Гаметофит и спорофит
Гаметофит — это гаплоидная фаза жизненного цикла высших растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки (гаметы)
Спорофит – это диплоидная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, производящая споры.
Спорофит и гаметофит последовательно чередуются в жизненном цикле растений. Гаметофит реализует половое размножение, спорофит обеспечивает бесполый тип воспроизведения организма.
Спорофит водорослей происходит из зиготы, внутри него появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской гаметы – яйцеклетки. Для этого она должна быть оплодотворена мужской половой клеткой.
Статья: Гаметофит и спорофит
Что касается гаметофита, то он представляет собой галоидную фазу в жизненном цикле растительного организма. Гаметофит развивается из спор и образует мужские и женские половые клетки. После совместного слияния гамет образуется зигота, которая снова дает гаплоидной поколение.
Мужские гаметы образуются из мужских гаметангий или антеридий. У споровых водорослей такие гаметы называются сперматозоидами, а у семенных растений - спермиями. Сперматозоиды обладают подвижностью, благодаря наличию жгутиков. Женские гаметы представляют собой неподвижную яйцеклетку. Они образуются внутри женских гаметангиев.
Архегонии – это женские гаметангии растений.
У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит внутри архегония. После этого происходит процесс спорообразования, а жизненный цикл проходит собственное чередование.
Следует отметить тот факт, что чередование поколений особенно выражено у споровых растений. Гаметофит находится раздельно от спорофита у следующих групп растительных организмов:
- папоротники;
- хвощи;
- плауны.
При этом у данных групп растительных организмов преобладает гаплоидное поколение. Чередование поколений достаточно четко выражено в жизненном цикле папоротников. У них гаметофит выражен маленьким и недолговечным ростком, на нем вырастает спорофит. Если у мхов нет разделения между фазами, то коробочка со спорами развивается на гаметофите, то для цветковых растений характерно формирование мужских гамет внутри тычинок, которые переносят на пестики мужские половые клетки.
Что касается голосеменных растений, то их семена лежат в открытом виде в шишках, но оплодотворение происходит практически также, как и у покрытосеменных. При этом семя голосеменных развивается из семязачатка, открытого на семенной чешуе, а у покрытосеменных оно находится внутри плода.
Общая схема жизненного цикла растительных организмов состоит из следующих этапов:
- образование спорофита и спор;
- их прорастание в молодой гаметофит;
- образование гамет.
Особенности гаметофита и спорофита
Следует отметить тот факт, что гаметофит и спорофит растений могут отличаться по размеру и этапам оформления. Гаметофит относится к гаплоидам и имеет одинарный набор хромосом. Спорофит относится к диплоидам и имеет двойной набор хромосом. Благодаря гаметофиту происходит половое размножение. Спорофит обеспечивает бесполое размножение. Когда в гаметофите начинается мейоз, запускается достаточно быстрый процесс образования гамет, которые обладают достаточно высокой степенью активности.
Для многих растительных организмов характерно преобладание спорофита в жизненном цикле. Это дает растениям определенные преимущества. Внутри водной среды происходит передвижение гамет, а в наземно-воздушной среде растения не способны перемещать собственные споры. Из – за противоречивых условий на поверхности земли диплоидные растения легче сохраняют рецессивные признаки, которые могут стать залогом успешного выживания.
Соотношение спорофитов и гаметофитов для разных групп растений может быть весьма разнообразным. У всех высших растений, кроме мхов преобладает гаплоидность. Это обусловлено тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни. Гаметофит реализует непосредственное оплодотворение. Споры чаще всего необходимы для дальнейшего распространения, а также произрастания вида на земле. Именно диплоидные разновидности организма способен вынести резкую смену условий наземной жизни. В связи с этим диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводных растений преобладает гаметофит или гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли - хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.
Таким образом, целесообразно отметить общие отличия гаметофита и спорофита в различных растительных группах:
- споры образуются из спорофита путем мейоза;
- спора образует гаметофит;
- в результате мейоза из гаметофита образуются половые клетки.
Зигота и спорофит обладают диплоидными свойствами, споры, гаметофит – гаплоидны. У мхов спора сначала прорастает в «зеленую нить», а уже из предростка проявляется гаметофит. У семенных растений споры прорастают прямо внутри спорофита. Макроспора прорастает в женский гаметофит, в котором образуется яйцеклетка. Мужской гаметофит прорастает в пыльцевое зерно., в котором образуются спермии.
При изучении особенностей спорофитов и гаметофитов необходимо обращать внимание на следующие факты: гаметофит является заростком только у папоротников, хвощей, плаунов, половые клетки образуются в органах гаметофита, для цветковых растений женский гаметофит называется зародышевым мешком. Он содержит 7 клеток, в них присутствует яйцеклетка и центральная клетка, обладающая диплоидным набором хромосом. Мужской гаметофит состоит из вегетативной клетки, которая превращается в пыльцевую трубку, а также генеративной, которая продуцирует образование двух спермиев. Один из них сливается с яйцеклеткой, а другой оплодотворяет центральную клетку. В результате получается диплоидная зигота и триплоидный эндосперм.
Подводя итог сказанному, можно сделать вывод о том, что разделение спорофита и гаметофита является весьма значимым этапом эволюционного процесса растений, обусловившим их высокую приспособленность к окружающей среде.
