- ต้นกำเนิดของสปอโรไฟต์
- สปอโรไฟต์ในพืชบก
- สปอโรไฟต์ในพืชไบรโอไฟต์ (สาหร่าย)
- วิวัฒนาการของไบรโอไฟต์
- Bryophytes วันนี้
สปอโรไฟต์เป็นระยะหลายเซลล์แบบไดพลอยด์ในวงจรชีวิตของพืชหรือสาหร่าย มีต้นกำเนิดมาจากไซโกตที่ผลิตขึ้นเมื่อไข่เดี่ยวได้รับการปฏิสนธิโดยสเปิร์มเดี่ยวดังนั้นเซลล์สปอโรไฟต์แต่ละเซลล์จึงมีโครโมโซมคู่หนึ่งชุดจากพ่อแม่แต่ละคน
พืชบกและสาหร่ายหลายเซลล์เกือบทั้งหมดมีวัฏจักรชีวิตที่เฟสสปอโรไฟต์แบบไดพลอยด์หลายเซลล์สลับกับเฟสแกมีโทไฟต์เดี่ยวหลายเซลล์
โดย Paul Garais ผ่าน Wikimedia Commons
พืชที่มีเมล็ด (ยิมโนสเปิร์ม) และพืชดอก (แองจิโอสเปิร์ม) มีระยะของสปอโรไฟต์ที่โดดเด่นกว่าไฟต์และประกอบด้วยพืชสีเขียวที่มีรากลำต้นใบและโคนหรือดอกไม้
ในพืชดอกเซลล์สืบพันธุ์มีขนาดเล็กและถูกแทนที่ด้วยละอองเรณูที่งอกและถุงเอ็มบริโอ
สปอโรไฟต์สร้างสปอร์ (ดังนั้นชื่อของมัน) โดยไมโอซิสซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า "การแบ่งส่วนลด" ซึ่งจะลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่งในเซลล์ต้นกำเนิดสปอร์แต่ละเซลล์ ไมโอสปอร์ที่เกิดขึ้น (สปอร์ที่มาจากไมโอซิส) จะพัฒนาเป็นเซลล์สืบพันธุ์
สปอร์และแกมีโทไฟต์ที่เกิดขึ้นเป็นแบบเดี่ยวซึ่งหมายความว่าพวกมันมีโครโมโซมเพียงชุดเดียว ไฟโตไฟต์ที่โตเต็มที่จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือเพศเมีย (หรือทั้งสองอย่าง) โดยไมโทซิส
การรวมตัวกันของ gametes ตัวผู้และตัวเมียจะสร้างไซโกตแบบ diploid ซึ่งจะพัฒนาเป็นสปอโรไฟต์ใหม่ วัฏจักรนี้เรียกว่าการสลับรุ่นหรือการสลับเฟส
ต้นกำเนิดของสปอโรไฟต์
ต้นกำเนิดของสปอโรไฟต์ในพืชบก (เอ็มบริโอ) แสดงถึงขั้นตอนพื้นฐานในการพัฒนาวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดยกเว้นโปรคาริโอตได้รับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศซึ่งเกี่ยวข้องกับการสลับระหว่างไมโอซิสและการปฏิสนธิเป็นประจำซึ่งเป็นการแสดงออกถึงสองรุ่นที่แตกต่างกัน
เพื่อพยายามอธิบายที่มาของคนรุ่นอื่นมีสองทฤษฎี: การต่อต้านและการคล้ายคลึงกัน จากหลักฐานของบรรพบุรุษที่เป็นไปได้ของพืชบกทฤษฎีต่อต้านได้รับการยอมรับว่าสมเหตุสมผลกว่า
อย่างไรก็ตามมีข้อขัดแย้งบางประการเกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการของสาหร่ายไบรโอไฟต์และระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงของพืชบกเป็นเทอริโดไฟต์ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทั้งสองนี้ได้รับการวิเคราะห์อย่างดีที่สุดโดยใช้ทฤษฎีนีโอดาร์วินและกระบวนการทางพันธุกรรมวิวัฒนาการอื่น ๆ เป็นข้อมูลอ้างอิง
นอกจากนี้ยังใช้คำว่าเทอร์มินัลไมโอซิสเนื่องจากกระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดวงจรชีวิตของสายเซลล์นี้ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ diploid และเซลล์ haploid แสดงด้วย gametes
สรุปได้ว่าสปอโรไฟต์ไม่ได้สร้าง gametes แต่เป็นสปอร์เดี่ยวโดยไมโอซิส สปอร์เหล่านี้แบ่งตัวโดยไมโทซิสและกลายเป็นไฟโตไฟต์ซึ่งสร้างเซลล์สืบพันธุ์โดยตรง
สปอโรไฟต์ในพืชบก
ในพันธุ์พืชเหล่านี้วัฏจักรชีวิตเกิดขึ้นจากการสลับกันของรุ่นต่างๆ: จากสปอโรไฟต์ไดพลอยด์ไปจนถึงแกมีโทไฟต์เดี่ยว เมื่อเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียรวมตัวกันและเกิดการปฏิสนธิจะมีการสร้างเซลล์ซ้ำที่เรียกว่าไซโกตซึ่งจะสร้างสปอโรไฟต์ขึ้นมาใหม่
ด้วยวิธีนี้วงจรชีวิตของพืชบกจึงเป็นแบบไดโพลฮาโพลิกโดยมีไมโอซิสขั้นกลางหรือสปอร์ พืชบกทั้งหมดยกเว้น bryophytes และ pteridophytes เป็นตัวอย่างที่แตกต่างกันซึ่งหมายความว่า sporophyte ก่อให้เกิด sporangia สองประเภทที่แตกต่างกัน (megasporangia และ microsporangia)
megasporangia ก่อให้เกิด macrospores และ microsporangia ก่อให้เกิด microspores เซลล์เหล่านี้จะพัฒนาเป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียและเพศชายตามลำดับ
รูปร่างของเซลล์สืบพันธุ์และสปอโรไฟต์รวมถึงระดับการพัฒนานั้นแตกต่างกัน นี่คือสิ่งที่เรียกว่า heteromorphic generation อื่น
สปอโรไฟต์ในพืชไบรโอไฟต์ (สาหร่าย)
กลุ่มไบรโอไฟต์ที่พบมอสและตับเต่าเป็นระยะเซลล์สืบพันธุ์ที่โดดเด่นซึ่งสปอโรไฟต์ตัวเต็มวัยต้องการสารอาหาร
สปอโรไฟต์ตัวอ่อนวิวัฒนาการโดยการแบ่งเซลล์ของไซโกตในอวัยวะเพศหญิงหรืออาร์คีโกเนียมและในการพัฒนาในช่วงแรกมันถูกเลี้ยงโดยไฟโตไฟต์ โดยการมีลักษณะของตัวอ่อนนี้ในวงจรชีวิต (ซึ่งพบได้ทั่วไปในพืชบกทุกชนิด) กลุ่มนี้ได้รับชื่อของเอ็มบริโอไฟต์
ในกรณีของสาหร่ายมี gametophytes ที่โดดเด่นอยู่หลายชั่วอายุคนในเซลล์สืบพันธุ์และสปอโรไฟต์บางชนิดมีลักษณะทางสัณฐานวิทยา (isomorphic) ในพืชหางม้าเฟิร์นยิมโนสเปิร์มและแองจิโอสเปิร์มที่มีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้สปอโรไฟต์อิสระเป็นรูปแบบที่โดดเด่น
วิวัฒนาการของไบรโอไฟต์
พืชบกชนิดแรกมีสปอโรไฟต์ที่สร้างสปอร์เหมือนกัน (ไอโซสปอร์หรือโฮโมสปอร์) บรรพบุรุษของยิมโนสเปิร์มได้สร้างวงจรชีวิตเฮเทอโรสปอริกที่ซับซ้อนซึ่งสปอร์ที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมียมีขนาดต่างกัน
เมกาสปอร์เพศเมียมักจะมีขนาดใหญ่กว่าและมีจำนวนน้อยกว่าไมโครสปอร์เพศผู้
ในยุคดีโวเนียนพืชบางกลุ่มมีการพัฒนาเฮเทอโรสปอเรียอย่างอิสระและต่อมาเอนโดสปอเรียซึ่งเซลล์สืบพันธุ์มีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดภายในผนังของสปอร์
ในพืช exosporic ซึ่งเป็นเฟิร์นสมัยใหม่ gametophytes จะออกมาจากสปอร์ทำลายผนังของสปอร์และพัฒนาภายนอก
ในพืชเอนโดสปอริก megagametophytes วิวัฒนาการภายใน sporangium เพื่อสร้าง gametophyte เพศเมียหลายเซลล์ขนาดเล็กมากที่มีอวัยวะเพศหญิง (archegonia)
เซลล์ไข่ได้รับการปฏิสนธิในอาร์คีโกเนียด้วยสเปิร์มแฟลกเจลที่เคลื่อนที่ได้โดยอิสระซึ่งผลิตโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ขนาดเล็กในรูปของละอองเรณูก่อน ไข่หรือไซโกตที่ได้ถูกเปลี่ยนเป็นสปอโรไฟต์รุ่นใหม่
ในเวลาเดียวกัน meiospore ขนาดใหญ่เดียวหรือ megaspore ที่มีอยู่ใน sporangium ที่ปรับเปลี่ยนแล้วของสปอโรไฟต์ดั้งเดิมจะถูกเก็บรักษาไว้ใน pre-ovule วิวัฒนาการของเฮเทอโรสปอเรียและเอนโดสปอเรียถือเป็นขั้นตอนแรกในวิวัฒนาการของเมล็ดพืชที่ยิมโนสเปิร์มและแองจิโอสเปิร์มผลิตขึ้นในปัจจุบัน
Bryophytes วันนี้
ตลอด 475 ล้านปีพืชบนบกได้ปรับปรุงและใช้กระบวนการวิวัฒนาการเหล่านี้อย่างสมบูรณ์แบบ พืช 300,000 ชนิดที่มีอยู่ในปัจจุบันมีวัฏจักรชีวิตที่ซับซ้อนซึ่งสลับสปอโรไฟต์ (สิ่งมีชีวิตที่สร้างสปอร์) และเซลล์สืบพันธุ์ (สิ่งมีชีวิตที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์)
ในพืชที่ไม่มีหลอดเลือดนั่นคือพวกมันไม่มีลำต้นหรือราก (สาหร่ายสีเขียวมอสและตับเต่า) โครงสร้างที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าคือไฟโตไฟต์
ซึ่งแตกต่างจากพืชที่มีเส้นเลือดเช่นเฟิร์นและพืชเมล็ดมีสปอโรไฟต์ สปอโรไฟต์ของพืชที่ไม่ใช่เส้นเลือดสร้างสปอร์เซลล์เดียวแบบเดี่ยวและเป็นผลผลิตของไมโอซิสสปอร์แรงเจียม
ตลอดประวัติศาสตร์ธรรมชาติของโลกพืชแต่ละชนิดมีการจัดการเพื่อรักษากลไกการพัฒนาที่เป็นอิสระซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการของตัวอ่อนและลักษณะทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิต ตามที่นักชีววิทยากล่าวว่าข้อมูลนี้มีความสำคัญในการพยายามทำความเข้าใจต้นกำเนิดวิวัฒนาการของการสลับรุ่น
- Bennici, A. (2008). ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการยุคแรกของพืชบก: ปัญหาและข้อควรพิจารณา ชีววิทยาการสื่อสารและบูรณาการ, 212-218
- Campbell, NA และ Reece, JB (2007). ชีววิทยา. มาดริด: บรรณาธิการMédica Panamericana
- ฟรีดแมน, W. (2013). จีโนมหนึ่งจีโนมสองตัว วิทยาศาสตร์, 1045-1046.
- กิลเบิร์ต, S. (2005). ชีววิทยาพัฒนาการ. บัวโนสไอเรส: กองบรรณาธิการMédica Panamericana
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009) ชีวิต: วิทยาศาสตร์แห่งชีววิทยา บัวโนสไอเรส: กองบรรณาธิการMédica Panamericana