KAJ JE GAMETOPHYTE? (PRIMERI RAZLIČNIH VRST) - BIOLOGIJA - 2026

Gametofita je večcelična haploidno organizem, ki izvira iz haploidnega spore, ki ima skupino kromosomov. Ustreza haploidni fazi rastline, ki je namenjena za proizvodnjo gameta, in spolni fazi v eni od dveh nadomestnih faz v življenjskem ciklu kopenskih rastlin in morskih alg.

Ta organizem razvije spolne organe, ki sprožijo gamete, to so haploidne spolne celice, ki sodelujejo pri oploditvi. Tako nastane diploidna zigota, torej ima dva niza kromosomov.

Gametofiti, ki rastejo v terariju. Neznane vrste. Naključno drevo, z Wikimedia Commons

Od teh dveh sklopov kromosomov eden ustreza očetu, drugi pa materi. Celična delitev zigote ustvari nov diploidni večcelični organizem.

V drugi fazi življenjskega cikla, imenovanega sporofit, je njegova funkcija proizvajanje haploidnih sporov s celično delitvijo, imenovano mejoza.

Morfologija gametofita je odvisna od spola, torej ženske bodo imele eno obliko, moške pa drugačno obliko.

Gametophyte v Bryophytes

V tej rastlinski skupini (mahovi, jetrni piki in rogovi) je gametofit najvidnejša faza biološkega cikla.

Ta bryophyte gametophyte ima dolgo življenjsko dobo in je neodvisen s prehranskega vidika. Sporofiti so praviloma navezani in potrebujejo gametofite.

V mahovih se spora začne gojiti s kalitvijo in naredi nitko celic, imenovano protonema.

Pri zorenju se gametofit razvija v obliki gostih poganjkov, ki sprožijo spolne organe ali gametangije, ki so proizvajalci gametov. Jajca nastajajo v arhegoniji, sperme pa v antheridiji.

V skupinah, kot so jetrni piki, ki spadajo v red Marchantiales, gamete izvirajo iz specializiranih organov, imenovanih gametofori ali gametangiophores.

Gametofiti v vaskularnih rastlinah

V vseh vaskularnih rastlinah (s steblom, listi in koreninami) prevladujejo sporofiti s težnjo k majhnim, sporofitom odvisnim ženskim gametofitom. To je postajalo vse bolj opazno, ko so se rastline razvijale v obliki razmnoževanja s semeni.

Praproti proizvajajo samo eno vrsto spore, imenovano homospore. Njeni gameti so eksosporni, kar pomeni, da gametofiti prosto živijo in se razvijajo zunaj spore stene.

Ti eksosporni gametofiti so lahko biseksualni (monoeci), torej s sposobnostjo proizvajanja semenčic in jajčec v istem telesu. Če so specializirani za ženski in moški organizem ločeno, jih imenujemo dioe.

Vaskularne rastline Heterospore (proizvajajo tako megaspore, kot tudi mikrospore) imajo v steni spore gametofit, ki se razvija endosporno. V tem primeru so gametofiti dvorodni, proizvajajo jajčeca ali spermo, vendar nikoli obojega.

Gametofiti v praprotih

Pri praproti so gametofiti majhni, fotosintezirajo in imajo prost življenjski slog, saj sporofita za svojo hrano ne potrebujejo.

Pri praproti Leptosporangiate dryopteris, praproti, je gametophyte avtotrofen (izdeluje svojo hrano), fotosintezira in ima strukturo, imenovano protalo, ki proizvaja gamete. Protalo ohranja sporofit v svoji zgodnji večcelični fazi razvoja.

V nekaterih skupinah, zlasti v rodovniški veji (Psilotaceae in Ophioglossaceae), so gametofiti pod zemljo in preživijo in vzpostavijo mikotrofne odnose z glivami.

Gametofiti v likofitih

V likofitih nastajata dve različni vrsti gametofitov. V družinah Huperziaceae in Lycopodiaceae so grometofiti, ki izvirajo iz spora, prostoživeči, podzemni in mikotrofni, kar pomeni, da svojo hrano pridobivajo s pomočjo simbiotskih odnosov z glivami.

V družinah Selaginella in Isoetes megaspore ostajajo pritrjene na začetni sporofit in v njem se razvije megagametofit.

Ko dozorijo, se razpoke na stičišču triletja odprejo, da olajšajo vstop moških gameta v arhegonijo, kjer pridejo v stik z očesi.

Gametofiti v semenskih rastlinah

Rastline, ki imajo seme, imenujemo angiospermi in gymnospermi, vsi so endosporni in heterospori.

V teh rastlinah se gametofiti spremenijo v večcelične organizme, ko so znotraj stene spore in megaspore se zadržijo v sporangiju.

V semenskih rastlinah je mikrogametofit znan kot cvetni prah. Mikrogametofiti semenske rastline sestavljajo dve ali tri celice, ko cvetni prah izstopi iz sporangija.

Vse semenske rastline so heterospore in proizvajajo spore različnih velikosti: velike ženske spore in majhne moške spore.

Megagametofit se razvija znotraj megaspora pri rastlinah brez vaskularnih semen in znotraj megasporangija v stožcu ali cvetu semenskih rastlin.

Mikrogametofit iz semen, ki je cvetni prah, potuje tja, kjer je jajčna celica, ki jo prenaša fizični ali živalski vektor in tam z mitozo proizvaja dve semenčici.

Gimnospermi

V gymnosperm rastlinah je megagametofit sestavljen iz več tisoč celic in ima eno do več arhegonije, vsaka z eno jajčno celico. Gametofit se preoblikuje v tkivo za shranjevanje hrane v semenu.

Angiospermi

V rastlinah z drevesom je megagametofit reduciran na nekaj jeder in celic in se imenuje zarodna vreča. Reprezentativni zarodni vreček ima sedem celic in osem jeder, od katerih je ena jajčna celica.

Dve jedri se združita z jedrom sperme, da tvorita endosperm, ki se nato pretvori v tkivo za shranjevanje hrane v semenu.

Za semenske rastline je značilno, da se megaspore zadržujejo znotraj sporofita, in sicer v tkivih, imenovanih integriteti. Te imajo funkcijo oviranja in zaščite megasporangija.

V gymnosperm rastlinah je megaspora obdana z enim pokrovcem, medtem ko je pri rastlinah z angiospermi obdana z dvema pokrovoma.

Skup, ki ga tvorijo megasporangium, megaspore in integritete - imenujemo ovula. Znotraj vsakega ovola se ženski gametofit razvije iz megaspora, ki proizvaja eno ali več ženskih gameta.

Ko cvetni prah kalijo in začne rast, se začne pojavljati cvetni prah, katerega funkcija je vnos moških gameta znotraj ženskega gametofita v ovuli.

V semenskih rastlinah ženski gametofit ostane v sporofitni ovuli. Moški gametofiti najdemo v pelodnih zrnih in so popotniki, zato jih lahko prenašajo na dolge razdalje z vetrom ali opraševalci, odvisno od vrste.

Gametofiti pri živalih

Pri živalih se evolucijski razvoj začne z jajčecem ali zigoto, ki gre skozi vrsto mitoz, da nastane diploidni organizem.

Ko se razvija in dozoreva, skozi mejozo tvori haploidne gamete, ki temeljijo na določenih diploidnih celičnih linijah. Mejoza se imenuje gametogena ali gamična.

Ta cikel je prisoten pri vseh živalih. Čeprav se generacije ne menjajo, obstaja izmenjava dveh jedrskih faz, ene haploidne (gamete) in druge diploidne (razvoj organizma z mitozo, ki se začne iz jajčeca ali zigote).

Zato je mejoza geticna in ta cikel velja za najbolj razvijanega v zivih organizmih.

Heteromorfija gametofitov

V rastlinah, ki imajo heteromorfne gametofite, obstajata dve vrsti gametofitov. Ker imajo različne oblike in funkcije, jih imenujemo heteromorfi.

Gametophyte, odgovoren za proizvodnjo ovulov, se zaradi velike velikosti imenuje megagametophyte, gametophyte, ki je odgovoren za proizvodnjo sperme, pa se imenuje microgametophyte. Če gametofiti proizvajajo jajčeca in semenčico na ločenih rastlinah, jih imenujemo dioe.

Heterosporne rastline, kot so določeni likofiti, vodne praproti, pa tudi vsi gymnospermi in angiospermi, imajo dva različna sporangija. Vsak od njih proizvede eno samo sporo in eno vrsto gametofita.

Toda vsi heteromorfni gametofiti ne izvirajo iz heterospornih rastlin. To pomeni, da imajo nekatere rastline gametofite, ki proizvajajo jajčece in spermo.

Toda ti gametofiti izvirajo iz iste vrste sporov znotraj istega sporangija, primer tega: rastlina Sphaerocarpos.

Reference

1. Bennici, A. (2008). Poreklo in zgodnji razvoj kopenskih rastlin: problemi in premisleki. Komunikativna in integrativna biologija, 212-218.
2. Campbell, NA in Reece, JB (2007). Biologija. Madrid: Uredništvo Médica Panamericana.
3. Gilbert, S. (2005). Razvojna biologija. Buenos Aires: Uredništvo Médica Panamericana.
4. Sonce, T. (2014). Seks in samska praprot. Znanost, 423–424.
5. Whittier, D. (1991). Fern Gametophyte. Znanost, 321–322.