Что такое смена поколений

Чередование поколений – это тип жизненного цикла у наземных растений, а некоторые водоросли в котором последующие поколения людей чередуются между гаплоидный а также диплоид организмы. Это можно противопоставить половое размножение у животных, у которых в каждом поколении обнаружены как гаплоидные, так и диплоидные клетки. Смена поколений имеет несколько отличительных черт, и эти черты могут быть слегка изменены между вид, Как правило, поколения чередуются между спорофитами, способными создавать споры, и гаметофитами, способными создавать гамет.

Чередование жизненного цикла поколений

Спорофит

Чтобы сформировать спорофит, две гаплоидные гаметы собираются вместе, чтобы сформировать диплоид зигота, Как правило, гаплоидные организмы определяются наличием «n» числа хромосом. Когда две гаметы одного и того же вида объединяются, каждая из них имеет n хромосом. Следовательно, считается, что диплоидная зигота, которая образует, имеет 2n генетического материала, или ровно в два раза больше. Мало того, что в два раза больше ДНК, но он представляет коды для тех же белков в том же организм, Спорофит является многоклеточный Организм сформирован из нескольких раундов митоз на зиготе. Таким образом, индивидуум-спорофит остается организмом.

Затем, когда спорофит достигает зрелости, наступает ключевой момент смены поколений. У спорофита развиваются органы, известные как спорангия. Эти специализированные репродуктивные органы используются для создания одноклеточных гаплоидных спор. Эти клетки будут выпущены в воздух или воду и унесены. Когда они достигнут подходящей среды, они начнут процесс превращения в гаметофит.

гаметофита

Это представляет следующее поколение в чередовании поколений, поскольку гаплоидная спора создана. Спора технически новый организм, и имеет только половину ДНК в качестве родительского организма. Эта спора подвергнется последовательным митозам, чтобы сформировать нового многоклеточного индивидуума – гаметофит. Там, где поколение спорофитов создает споры, поколение гаметофитов создает гаметы. Гамет вырабатываются специальными органами на гаметофите – гаметангии. Эти гаметы затем передаются в окружающую среду или передаются между растениями.

Когда они находят противоположность гамета, они начинают процесс слияния, чтобы сформировать другую зиготу. Эта зигота в конечном итоге станет спорофитом, и чередование поколений продолжит вращаться. Хотя это упрощенная версия смены поколений, существует много сложностей, которые будут обсуждаться ниже. Из-за этих сложностей и из-за того, что все растения подвергаются некоторой версии смены поколений, ученые предпочитают ссылаться на другие аспекты своих репродуктивных циклов для определения вида.

Самая простая форма смены поколений находится в папоротнике, как показано ниже. Как видно из диаграммы, гаметофит и спорофит – это явно разные люди. Это не всегда так.

Осложнения с чередованием поколений

Половые гаметы

Есть много дополнительных факторов, которые могут усложнить эту основную тему смены поколений. Наиболее заметным осложнением является пол. Как спорофиты, так и гаметофиты могут иметь пол. Кроме того, спорофит или гаметофит могут не быть полностью независимыми от другого поколения. Для примера рассмотрим цветущие растения. Некоторые цветы содержат как мужские, так и женские гаметофиты. У других видов цветов мужские и женские цветки разделены, но могут присутствовать на одном и том же растение, В других цветах отдельные спорофиты дают только определенный пол цветка.

Термины моногенный и диоидный используются для описания гаметофитов. Если оба пола содержатся в одном и том же особе, этот вид моноусен. Если они разделены, то чередование поколений двоякое. Это относится только к гаметофиту.

В спорофите используемые термины являются однодомными и двудомными. Здесь они описывают, будет ли спорофит продуцировать оба пола, или же пол разделен на разные спорофиты. Важно отметить, что многие растения однодомные, но двудомные. Это означает, что один спорофит может производить как мужские, так и женские цветы. Многие другие комбинации этих различий в чередовании поколений можно наблюдать у различных видов растений и водорослей.

Различия в спорофите и гаметофите

При смене поколений у некоторых видов наблюдается неравномерное распределение по размеру или доминированию либо спорофита, либо гаметофита. У разных видов это можно изменить. В печеночники гаметофит является доминирующим поколением. Печеночник – гаметофитное растение. У папоротников верно обратное, и спорофит – более крупный и доминирующий особь. Это можно назвать спорофитным растением.

У других видов размер и форма спорофита и гаметофита практически неразличимы. Разница лишь в количестве ДНК, которую они несут, и в том, будут ли они производить споры или гаметы. Хотя может показаться, что они на самом деле ничего не делают, смена поколений все же позволяет половому размножению происходить. Это сильно смешивает гены и повышает адаптивность вида.

Спорофиты и гаметофиты разных видов также продуцируют разные типы спор и гамет. Если гаметы одинаковы, это называется изогамия. Некоторые виды зеленых водорослей производят только один тип гаметы. Они оба жгутиковые и плавают в открытой воде, пока не найдут друг друга. Эта схема не особенно полезна для наземных растений. Большинство наземных растений показывают анизогамию или разницу в их гаметах. Это чаще всего рассматривается как разница между подвижной мужской гаметой и более крупной, неподвижной женской гаметой, или спермой и ооцитами. В других случаях это рассматривается только как разница в размерах.

Ниже приведено графическое изображение двудомного двудомного анизогаметного растения. Это означает, что у растения есть отдельные особи как гаметофитов, так и спорофитов, и что производимые им гаметы имеют разные размеры. Это было бы верно для дерева падуба или ивы, которое производит отдельные мужские и женские цветы на отдельных отдельных спорофитах.

Эволюция смены поколений

Ископаемые свидетельства и существование многих водорослей с упрощенным чередованием жизненных циклов поколений намекают на то, что эволюционное преимущество полового размножения посредством смены поколений – это то, что сделало земные растения достаточно приспособленными для колонизации земли. Чередование поколений учитывает как динамичный и изменчивый акт полового размножения, так и устойчивый и последовательный акт бесполое размножение.

Когда спорофит создает споры, клетки подвергаются мейоз что позволяет поколению гаметофитов рекомбинировать генетика подарок. Это допускает большое разнообразие. Поскольку растения колонизировали землю, они были изначально изоморфны, или гаметофиты и спорофиты выглядели и действовали примерно одинаково. Со временем большинство растений сочли целесообразным сократить один из этих жизненных циклов. У большинства цветковых растений в настоящее время значительно сокращен жизненный цикл гаметофита, в то время как печеночники и мхи пошли другим путем, предпочитая уменьшить цикл спорофитов. В большом разнообразии растений, живущих сегодня, есть почти все возможные варианты смены поколений.

викторина

1. Каково одно преимущество смены поколений перед бесполым видом?A. Бесполых видов очень мало генетическая рекомбинация B. Нет никаких преимуществC. Легче воспроизвести

Ответ на вопрос № 1

верно. В то время как размножение намного сложнее, чередование поколений позволяет рекомбинировать и тестировать гены так, как это позволяют немногие системы размножения.

2. В чем разница между сменой поколений у растений и половым размножением у млекопитающих?A. Млекопитающие чередуются только с каждым другим поколениемB. Млекопитающие не чередуют поколенияC. Млекопитающие производят сперму и яйца, где растения не

Ответ на вопрос № 2

В верно. Млекопитающие одинаковы для каждого поколения и не различаются между гаплоидными и диплоидными государствами. Некоторые животные, такие как пчелы, очень похожи между гаплоидом и диплоидом, но это определяет их пол в поколении и не меняется в течение нескольких поколений. У растений эта линия становится размытой по мере того, как гаметофит становится зависимым от спорофита, как это видно у многих цветковых растений.

3. Лучше ли иметь более доминирующий спорофит или более доминирующий гаметофит?A. СпорофитB. гаметофитаC. Ни!

Ответ на вопрос № 3

С верно. Доминирование определенного поколения полностью зависит от успехов и неудач прошлых поколений вида. Если спорофит имеет тенденцию быть слабее или более ранним, он станет менее заметным признаком в репродуктивном цикле. То же самое относится и к гаметофиту. Каждый вид сформировал жизненный цикл, который позволил ему дожить до настоящего времени, поэтому все по существу равны.

Ссылки

  • Brusca, R.C. & Brusca, G.J. (2003). Беспозвоночные. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
  • Хартвелл, Л. Х., Худ, Л., Гольдберг, М. Л., Рейнольдс, А. Э. и Сильвер, Л. М. (2011). Генетика: от генов к геномам. Бостон: Макгроу Хилл.
  • McMahon, M.J., Kofranek, A.M. & Rubatzky, V.E. (2011). Наука о растениях: рост, развитие и использование культурных растений (5-е изд.). Бостон: Прентинс Холл.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *