Heterospory является развитие спор двух различных размеров и полов, в esporofitos наземных растений с семенами, а также в некоторых мхов и папоротников. Самая маленькая спора - это микроспора мужского пола, самая большая спора - мегаспора, и это женская спора.
Гетероспория появляется как эволюционный знак у некоторых видов растений в девонский период автономно из изоспории. Это событие произошло как одна из составляющих эволюционного процесса половой дифференциации.
Старейшее известное растение с гетероспориями: его спорангии дают споры двух диапазонов дискретных размеров. Джеймс Сент-Джон, через Wikimedia Commons
Естественный отбор является причиной развития гетероспории, так как давление, оказываемое окружающей средой на вид, стимулировало увеличение размера отростка (любой структуры бесполого или полового размножения).
Это привело к увеличению размера спор и, как следствие, к образованию микроспор меньшего размера и более крупных мегаспор.
Во многих случаях развитие гетероспории происходило из-за гомосексуализма, но виды, у которых это событие произошло впервые, уже вымерли.
Среди гетероспорических растений те, которые дают семена, являются наиболее распространенными и процветающими, помимо того, что составляют самую большую подгруппу.
Процесс гетероспории
Во время этого процесса мегаспора превращается в женский гаметофит, который производит только оосферы. В мужском гаметофите образуются микроспоры, которые меньше по размеру и производят только сперму.
Мегаспоры образуются в небольших количествах в мегаспорангиях, а микроспоры в больших количествах образуются в микроспорангиях. Гетероспория также влияет на спорофит, который должен продуцировать два типа спорангиев.
Все первые сохранившиеся растения были гомоспорическими, но есть свидетельства того, что гетероспории появлялись несколько раз у первых потомков растений Rhyniophyta.
Тот факт, что гетероспория появлялась несколько раз, говорит о том, что это характеристика, которая дает преимущества для отбора. Впоследствии растения становились все более специализированными по отношению к гетероспориям.
Как растения с васкуляризацией (растения с корнем, стеблем и листьями), не имеющие семян, так и растения, не имеющие сосудов, нуждаются в воде на одном из ключевых этапов своего жизненного цикла, поскольку только через нее сперматозоиды достигают оосфера.
Микроспоры и мегаспоры
Микроспоры представляют собой гаплоидные клетки (клетки с одним набором хромосом в ядре) и у эндоспорических видов включают мужской гаметофит, который переносится в мегаспоры через ветер, водные течения и другие векторы, такие как животные.
Большинство микроспор не имеют жгутиков, поэтому они не могут совершать активные движения. По своей конфигурации они имеют внешние двустенные структуры, окружающие цитоплазму и ядро, которое является центральным.
Мегаспоры обладают женскими мегафитами у гетероспоровых растений и развивают архегонию (женский половой орган), которая производит семяпочки, которые оплодотворяются спермой, произведенной в мужском гаметофите, происходящей из микроспоры.
Вследствие этого происходит формирование оплодотворенного диплоидного яйца или зиготы, которое затем разовьется в эмбрион спорофита.
Когда виды являются экзоспорическими, из мелких спор прорастают мужские гаметофиты. Самые крупные споры прорастают, давая начало женским гаметофитам. Обе клетки свободны.
У эндоспорических видов гаметофиты обоих полов очень мелкие и располагаются на стенке споры. Мегаспоры и мегагаметофиты сохраняются и питаются фазой спорофитов.
В целом эндоскопические виды растений раздельнополы, то есть есть особи женского пола и особи мужского пола. Это условие способствует скрещиванию. По этой причине микроспоры и мегаспоры образуются в отдельных спорангиях (гетрангии).
Гетероспорическое размножение
Гетероспория - это определяющий процесс эволюции и развития растений, как вымерших, так и существующих сегодня. Поддержание мегаспор и распространение микроспор способствует и стимулирует стратегии распространения и размножения.
Эта адаптивная способность гетероспориев значительно увеличивает успех размножения, так как использование этих стратегий благоприятно в любой среде или среде обитания.
Гетероспория не позволяет гаметофиту происходить самооплодотворению, но не останавливает гаметофиты, происходящие от одного и того же спаривающегося спорофита. Этот тип самооплодотворения называется спорофитным самоопылением и распространен у покрытосеменных растений.
Модель Хейга-Вестоби
Чтобы понять происхождение гетероспориев, используется модель Хейга-Вестоби, которая устанавливает взаимосвязь между минимальным размером спор и успешным размножением двуполых гаметофитов.
В случае женской функции увеличение минимального размера спор увеличивает вероятность успешного воспроизводства. У самцов на успех размножения не влияет увеличение минимального размера спор.
Развитие семян - один из важнейших процессов для наземных растений. Подсчитано, что набор персонажей, определяющих способности семени, напрямую зависит от давления отбора, вызвавшего эти характеристики.
Можно сделать вывод, что большинство признаков вызвано прямым влиянием появления гетероспориев и эффектом естественного отбора.
Ссылки
- Бейтман, Ричард М. и ДиМишель, Уильям А. (1994). Гетероспория: самая итеративная ключевая инновация в эволюции растений. Биологические обзоры, 345–417.
- Хейг Д. и Вестоби М. (1988). Модель происхождения гетероспории. Журнал теоретической биологии, 257-272.
- Хейг, Д. и Вестоби, М. (1989). Селективные силы в появлении привычки семян. Биологический журнал, 215-238.
- Оксфорд-Complutense. (2000). Научный словарь. Мадрид: редакция Комплутенсе.
- Петерсен, КБ и Бад, М. (2017). Почему возникла гетероспория? Биологические обзоры, 1739–1754.
- Садава, DE, Purves, WH. (2009). Жизнь: Наука биологии. Буэнос-Айрес: от редакции Médica Panamericana.