ספורופיט הוא השלב התאי דיפלואידי במחזור החיים של צמח או אצה. מקורו בזיגוטה הנוצרת כאשר ביצה מופלאה מופרית על ידי זרע חבלואידי, ולכן לכל תא ספורופיט יש קבוצה כפולה של כרומוזומים, אחת מכל הורה.
לצמחי אדמה, וכמעט כל האצות התאים-תאיים, יש מחזורי חיים שבהם שלב ספורופיט דיפלואידי רב-תאי מתחלף עם שלב גמטופיט רב-תאי.
מאת פול גאריס, באמצעות ויקימדיה Commons
לצמחים עם זרעים (gymnosperms) וצמחים פורחים (angiosperms) יש שלב ספורופיט בולט יותר מהגמטופיט והם מהווים צמחים ירוקים עם שורשים, גזע, עלים וחרוטים או פרחים.
בצמחים פורחים, גמטופיטים הם קטנים ומוחלפים על ידי אבקנים מונבטים ושק העובר.
הספורופיט מייצר נבגים (ומכאן שמה) על ידי מיוזה, שהוא תהליך המכונה "חלוקת הפחתה", שמכפיל את מספר הכרומוזומים בכל תא גזע נבג. Meiospores (נבגים שמקורם במיוזה) המתקבלים מתפתחים לגמטופיט.
הנבגים והגמטופיט שנוצרו הם בעלי תועלת, פירוש הדבר שיש להם רק קבוצה אחת של כרומוזומים. הגמטופיט הבוגר יפיק גמטות זכריות או נקביות (או שניהם) על ידי מיטוזה.
איחוד הגמטות הזכריות והנקביות יפיק זיגוטה דיפלואידית שתתפתח לספורופיט חדש. מחזור זה נקרא חילופי דורות או חילופי שלבים.
מקור הספורופיט
מקורו של הספורופיט בצמחים יבשתיים (עוברים) מייצג שלב בסיסי בהתפתחות האבולוציונית. כל האורגניזמים, פרט לפרוקריוטות, עוברים רבייה מינית קבועה הכרוכה בהחלפה קבועה בין מיוזה והפריה, ומבטאת שני דורות חלופיים.
כדי לנסות להסביר את מקורם של דורות חלופיים, ישנן שתי תיאוריות: האנטיתית וההומולוגית. בהתבסס על עדויות לאבותיהם האפשריים של צמחי אדמה, התיאוריה האנטיתית מתקבלת כסבירה יותר.
עם זאת, ישנם פחמים מסוימים בכל הנוגע לתהליך האבולוציוני של אצות ברופית ותקופת המעבר של צמחים יבשתיים לפיטרידופיטים. שני השינויים העיקריים הללו מנותחים בצורה הטובה ביותר תוך שימוש בתיאוריה הניאו-דרוויניסטית ובתהליכים גנטיים אבולוציוניים אחרים כהפניה.
משתמשים גם במונח טרמינל סופני, מכיוון שתהליך זה מתרחש בסוף מחזור החיים של קו תאים זה. אורגניזמים אלה מורכבים מתאים דיפלואידים ותאים הפועלים מיוצגים על ידי גמטות.
לסיכום, הספורופיט איננו יוצר גמטות אלא נבגים אובלים על ידי מיוזה. נבגים אלה מתחלקים על ידי מיטוזה והופכים לגמטופיטים, המייצרים גמטים באופן ישיר.
ספורופיטים בצמחי יבשה
במינים צמחיים אלה נוצר מחזור החיים על ידי חילופי דורות: מספורופיט דיפלואידי לגמטופיט האפולידי. כאשר הגאמט הזכרי והמשבר הנשי מתאחדים וההפריה מתרחשת, נוצר תא דיפלואידי הנקרא זיגוטה, המחדש את דור הספורופיטים.
באופן זה מחזור חייו של הצמח היבשתי הוא דיפלו-האפולוני, עם מיוזה בינונית או נבגית. כל צמחי היבשה, למעט בריופיטים ופטרידופיטים, הם דגימות הטרוספוריות, מה שאומר שהספורופיט מוליד שני סוגים שונים של ספורנגיה (מגספורנגיה ומיקרוספורנגיה).
המגספורנגיה מולידה את המקרוספוריות, והמיקרוספורנגיה מולידה את המיקרוספוריות. תאים אלה יתפתחו לגמטופיטים נשיים וזכרים בהתאמה.
הצורה של הגמטופיט והספורופיט, כמו גם מידת ההתפתחות שלהם, שונות. זה מה שמכונה דורות הטרומורפיים חלופיים.
ספורופיטים בצמחי בריופיט (אצות)
קבוצת הבירופיטים, בה נמצאים טחבים וכבדי כבד, מציגים שלב גמטופיטים דומיננטי בו הספורטופיט הבוגר זקוק לתזונה.
הספורופיט העוברי מתפתח על ידי חלוקת תאים של הזיגוטה באיבר המין הנשי או הארכגוניום, ובהתפתחותו המוקדמת הוא ניזון מהגמטופיט. על ידי תכונה עוברית זו במחזור החיים, (המשותף לכל הצמחים היבשתיים), ניתן לקבוצה זו שם של עוברים.
במקרה של אצות ישנם דורות של גמטופיטים דומיננטיים, בחלק מהמינים גמטופיטים וספורופיטים דומים מורפולוגית (איזומורפית). בצמחי זנב סוס, שרכים, התעמלות ואנגיפרסמות ששרדו עד היום, ספורופיט עצמאי הוא הצורה הדומיננטית.
התפתחות בריופיטים
לצמחים היבשתיים הראשונים היו sporophytes אשר ייצרו נבגים זהים (איזוספוריות או הומוספוריות). אבות אבות התעמלות שיכללו את מחזורי החיים ההטרוספוריים המורכבים שבהם נבגי הגטופיט המייצרים זכר ונקבה היו בגדלים שונים.
מגה-פסוריות נקבות היו נוטות להיות גדולות יותר ופחות מרובות ממיקרו-פוריות גברים.
בתקופה הדבונית, קבוצות מסוימות של צמחים התפתחו באופן עצמאי הטרוספוריה, ובהמשך אנדוספוריה, בהן גמטופיטים הופכים למינימום בתוך דופן הנבג.
בצמחים אקסוספוריים, שניהם שרכים מודרניים, יוצאים גמטופיטים מהנבג, שוברים את דופן הנבג ומתפתחים בחוץ.
בצמחים אנדוספוריים, megagametophytes מתפתחים בתוך הספורנגיום ויוצרים גמטופיט נשי קטן תאי מאוד שיש לו אברי מין נשיים (archegonia).
הביציות מופרות בארכגוניה בעזרת זרע מסומן חופשי, המיוצר על ידי גמטופיטים זכריים ממוזערים בצורה של אבקה טרום. הביצה או הזיגוטה שהתקבלו הוסבה לדור החדש של הספורופיטים.
במקביל, המיאוספור הגדול או המגה-ספור הגדול הכלול בספרנגיום המותאם של הספורופיט המקורי נשמר בתוך הביוץ לפני. האבולוציה של הטרוספוריה ואנדוספוריה נחשבים לכמה מהצעדים הראשונים בהתפתחות הזרעים שאותם מייצרים התעמלות האנוספרפרמיות ואנגיוספרמים.
Bryophytes היום
לאורך 475 מיליון שנים, צמחים יבשתיים משכללים ומיישמים נהלים אבולוציוניים אלה. 300,000 מיני הצמחים הקיימים כיום הם בעלי מעגל חיים מורכב המתחלף ספורופיטים (אורגניזמים המייצרים נבגים) וגמטופיטים (אורגניזמים המייצרים תאים).
בצמחים שאינם כלי דם, כלומר אין להם גזע או שורש (אצות ירוקות, טחבים וכבדי כבד), המבנה הנראה לעין בלתי מזוינת הוא הגמטופיט.
בשונה מצמחי כלי דם כמו שרכים וצמחי זרעים יש בו ספורופיטים. הספורופיט של צמח שאינו כלי הדם מייצר נבגים חד-תאיים חסרי תאים, וכמוצר של מיוזה הספורנגיום.
לאורך ההיסטוריה הטבעית של כדור הארץ, כל מין של צמח מצליח לשמור על מנגנוני התפתחות עצמאיים ביחס לתהליכים עובריים ולאנטומיה של מינים. לדעת הביולוגים, מידע זה חיוני כדי לנסות להבין את המקורות האבולוציוניים של חילופי הדורות.
- בניצ'י, א '(2008). מקור והתפתחות מוקדמת של צמחי אדמה: בעיות ושיקולים. ביולוגיה תקשורתית ואינטגרטיבית, 212-218.
- קמפבל, NA ו- Reece, JB (2007). ביולוגיה. מדריד: העריכה Médica Panamericana.
- פרידמן, וו. (2013). גנום אחד, שתי אונטוגניות. מדע, 1045-1046.
- גילברט, ש '(2005). ביולוגיה התפתחותית. בואנוס איירס: עורכת המדיקה פאנמריקנה
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). החיים: מדע הביולוגיה. בואנוס איירס: עורכת המדיקה פאנמריקנה