KAKŠNA JE IZMENJAVA GENERACIJ? - BIOLOGIJA - 2026

Menjavanje generacij sestavljajo zaporedju dveh različnih rodov iste vrste. To pomeni, da rastline izmenično gometofitno in sporofitno generacijo, haploidne in diploidne generacije. Ta pojav je značilen za rastlinsko kraljestvo, čeprav se lahko pojavi v drugih kraljestvih.

Rastline gametophyte se razmnožujejo spolno skozi gamete (zato jih imenujemo "gametophytes") in so haploidne, kar pomeni, da imajo celice, ki imajo en sam niz kromosomov.

Sporofitne rastline se razmnožujejo aseksualno preko spore (od tod tudi ime "sporofiti") in so diploidne, kar pomeni, da se vsak kromosom v celičnem jedru podvaja.

Po Hofmeisterju (1862, ki ga citira Haig, David) naj bi prva generacija, gametofit, ustvarjala spolne organe, druga generacija, sporofit, pa je namenjena proizvodnji reproduktivnih celic v množičnih količinah ( spore), kar bo povzročilo drugo generacijo gametofitov.

Izmenični cikel

Sporofiti imajo strukture (sporangije), ki proizvajajo spore skozi mejozo, postopek, ki se nanaša na delitev celic, ki ima za posledico štiri celice, ki imajo polovico kromosomske obremenitve starša. Zato so te spore haploidne.

Haploidne spore gredo skozi proces mitoze (delitev celic, ki tvori dve celici, enaki matični celici), pri čemer nastanejo organizmi gametofiti. Ko dosežejo zrelost, bodo proizvajale haploidne gamete: jajčeca in semenčice.

Gamete nastajajo v gametangiji skozi proces mitoze. Gametangia predstavlja reproduktivni aparat rastlin: moški se imenuje antheridium, medtem ko se ženska imenuje arhegonij.

Združevanje gametov, ki jih proizvedejo gametofiti, bo povzročilo diploidno zigoto, ki bo postala sporofitna oseba. Ko doseže zrelost, bo ta rastlina proizvajala spore in začela cikel znova.

Ena od obeh generacij prevladuje, druga pa recesivno. Prevladujoči posamezniki navadno živijo dlje in rastejo dlje kot drugi. Recesivni posamezniki so ponavadi zelo majhni in v nekaterih primerih živijo v prevladujočem organizmu.

Pri nevaskularnih ali brajofitskih rastlinah prevladujejo gametofiti; vendar pri vaskularnih rastlinah prevladujejo sporofiti.

Izmenjava generacij v bryofitih

Bryofiti so nevaskularne rastline, kar pomeni, da nimajo krvožilnega sistema, zato so za preživetje odvisne od vlažnosti okolja. Na splošno so majhne.

Ljudje gametofitov so prevladujoča generacija te vrste. Primer teh rastlin je mah.

Izmenjava generacij v mahu

Mahovi so nevaskularne rastline, kar pomeni, da je prevladujoča generacija gametofitov. Najbolj razvit del mahu je gametophyte, v zgornjem delu pa je vidna rastlina sporophyte, ki je majhna.

Nekateri od teh gametofitov imajo antheridijo, ki so v obliki vrečke, drugi pa arhegonijo, ki je v obliki steklenic. V antheridiji nastaja veliko število anterozoidov, ki jih je mogoče odstraniti zahvaljujoč flagellumu (nitkam, ki se nahajajo na zunanji steni celice, podobno kot bič).

Po drugi strani pa v arhegoniji nastaja ena sama oosfera, ki ji manjkajo flagele in je zato nepremična. Anterozoidi se sproščajo navzven in se ob vlažnosti rastline premaknejo v oosfero in jo oplodijo, da ustvarijo zigoto.

Ti zigoti imajo kromosome obeh staršev in povzročajo generacijo diploidov ali sporofitov. Treba je opozoriti, da so diploidni zigoti izredno ranljivi, zato jih rastlina, ki nosi oosfero, zadržuje v sebi in na ta način rastlina sporofit raste na rastlini gametofitov.

Posameznik sporofitov je sestavljen iz nitke, ki se konča v kapsuli, ki spominja na zvonec. Ko dozori zigota, se kapsula odpre in sprosti drobne haploidne celice, ki bodo rasle kot posamezniki gametofitov.

Fotografije, pridobljene s word-builders.org

Izmenjava generacij v traheofitih

Traheofiti so rastline, ki imajo žilno tkivo. Delimo jih na gymnosperme (iglavce) in angiosperme (cvetoče rastline). Za razliko od bryophytes te rastline ščitijo svoje zarodke s semeni.

Pri prevladujoči generaciji je diploidna ali sporofitna generacija. Primer rastline traheofita je praprot.

Izmenjava generacij v praprotih

Najbolj viden del praproti je sporofit. Sporofit tvori liste, imenovane fronds, ki proizvajajo sori, grozde drobnih sporov. Ko sori dozorijo, se spore sprostijo in na koncu pride do pristankov.

Te spore povzročajo getofit, imenovan protalo, ki je zelo majhen in raste ločeno od matične rastline.

Njen življenjski cikel se skrajša na nekaj dni. Ti organizmi proizvajajo gamete, ki se bodo kasneje pridružile drugim. Nova rastlina, sporofit, raste na gametofitu, ki se poslabša in sčasoma odmre, začenši nov cikel.

Izmenjava generacij v angiospermih

Sporofit je, tako kot pri praprotih, prevladujoča rastlina pri krhkih. Po drugi strani je gametofit drobna struktura, ki jo najdemo v cvetu rastline. V angiospermih obstajata dva procesa oploditve.

V prvem se moška celica zlije s haploidno celico, kar povzroči diploidno zigoto. V drugem procesu se moška celica zlije z drugim diploidom in ustvarja endosperm, rezervno tkivo, iz katerega se rodijo semena angiospermov.

Reference

1. Izmenjava generacij. Pridobljeno 24. februarja 2017 z libertyprepnc.com.
2. Alternacija generacije. Pridobljeno 24. februarja 2017 z msu.edu.
3. Krempels, D. Delavnica o izmeničenju generacij. Pridobljeno 24. februarja 2017 z bio.miami.edu.
4. Biologija rastlin. Pridobljeno 24. februarja 2017 s shmoop.com
5. Alternacija generacij: Kako mahovi igrajo na kopnem. Pridobljeno 24. februarja 2017 s spletnega mesta world-builders.org.
6. Kent, L. (1997). Preučevanje izmeničk generacij brijofitov v laboratoriju. Pridobljeno 24. februarja 2017 s saps.org.uk.
7. Življenjski cikel rastlin: Alternacija generacij. Pridobljeno 24. februarja 2017 z spletnega mesta sparknotes.com.