Gametophytengeneration des Pflanzenlebenszyklus

Moos-Gametophyten. Im Generationswechsel ist die Gametophytenphase die gametenproduzierende Generation. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

EIN Gametophyt stellt die sexuelle Phase des Pflanzenlebens dar. Dieser Zyklus wird benannt Generationswechsel und Organismen wechseln zwischen einer sexuellen Phase oder Gametophytengeneration und einer asexuellen Phase oder Sporophytengeneration. Der Begriff Gametophyt kann sich auf die Gametophytenphase des Pflanzenlebenszyklus oder auf den speziellen Pflanzenkörper oder das Organ beziehen, das Gameten produziert.

Es ist in der haploid gametophyte Struktur, die Gameten sind geformt. Diese männlich und weiblichGeschlechtszellen, auch bekannt als Eizellen und Spermien, vereinigen sich währendDüngungein bilden diploid Zygote. Die Zygote entwickelt sich zu einem diploiden Sporophyten, der die asexuelle Phase des Zyklus darstellt. Sporophyten produzieren das Haploide Sporen aus denen sich haploide Gametophyten entwickeln. Abhängig von der Art der Pflanze kann der größte Teil ihres Lebenszyklus entweder in der Gametophytengeneration oder in der Sporophytengeneration verbracht werden. Andere Organismen, wie einige Algen und Pilze , können den größten Teil ihres Lebenszyklus in der Gametophytenphase verbringen.

Entwicklung von Gametophyten

Moos Sporophyten. Santiago Urquijo/Moment/Getty

Gametophyten entwickeln sich aus der Keimung von Sporen . Sporen sind Fortpflanzungszellen, aus denen neue Organismen entstehen könnenA sexuell(ohne Befruchtung). Sie sind haploide Zellen, die von produziert werden Meiose in Sporophyten . Bei der Keimung unterliegen die haploiden Sporen Mitose um eine mehrzellige Gametophytenstruktur zu bilden. Der reife haploide Gametophyt produziert dann Gameten durch Mitose.

Dieser Prozess unterscheidet sich von dem, was in tierischen Organismen beobachtet wird. Im tierische Zellen werden haploide Zellen (Gameten) nur durch Meiose produziert und nur diploide Zellen durchlaufen eine Mitose. Bei Pflanzen endet die Gametophytenphase mit der Bildung einer diploiden Zygote durchsexuelle Fortpflanzung. Die Zygote repräsentiert die Sporophytenphase, die aus der Pflanzengeneration mit diploiden Zellen besteht. Der Zyklus beginnt von neuem, wenn die diploiden Sporophytenzellen einer Meiose unterzogen werden, um haploide Sporen zu produzieren.

Gametophyten-Generation in nicht-vaskulären Pflanzen

LEBERWORT. Marchantia, weiblicher Gametophyt Archegonium-tragende Strukturen in einem Leberblümchen. Die gestielten schirmförmigen Strukturen tragen Archegonien. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

Die Gametophytenphase ist die primäre Phase in nicht vaskuläre Pflanzen , wie Moose und Leberblümchen. Die meisten Pflanzen sind heteromorph , was bedeutet, dass sie zwei verschiedene Arten von Gametophyten produzieren. Ein Gametophyt produziert Eier, während der andere Spermien produziert. Moose und Leberblümchen sind auch heterospor , was bedeutet, dass sie zwei verschiedene Arten von produzieren Sporen . Diese Sporen entwickeln sich zu zwei verschiedenen Arten von Gametophyten; ein Typ produziert Spermien und der andere produziert Eier. Der männliche Gametophyt entwickelt sogenannte Fortpflanzungsorgane Antheridien (produzieren Spermien) und der weibliche Gametophyt entwickelt sich Archegonien (Eier produzieren).

Nicht-vaskuläre Pflanzen müssen in feuchten Lebensräumen leben und auf Wasser angewiesen sein, um das Männchen und das Weibchen zu bringen Gameten zusammen. AufDüngung, reift die resultierende Zygote und entwickelt sich zu einem Sporophyten, der an den Gametophyten gebunden bleibt. Die Sporophytenstruktur ist abhängig von der Nahrung des Gametophyten, da nur der Gametophyt dazu in der Lage ist Photosynthese . Die Gametophytengeneration in diesen Organismen besteht aus der grünen, blättrigen oder moosartigen Vegetation, die sich an der Basis der Pflanze befindet. Die Sporophytengeneration wird durch die länglichen Stängel mit sporenhaltigen Strukturen an der Spitze repräsentiert.

Gametophyten-Generation in Gefäßpflanzen

Das Prothallium ist die Gametophytenphase im Lebenszyklus des Farns. Die herzförmigen Prothalien produzieren Gameten, die sich zu einer Zygote vereinigen, die sich zu einer neuen Sporophytenpflanze entwickelt. Lester V. Bergman/Corbis-Dokumentation/Getty Images

Bei Pflanzen mit vaskuläre Gewebesysteme ist die Sporophytenphase die primäre Phase des Lebenszyklus. Anders als bei nicht vaskulären Pflanzen treten der Gametophyt und der Sporophyt ein nicht samenproduzierende Gefäßpflanzen sind unabhängig. Sowohl die Gametophyten- als auch die Sporophytengeneration sind dazu in der Lage Photosynthese . Farne sind Beispiele für diese Pflanzenarten. Viele Farne und andere Gefäßpflanzen sind homospor , was bedeutet, dass sie eine Art von Sporen produzieren. Das diploid Sporophyt produziert haploid Sporen (von Meiose ) in spezialisierten Säckchen, die Sporangien genannt werden.

Sporangien befinden sich auf der Unterseite der Farnblätter und lösen sich ab Sporen in die Umwelt. Wenn eine haploide Spore keimt, teilt sie sich Mitose Bildung einer haploiden Gametophytenpflanze namens a Prothallium . Das Prothallium produziert sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsorgane, die Spermien bzw. Eier bilden. Dafür wird Wasser benötigtDüngungstattfinden, wenn Spermien zu den weiblichen Fortpflanzungsorganen (Archegonien) schwimmen und sich mit den Eiern vereinigen. Nach der Befruchtung entwickelt sich die diploide Zygote zu einer reifen Sporophytenpflanze, die aus dem Gametophyten hervorgeht. Im Farne besteht die Sporophytenphase aus Blattwedeln, Sporangien, Wurzeln und Gefäßgewebe. Die Gametophytenphase besteht aus den kleinen, herzförmigen Pflanzen oder Prothalien.

Gametophyten-Generation in Samen produzierenden Pflanzen

Diese farbige rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (REM) zeigt Pollenschläuche (orange) auf dem Stempel einer Prärie-Enzianblüte (Gentiana sp.). Pollen enthält die männlichen Geschlechtszellen einer blühenden Pflanze. SUSUMU NISHINAGA/Science Photo Library/Getty Images

In Samen produzierenden Pflanzen, wie z Angiospermen und Gymnospermen ist die Generation der mikroskopischen Gametophyten vollständig von der Generation der Sporophyten abhängig. Im blühende Plfanzen , produziert die Sporophytengeneration sowohl Männchen als auch Weibchen Sporen . Männliche Mikrosporen (Spermien) bilden sich in Mikrosporangien (Pollensäcken) im Blütenstaubblatt. Weibliche Megasporen (Eier) bilden sich im Megasporangium im Blütenknoten. Viele Angiospermen haben Blüten, die sowohl Mikrosporangium als auch Megasporangium enthalten.

DasDüngungProzess findet statt, wenn Pollen durch Wind, Insekten oder andere übertragen wird Pflanzenbestäuber zum weiblichen Teil der Blüte (Fruchtblatt). Das Pollenkorn keimt und bildet a Pollenschlauch die sich nach unten erstreckt, um in den Eierstock einzudringen und es einer Samenzelle zu ermöglichen, das Ei zu befruchten. Das befruchtete Ei entwickelt sich zu einem Samen, der den Beginn einer neuen Sporophytengeneration darstellt. Die weibliche Gametophytengeneration besteht aus den Megasporen mit Embryosack. Die Generation der männlichen Gametophyten besteht aus Mikrosporen und Pollen. Die Sporophytengeneration besteht aus Pflanzenkörper und Samen.

Gametophyte-Schlüsselmitnahmen

• Der Pflanzenlebenszyklus wechselt zwischen einer Gametophytenphase und einer Sporophytenphase in einem Zyklus, der als Generationswechsel bekannt ist.
• Der Gametophyt stellt die sexuelle Phase des Lebenszyklus dar, da Gameten in dieser Phase produziert werden.
• Pflanzensporophyten repräsentieren die asexuelle Phase des Zyklus und produzieren Sporen.
• Gamatophyten sind haploid und entwickeln sich aus Sporen, die von Sporophyten erzeugt werden.
• Männliche Gametophyten produzieren Fortpflanzungsstrukturen, die Antheridien genannt werden, während weibliche Gametophyten Archegonien produzieren.
• Nicht-vaskuläre Pflanzen wie Moose und Leberblümchen verbringen den größten Teil ihres Lebenszyklus in der Gametophytengeneration.
• Der Gametophye in nicht vaskulären Pflanzen ist die grüne, moosartige Vegetation an der Basis der Pflanze.
• In kernlosen Gefäßpflanzen wie Farnen sind sowohl die Gametophyten- als auch die Sporophytengeneration zur Photosynthese fähig und unabhängig.
• Die Gametophytenstruktur von Farnen ist eine herzförmige Pflanze namens Prothallium.
• In samentragenden Gefäßpflanzen wie Angiospermen und Gymnospermen ist der Gametophyt für die Entwicklung vollständig vom Sporophyten abhängig.
• Gametophyten in Angiospermen und Gymnospermen sind Pollenkörner und Samenanlagen.

Quellen

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• _{Graham, L. K. und L. W. Wilcox. Der Ursprung des Generationswechsels bei Landpflanzen: ein Fokus auf Matrotrophie und Hexosetransport. Philosophische Transaktionen der Royal Society B: Biowissenschaften , US National Library of Medicine, 29. Juni 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1692790/.}