Heterosporija ir reproduktīvs process, kas notiek vaskulārajos augos, piemēram, papardēs un sēklaugos, kur rodas divu veidu sporas: vīrišķās sporas (mikrosporas) un sievišķās sporas (megasporas). Šīs sporas rodas specifiskās struktūrās, piemēram, sporangijās, un ir atbildīgas par augu dzimumvairošanos. Heterosporija nodrošina lielāku ģenētisko daudzveidību augos, kā rezultātā tie labāk pielāgojas videi un veidojas jaunas augu paaudzes. Šis reproduktīvais process ir būtisks vaskulāro augu evolūcijai un izdzīvošanai.
Heterosporijas izpratne: kas tā ir un kā tā darbojas augos?
Heterosporija ir reproduktīvs process, kas notiek dažos augos, kurā rodas divu veidu sporas: vīrišķās sporas un sievišķās sporas. Šīs sporas ir atbildīgas par augu vairošanos un rada morfoloģiskas un funkcionālas atšķirības.
Vīrišķās sporas, kas pazīstamas arī kā mikrosporangijas, tiek ražotas struktūrās, ko sauc par mikrosporangijām, un ir atbildīgas par vīrišķo gametu veidošanos. Sievišķās sporas jeb megasporangijas tiek ražotas struktūrās, ko sauc par megasporangijām, un ir atbildīgas par sievišķo gametu veidošanos. Šī sporu diferenciācija ir būtiska heterosporu augu vairošanai.
Heterosporijas process augos notiek šādi: vīrišķās sporas tiek atbrīvotas un transportētas uz sievišķajām struktūrām, kur notiek apaugļošanās. Pēc apaugļošanās veidojas embrijs, kas attīstās par jaunu augu. Šis process nodrošina augu ģenētisko daudzveidību un veicina to pielāgošanos videi.
Šī sporu diferenciācija ir būtiska augu reprodukcijai un veicina ģenētisko daudzveidību un sugu pielāgošanos videi.
Apaugļošanās vieta heterosporos augos: olšūna, drīksna vai karpele.
Heterosporiskajiem augiem ir dažādas reproduktīvās struktūras, kurām ir īpaša loma apaugļošanās procesā. Apaugļošanās notiek sēkliņā, kas ir sievišķā struktūra, kas atbild par vīrišķās gametas uzņemšanu. Savukārt drīksna ir tā lapas daļa, kas saņem ziedputekšņus, nodrošinot dīgšanu un ziedputekšņu caurulītes veidošanos, kas transportē vīrišķās gametas uz sēkliņu.
Heterosporozos augos apaugļošanās notiek sēkliņā, kas atrodas govsgala iekšpusē. Savukārt drīksna ir tā govsgala daļa, kas saņem ziedputekšņu graudiņu, ļaujot dīgt un veidoties ziedputekšņu caurulītei, kas nogādā vīrišķās gametas uz sēkliņu. Kad ziedputekšņu caurulīte sasniedz sēkliņu, notiek apaugļošanās un embrija veidošanās.
Drīksnai ir izšķiroša nozīme putekšņu grauda saņemšanā un putekšņu caurulītes dīgšanas nodrošināšanā. Mijiedarbība starp šīm struktūrām ir būtiska heterosporu augu veiksmīgai vairošanai.
Pteridofītu reprodukcijas process: izprotiet, kā notiek šo augu reprodukcijas cikls.
Pteridofīti ir vaskulārie augi, kas vairojas procesā, ko sauc par heterosporiju. Šis vairošanās process ietver divu veidu sporu veidošanos: mikrosporas un megasporas. Mikrosporas ir vīrišķās sporas, savukārt megasporas ir sievišķās sporas.
Pteridofītu vairošanās sākas ar sporu izdalīšanos no auga reproduktīvajām struktūrām, ko sauc par sporangijām. Sporas izplatās ar vēju vai ūdeni, un, ja tās nonāk piemērotos apstākļos, tās dīgst un veido vīrišķos un sievišķos gametofītus.
Vīriešu gametofīti ražo anterozoīdus — kustīgas šūnas, kas ir atbildīgas par sieviešu gametofītu apaugļošanu. Apaugļošanās notiek, kad anterozoīds apaugļo olšūnu, veidojot zigotu.
Zigota attīstās par sporofītu, kas ir pteridofītu pieaugušais augs. Sporofīts veido sporangijas, kur notiek heterosporijas process, tādējādi pabeidzot pteridofīta reproduktīvo ciklu.
Heterosporija: process un reprodukcija
Kāda ir papardes pavairošanas metode?
Papardes ir augi, kas vairojas ar sporām procesā, ko sauc par sporulācijaPapardes reproduktīvās struktūras ir sori, kas atrodas lapu apakšpusē. Katrā sori ir daudz sporangiju, kas savukārt ražo sporas.
Papardes ir augi heterosporisks, tas ir, tās ražo divu dažādu izmēru sporas: mikrosporas un megasporas. No mikrosporām veidojas vīrišķie gametofīti, savukārt no megasporām attīstās sievišķie gametofīti.
Kad sori izdala sporas, vējš tās pārnēsā, līdz tās atrod piemērotu vietu dīgšanai. Vīriešu gametofīti ražo anterozoīdus, kas peld sievišķo gametofītu virzienā, lai tos apaugļotu. Pēc apaugļošanās veidojas zigota, kas attīstās par jaunu sporofītu, turpinot papardes dzīves ciklu.
Heterosporija: process un reprodukcija
O heterosporisks ir divu dažādu izmēru un dzimumu sporu attīstība sauszemes sēklaugu sporofītos, kā arī noteiktās sūnās un papardēs. Mazākā spora ir mikrospora, un tā ir vīrišķā, lielākā spora ir megaspora, un tā ir sievišķā.
Heterosporija devona izosporijas periodā dažām augu sugām autonomi parādās kā evolūcijas signāls. Šis notikums notika kā viens no dzimumdiferenciācijas evolūcijas procesa posmiem.
Dabiskā atlase ir heterosporijas attīstības cēlonis, jo vides spiediens uz sugu stimulēja propagules (jebkuras bezdzimumvairošanās vai dzimumvairošanās struktūras) lieluma palielināšanos.
Tas noveda pie sporu lieluma palielināšanās un vēlāk pie sugām, kas ražoja mazākas mikrosporas un lielākas megasporas.
Daudzos gadījumos heterosporijas evolūcija bija saistīta ar homoseksualitāti, taču sugas, kurās šis notikums pirmo reizi notika, tagad ir izmirušas.
Heterosporiskajos augos tie, kas ražo sēklas, ir visizplatītākie un veiksmīgākie, kā arī ir lielākā apakšgrupa.
Heterosporiskais process
Šī procesa laikā megaspora attīstās par sievišķo gametofītu, kas ražo tikai olšūnas. Vīriešu gametofītā veidojas mikrospora, kas ir mazāka un ražo tikai spermatozoīdus.
Megasporangiju iekšienē nelielā skaitā veidojas megasporas, bet mikrosporas – lielā skaitā. Heterosporas ietekmē arī sporofītu, kam jārada divu veidu sporangijas.
Agrākie mūsdienās sastopamie augi visi bija homosporiski, taču ir pierādījumi, ka heterosporija vairākas reizes parādījās agrākajos rinofītu augu pēctečos.
Tas, ka heterosporija ir parādījusies vairākkārt, liek domāt, ka tā ir īpašība, kas sniedz selekcijas priekšrocības. Pēc tam augi arvien vairāk specializējās heterosporu izplatībā.
Gan vaskularizētiem augiem (augiem ar saknēm, stublājiem un lapām), kuriem nav sēklu, gan nevaskularizētiem augiem vienā no galvenajiem dzīves cikla posmiem ir nepieciešams ūdens, jo tikai caur ūdeni sperma nonāk oosfērā.
Mikrosporas un megasporas
Mikrosporas ir haploīdas šūnas (šūnas ar vienu hromosomu komplektu kodolā), un endosporiskajās sugās ietilpst vīrišķais gametofīts, ko uz megasporām transportē vējš, ūdens straumes un citi vektori, piemēram, dzīvnieki.
Lielākajai daļai mikrosporu nav viciņu, kas nozīmē, ka tās nevar aktīvi kustēties. Tām parasti ir ārējas dubultsienu struktūras, kas ieskauj citoplazmu un centrālo kodolu.
Heterosporu augu sugās megasporām ir sievišķie megatofīti, un tās attīsta arhegonijus (sieviešu dzimumorgānus), kas ražo olšūnas, kuras apaugļo spermatozoīdi, kas ražoti vīrišķajā gametofītā, kura izcelsme ir mikrosporā.
Tā rezultātā veidojas apaugļota diploīda olšūna jeb zigota, kas attīstīsies par sporofīta embriju.
Kad sugas ir eksosforiskas, mazas sporas dīgst, veidojot vīrišķos gametofītus. Lielākas sporas dīgst, veidojot sievišķos gametofītus. Abas šūnas dzīvo brīvi.
Endosporiskajām sugām abu dzimumu gametofīti ir ļoti mazi un atrodas sporu sieniņā. Megasporas un megagametofītus saglabā un baro sporofītu fāze.
Kopumā endoskopiskās augu sugas ir divmāju, kas nozīmē, ka ir gan tēviņi, gan mātītes. Šis apstāklis veicina krustošanos. Šī iemesla dēļ mikrosporas un megasporas rodas atsevišķās sporangijās (heterangijās).
Heterosporiskā pavairošana
Heterosporas ir izšķirošs process gan izmirušu, gan mūsdienās dzīvojošu augu evolūcijā un attīstībā. Megasporu uzturēšana un mikrosporu izplatīšanās veicina un stimulē izplatīšanās un vairošanās stratēģijas.
Šī spēja pielāgoties heterosporijai ievērojami palielina reproduktīvos panākumus, jo ir labvēlīgi, ja šīs stratēģijas ir jebkurā vidē vai dzīvotnē.
Heterosporija novērš pašapaugļošanos gametofītā, bet ne gametofītos, kas cēlušies no viena un tā paša vairojošā sporofīta. Šāda veida pašapaugļošanos sauc par sporofītisku pašapaugļošanos, un tā ir izplatīta segsēkļiem.
Haig-Westobi modelis
Lai izprastu heterosporijas izcelsmi, tiek izmantots Haig-Westoby modelis, kas nosaka saistību starp minimālo sporu lielumu un veiksmīgu biseksuālu gametofītu reprodukciju.
Sieviešu funkcijas gadījumā minimālā sporu izmēra palielināšana palielina veiksmīgas reprodukcijas varbūtību. Vīriešu funkcijas gadījumā reproduktīvos panākumus minimālā sporu izmēra palielināšana neietekmē.
Sēklu attīstība ir viens no svarīgākajiem procesiem sauszemes augiem. Tiek lēsts, ka pazīmju kopumu, kas nosaka sēklu attīstības spējas, tieši ietekmē šo pazīmju radītais selektīvais spiediens.
Var secināt, ka lielāko daļu pazīmju rada tieša heterosporijas parādīšanās un dabiskās atlases ietekme.
Atsauces
- Bateman, Richard M. un DiMichele, William A. (1994). Heterosporija: visiteratīvākā galvenā inovācija augu evolūcijā. Bioloģiskie pārskati , 345-417.
- Haig, D. un Westoby, M. (1988). Heterosporijas izcelsmes modelis. Teorētiskās bioloģijas žurnāls , 257-272.
- Haig, D. un Westoby, M. (1989). Selektīvās ietekmes faktori sēklu veidošanās procesā. Bioloģiskais žurnāls , 215-238.
- Oksfordas-Komplutenses (2000) Zinātnes vārdnīca Madride: Editorial Complutense.
- Petersen, K.B. un Bud, M. (2017). Kāpēc heterosporija evolūcijas ceļā attīstījās? Bioloģiskie pārskati , 1739-1754.
- Sadava, D. E., Pērvess, V. H. (2009). Dzīve: Bioloģijas zinātne. Buenosairesa: Panamerikas medicīnas redakcija.