Der Farn-Lebenszyklus
Wie die Farnreproduktion funktioniert
Farne wechseln Generationen als Teil ihres Lebenszyklus. Mariaflaya/Getty Images
Der Farn-Lebenszyklus erfordert zwei Generationen von Pflanzen, um sich zu vervollständigen. Das nennt man Generationswechsel .
Eine Generation ist diploid , was bedeutet, dass es zwei identische Sätze von trägt Chromosomen in jeder Zelle oder das vollständige genetische Komplement (wie eine menschliche Zelle). Der Blattfarn mit Sporen ist Teil der diploiden Generation, genannt die Sporophyt .
Die Sporen eines Farns wachsen nicht zu Blattsporophyten heran. Sie sind nicht wie Samen von Blütenpflanzen. Stattdessen produzieren sie a haploid Generation. In einer haploiden Pflanze enthält jede Zelle einen Chromosomensatz oder die Hälfte des genetischen Komplements (wie eine menschliche Samen- oder Eizelle). Diese Version der Pflanze sieht aus wie ein kleines herzförmiges Pflänzchen. Es heißt die Prothallus oder Gametophyt .
Details des Farn-Lebenszyklus
Dieser Prothallus (rot gefärbt) hat winzige Blättchen und faserige Rhizoide. Sobald das Ei befruchtet ist, wächst die erkennbare Farnpflanze aus dieser Struktur. Der Prothallus ist jedoch haploid, während der Sporophyt diploid ist. Josep Maria Barres/Getty Images
Beginnend mit dem „Farn“, wie wir ihn kennen (dem Sporophyten), folgt der Lebenszyklus diesen Schritten:
- Der diploide Sporophyt produziert haploide Sporen durch Meiose , derselbe Prozess, der bei Tieren und Blütenpflanzen Eier und Spermien produziert.
- Jede Spore wächst über zu einem photosynthetischen Prothallus (Gametophyt) heran Mitose . Da die Mitose die Anzahl der Chromosomen beibehält, ist jede Zelle im Prothallus haploid. Dieses Pflänzchen ist viel kleiner als Sporophytenfarn.
- Pferdeprothallus produziert Gameten über Mitose. Eine Meiose ist nicht erforderlich, da die Zellen bereits haploid sind. Oft produziert ein Prothallus sowohl Spermien als auch Eier auf demselben Pflänzchen. Während der Sporophyt aus Wedeln und Rhizomen bestand, hat der Gametophyt Blättchen und Rhizoide . Innerhalb des Gametophyten werden Spermien in einer Struktur namens an produziert Antheridium . Das Ei wird in einer ähnlichen Struktur namens an produziert Archegonium .
- Wenn Wasser vorhanden ist, schwimmen Spermien mit ihren Geißeln zu einem Ei und dünge es.
- Das befruchtete Ei bleibt am Prothallus haften. Das Ei ist eine diploide Zygote, die durch die Kombination von DNA aus Ei und Sperma gebildet wird. Die Zygote wächst durch Mitose zum diploiden Sporophyten und vervollständigt den Lebenszyklus.
Bevor Wissenschaftler die Genetik verstanden, war die Fortpflanzung von Farnen rätselhaft. Es schien, als seien ausgewachsene Farne aus Sporen entstanden. In gewisser Weise stimmt das, aber die winzigen Pflänzchen, die aus Sporen hervorgehen, unterscheiden sich genetisch von erwachsenen Farnen.
Beachten Sie, dass Sperma und Ei auf demselben Gametophyten produziert werden können, sodass sich ein Farn selbst befruchten kann. Vorteile der Selbstbefruchtung sind, dass weniger Sporen verschwendet werden, kein externer Gametenträger erforderlich ist und an ihre Umgebung angepasste Organismen ihre Eigenschaften beibehalten können. DasVorteil der gegenseitigen Befruchtung, wenn es auftritt, besteht darin, dass neue Merkmale in die Art eingeführt werden können.
Andere Möglichkeiten, wie sich Farne vermehren
Dieser Kronenhirschfarn hat ungeschlechtlich einen anderen Farn hervorgebracht. sirichai_raksue/Getty Images
Der „Lebenszyklus“ des Farns bezieht sich auf die sexuelle Fortpflanzung. Allerdings verwenden Farneasexuellauch Reproduktionsmethoden.
- Im Apogamie , wächst ein Sporophyt zu einem Gametophyten heran, ohne dass eine Befruchtung stattfindet. Farne verwenden diese Fortpflanzungsmethode, wenn die Bedingungen zu trocken sind, um eine Befruchtung zu ermöglichen.
- Farne können Babyfarne produzieren üppige Wedelspitzen . Wenn der Babyfarn wächst, führt sein Gewicht dazu, dass der Wedel in Richtung Boden sinkt. Sobald der Babyfarn sich selbst verwurzelt hat, kann er getrennt von der Mutterpflanze überleben. Die wuchernde Babypflanze ist genetisch identisch mit ihrer Elternpflanze. Farne nutzen dies als Methode zur schnellen Fortpflanzung.
- Das Rhizome (faserige Strukturen, die Wurzeln ähneln) können sich im Boden ausbreiten und neue Farne sprießen lassen. Aus Rhizomen gewachsene Farne sind ebenfalls identisch mit ihren Eltern. Dies ist ein weiteres Verfahren, das eine schnelle Reproduktion ermöglicht.
Farn Schnelle Fakten
Liz West/Flickr/CC BY 2.0
- Farne verwenden sowohl sexuelle als auch asexuelle Fortpflanzungsmethoden.
- Bei der sexuellen Fortpflanzung wächst eine haploide Spore zu einem haploiden Gametophyten heran. Bei ausreichender Feuchtigkeit wird der Gametophyt befruchtet und wächst zu einem diploiden Sporophyten heran. Der Sporophyt produziert Sporen und vervollständigt den Lebenszyklus.
- Asexuelle Fortpflanzungsmethoden umfassen Apogamie, polyferöse Wedelspitzen und Rhizomausbreitung.