlingen mellan generationer som ses i växter och den sexuella reproduktionen som ses hos däggdjur?
A. Däggdjur växlar bara varannan generation
B. Däggdjur växlar inte generationer
C. däggdjur producerar spermier och ägg, där växter inte

svar på Fråga #2
b är korrekt. Däggdjur är samma varje generation, och varierar inte mellan haploid och diploid tillstånd. Vissa djur, som honungsbin, gör mycket mellan haploid och diploid, men detta bestämmer deras kön inom en generation och förändras inte över generationer., I växter blir denna linje suddig när gametofyten blev beroende av sporofyten, vilket ses i många blommande växter.

3. Är det bättre att ha en mer dominerande sporofyt eller en mer dominerande gametofyt?
A. Sporophyte
B. Gametophyte
C. varken!

svar på Fråga #3
C är korrekt. Dominansen av en viss generation beror helt och hållet på framgångarna och misslyckandena hos de senaste generationerna av en art. Om sporofyten tenderar att vara svagare, eller är förutbestämd mer, blir det en mindre framträdande egenskap i reproduktionscykeln., Detsamma gäller för gametofyten. Varje art har bildat en livscykel som har gjort det möjligt att överleva till nutiden, så alla är i huvudsak lika.