MIKÄ ON SUKUPOLVIEN VUOROTTELU? - BIOLOGIA - 2025

Sukupolvenvuorottelu koostuu peräkkäin kahden eri sukupolvea saman lajin. Toisin sanoen, kasvit vuorottelevat gametofyytti- ja sporofyyttisukupolvien, haploidi- ja diploidi-sukupolvien välillä. Tämä ilmiö on ominaista kasvistovaltiolle, vaikkakin sitä voi esiintyä muissa valtakunnissa.

Gamofyyttikasvit lisääntyvät seksuaalisesti sukusolujen kautta (siksi niitä kutsutaan "gametofyyteiksi") ja ovat haploidisia, mikä tarkoittaa, että heillä on soluja, joissa on yksi joukko kromosomeja.

Sporofyyttiset kasvit lisääntyvät aseksuaalisesti itiöiden kautta (tästä syystä nimi "sporofytit") ja ovat diploideja, mikä tarkoittaa, että jokainen solun ytimen kromosomi on kopioitu.

Hofmeisterin (1862, maininnut Haig, David) mukaan ensimmäisen sukupolven, gametofyytin, tarkoituksena on luoda sukupuolielimiä, kun taas toisen sukupolven, sporofyytin, tarkoituksena on tuottaa lisääntymissoluja suurina määrinä (itiöt), mikä johtaa toisen sukupolven gametofyyteihin.

Vuorotussykli

Sporofyyteillä on rakenteita (sporangia), jotka tuottavat itiöt meioosin kautta. Prosessi viittaa solunjakautumiseen, mikä johtaa neljään soluun, joissa on puolet vanhemman kromosomaalisesta kuormasta. Siksi nämä itiöt ovat haploideja.

Haploidiset itiöt menevät läpi mitoosiprosessin (solunjako, joka tuottaa kaksi solua, jotka ovat identtisiä emäsolun kanssa), jolloin syntyy gametofyytti-organismeja. Kun he saavuttavat kypsyyden, ne tuottavat haploideja sukusoluja: munia ja siittiöitä.

Sukusolut tuotetaan gametangiassa mitoosin kautta. Gametangia edustaa kasvien lisääntymislaitteistoa: urosta kutsutaan antheridiumiksi ja naaraspuolista nimeltään archegonium.

Gametofyyttien tuottamat sukusolujen liitto johtaa diploidiseen tsygoottiin, josta tulee sporofyyttinen yksilö. Saatuaan kypsyyden tämä kasvi tuottaa itiöitä aloittaen syklin uudelleen.

Yksi kahdesta sukupolvesta on hallitseva, kun taas toinen on taantuma. Hallitsevat yksilöt elävät yleensä pidempään ja kasvavat pidempään kuin muut. Resessiiviset yksilöt ovat yleensä hyvin pieniä ja joissakin tapauksissa elävät hallitsevassa organismissa.

Muissa kuin verisuonissa tai sammakkokasveissa gametofyytit ovat hallitsevia; verisuonikasveissa sporofytit ovat kuitenkin hallitsevia.

Sukupolvien vuorottelu kypäröissä

Bryofyytit ovat ei-verisuonikasveja, mikä tarkoittaa, että niillä ei ole verenkiertoelimistöä, joten ne riippuvat ympäristön kosteudesta selviytyäkseen. Ne ovat yleensä pienikokoisia.

Gametophyte-yksilöt ovat tämän lajin hallitseva sukupolvi. Esimerkki näistä kasveista on sammal.

Sukupolvien vuorottelu sammalissa

Sammalot ovat ei-verisuonikasveja, mikä tarkoittaa, että gametofyyttien sukupolvi on hallitseva. Sammalta kehittynein osa on gametofyyti ja sen yläosassa näkyy pieni sporofyyttikasvi.

Joillakin näistä gametofyyteistä on antheridia, joka on pussinmuotoista, kun taas toisilla on arkegonia, joka on pullonmuotoista. Antheridiassa syntyy suuria määriä anterotsoideja, jotka voidaan siirtää siirtymän ansiosta (hehkulanka, joka sijaitsee solun ulkoseinämässä, samanlainen kuin ruoska).

Toisaalta arkegoniassa muodostuu yksi oosfääri, josta puuttuu flagella ja on sen vuoksi liikkumaton. Anterotsoidit vapautuvat ulkopuolelle ja kasvin kosteuden tuella ne siirtyvät oosfääriin hedelmöittämällä sitä tsygootin luomiseksi.

Näillä zygooteilla on kromosomit molemmilta vanhemmilta ja ne johtavat diploidien tai sporofyyttien muodostumiseen. On huomattava, että diploidiset tsygotit ovat erittäin haavoittuvia, siksi oosfääriä kantava kasvi pitää ne itsessään ja tällä tavoin itiökasvi kasvaa gametofyyttilaitoksella.

Sporofyyttihenkilö koostuu säikeestä, joka huipentuu kelloa muistuttavaan kapseliin. Kun tsygootti on kypsynyt, kapseli aukeaa ja vapauttaa pieniä haploidisia soluja, jotka kasvavat gametofyyttihenkilöinä.

Valokuvat toistettu osoitteesta word-builders.org

Sukupolvien vaihtaminen henkitorvuissa

Trakeofyytit ovat kasveja, joilla on verisuonikudoksia. Ne on jaettu gymnospermeihin (havupuut) ja angiospermeihin (kukkivat kasvit). Toisin kuin sammakot, nämä kasvit suojaavat alkioita siementen kautta.

Diploidinen eli sporofyyttinen sukupolvi on hallitseva. Esimerkki trakeofyyttikasvista on saniainen.

Sukupolvien vaihtaminen saniaisissa

Saniaisten näkyvin osa on sporofytti. Sporofytti tuottaa lehtiä, joita kutsutaan frondiksi, jotka tuottavat sori-rypäleterttuja pieniä itiöitä. Sori kypsyessä itiöt vapautuvat ja lopulta laskeutuvat.

Nämä itiöt synnyttävät gametofyytin, nimeltään prothalo, joka on hyvin pieni ja kasvaa erillään emäkasvista.

Sen elinkaari lyhenee pariin päivään. Nämä organismit tuottavat sukusoluja, jotka myöhemmin liittyvät muihin. Uusi kasvi, sporofyyti, kasvaa gametofyytissä, joka pilaantuu ja lopulta kuolee aloittaen uuden jakson.

Sukupolvien vuorottelu angiospermissa

Kuten saniaiset, hallitseva kasvi sienikasvoissa on itiökasvi. Toisaalta, gametofyytti on pieni rakenne, jota löytyy kasvin kukasta. Angiospermissa on kaksi hedelmöitysprosessia.

Ensimmäisessä urosolu sulautuu haploidiseen soluun, jolloin syntyy diploidinen tsygootti. Toisessa prosessissa urosolu sulautuu toisen diploidin kanssa, jolloin syntyy endospermi, varakudos, josta angiospermien siemenet syntyvät.

Viitteet

1. Sukupolvien vuorottelu. Haettu 24. helmikuuta 2017, osoitteesta libertyprepnc.com.
2. Sukupolven vuorottelu. Haettu 24. helmikuuta 2017, osoitteesta msu.edu.
3. Krempels, D. Sukupolvien vaihtamisen työpaja. Haettu 24. helmikuuta 2017, osoitteesta bio.miami.edu.
4. Kasvibiologia. Haettu 24. helmikuuta 2017 osoitteesta shmoop.com
5. Sukupolvien vaihtaminen: kuinka sammalit leikkivät maalla. Haettu 24. helmikuuta 2017 sivustolta world-builders.org.
6. Kent, L. (1997). Bryofyyttien sukupolvien vaihdon tutkiminen laboratoriossa. Haettu 24. helmikuuta 2017, osoitteesta saps.org.uk.
7. Kasvien elinkaari: Sukupolvien vaihtaminen. Haettu 24. helmikuuta 2017, sparknotes.com.