Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Sporofüütide omadused
- Gametofüütide omadused
- Mittevaskulaarsed vs vaskulaarsed taimed
- Genereerimisprotsesside geneetiline kontroll
Kõigis taimedes ja mõnedes vetikates toimub põlvkondade muutumine, kus liikidel on diploidne ja haploidne faas. Seksuaalse paljunemise tulemuseks on sugurakud, mis ühendavad kahte eri indiviidide rakku. Meioos tekitab ka sugurakke. Haploidid sisaldavad igas rakus ühte komplekti kromosoome. Diploidsed rakud sisaldavad kahte kromosoomikomplekti. Taimede jaoks jagunevad haploidsed ja diploidsed rakud mitoosi kaudu. Taimede haploidset faasi nimetatakse gametofüüdiks ja diploidset faasi nimetatakse sporofüüdiks. Järglased vahelduvad diploidsetest sporofüütidest haploidseteks gametofüütideks ja tagasi põlvkondade jooksul. See tähendab, et taimed genereerivad sama geneetilise materjaliga kahte erinevat tüüpi taimi.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Taimed eksisteerivad vahelduvates põlvkondades, mida nimetatakse sporofüütideks ja gametofüütideks. Sporofüüdid tähistavad taimede diploidset faasi.Gametofüüdid tähistavad taimede haploidset faasi.
Sporofüütide omadused
Sporofüüdid on diploidsed taimed, mis kasutavad eoste tootmiseks meioosi. Need eosed on haploidsed rakud, mis kasvavad haploidseteks gametofüütideks. Megaspooridest kasvavad naissoost gametofüüdid ja mikrospooridest isased gametofüüdid. Meioos toimub sporofüüdi sporaadiumis ja selle tulemuseks on haploidsed eosed. Need eosed sisaldavad ühte rakku, millest võib paaritumiseta saada uus uus taim. Sporofüüdid on soontaimedes arenenud suuremaks, domineerivamaks ja pikema elueaga võrreldes gametofüütidega.
Gametofüütide omadused
Gametofüüdid on haploidsed taimed, mis kasutavad hapoidi sugurakkude valmistamiseks mitoosi. Need sugurakud on munaraku (muna) kujul emased või isasloomad sperma kujul. Gametofüüdid sisaldavad arhegooniumi või naissoost suguorgani või nad sisaldavad antheridiumi või meessuguorganit. Sperma ja munarakk ühinevad arhegooniumis, et tekiks diploidne tsügootrakk. Sellest tsügootist saab sporofüüt. Vaskulaarsete taimede gametofüüdid on tavaliselt sporofüütidest palju väiksemad, mõnikord isegi vaid mõne raku suurused. Õietolmutera on näide isastest gametofüütidest soontaimedes.
Mittevaskulaarsed vs vaskulaarsed taimed
Vaskulaarsetel ja mittevaskulaarsetel taimedel on huvitavad erinevused nende sporofüütide ja gametofüütide vahel. Vaskulaarsed taimed ei vaja õitsenguks nii palju vett ja nad näitavad oma suurt pikaealist sporofüütide faasi kui tegelik taim. Võimlemisrohud, näiteks okaspuud, sisaldavad käbides natuke naissoost gametofüütide kudesid, näiteks männipähkleid. Need pähklid sisaldavad embrüonaalset diploidset sporofüüti. Isane okaspuu gametofüüt eksisteerib õietolmuna, mis hajub tuult. Õistaimede, näiteks viljapuude ja lillede puhul sisaldavad emased gametofüüdid vähe rakke ja asuvad lille munasarjas; isane on olemas õietolmuna. Vaskulaarsete taimede väikesed gametofüüdid elavad ainult hooaega. Vaskulaarseid taimi, mis moodustavad kahte tüüpi eoseid ja gametofüüte, nimetatakse heterosporilisteks.
Mittevaskulaarsed taimed, näiteks brüofüüdid (sealhulgas sammal, maksapähklid ja sarvlilled), omavad gametofüütide ja sporofüütide erinevaid omadusi. Bryofüütid on planeedi vanimad maismaataimed, mis on eksisteerinud üle 400 miljoni aasta. Nad vajavad reproduktiivse edukuse jaoks märjemaid lokke. Nende sporofüüdid ei ole nähtavalt domineerivad. Nende gametofüütide moodustumine on aga taime märgatav fotosünteetiline osa (nagu roheline sammal), mis kinnitub aluspindadele pigem risoidide kui diploidse sporofüüdi kaudu. Tegelikult pole nende sporofüüdid nii pikaealised kui soontaimedes. Sporofüüt moodustub viljastatud munast kolvisarnases arhegooniumis ja kinnitub läbistava jala kaudu gametofüüdi külge. Sporofüüt saab toitu gametofüüdist. Sporofüüt moodustab väga väikese varre, mida nimetatakse seta ja üksik sporangium. Selle embrüonaalse sporofüüdi ümber on kaitsekate, mida nimetatakse kalüptraks. Üherakulised eosed liiguvad tuule kaudu ja idanevad ainult niiskes piirkonnas; väetamiseks on vaja vett. Siis moodustavad nad uue gametofüütide taime, mis loob sporofüütide tsüklis rohkem eoseid. Kuna nad teevad ainult ühte tüüpi eoseid ja gametofüüte, nimetatakse neid mittevaskulaarseid taimi homosporilisteks.
Genereerimisprotsesside geneetiline kontroll
Teadlased õpivad taimedes rohkem vahelduvaid põlvkondi. Sammalde geneetilised uuringud näitavad, et valkude rühm, mida nimetatakse KNOX, aitab soodustada sporofüütide arengut. Angiospermis Arabidopsis thaliana, on PKL geeni vaja ema sporofüütide jaoks, et soodustada meeste ja naiste gametofüütide arengut. Jätkuvad uuringud annavad veelgi põnevamaid aspekte sporofüütide ja gametofüütide tekkeprotsesside keerukusest.