СПОРОФИТ: ПОРЕКЛО И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Споропхите је диплоидна мултицелуларно фаза у животном циклусу биљке или алга. Настаје из зиготе настале када је хаплоидно јаје оплођено хаплоидном спермом, па стога свака ћелија спорофита има двоструки скуп хромозома, по један од сваког родитеља.

Копнене биљке и готово све вишећелијске алге имају животне циклусе у којима се вишећелијска диплоидна спорофитна фаза наизменично разликује са вишећелијском хаплоидном фазом гаметофита.

Аутор: Паул Гараис, са Викимедиа Цоммонс

Биљке са сјеменкама (гимноспермс) и цвјетнице (ангиосперми) имају истакнутију фазу спорофита од гаметопхите и чине зелене биљке са коријењем, стабљиком, лишћем и стожицама или цвјетовима.

У цветајућим биљкама гаметофити су мали и супплантирани су клијавим пелудом и ембрионском врећицом.

Спорофит ствара споре (отуда и његово име) мејозом, што је процес познат као "редукција" која преполовљава број хромозома у свакој станичној ћелији споре. Настале меиоспоре (споре које потичу из мејозе) развијају се у гаметофит.

Добијене споре и гаметофити су хаплоидни, то значи да имају само један сет хромозома. Зрели гаметофити ће произвести мушке или женске гамете (или обоје) митозом.

Спој мушких и женских гамета произвешће диплоидну зиготу која ће се развити у нови спорофит. Овај циклус се назива наизменичење генерација или измена фаза.

Поријекло спорофита

Порекло спорофита у земаљским биљкама (ембриони) представља основну фазу у еволутивном развоју. Сви организми, осим прокариота, подвргавају се редовној сексуалној репродукцији која укључује редовну измену мејозе и оплодње, изражавајући две алтернативне генерације.

Да бисмо покушали објаснити порекло алтернативних генерација, постоје две теорије: антитетска и хомолошка. На основу доказа могућих предака копнених биљака антитетска теорија је прихваћена као разумнија.

Међутим, постоје одређени компромиси у вези са еволутивним процесом бриофитних алги и прелазним периодом земаљских биљака у птеридофите. Ове две главне промене најбоље су анализиране користећи не-дарвинистичку теорију и друге еволутивне генетске процесе као референцу.

Употребљава се и термин терминалне мејозе јер се овај процес дешава на крају животног циклуса ове ћелијске линије. Ови организми су састављени од диплоидних ћелија, а хаплоидне ћелије представљене су гаметама.

Закључно, спорофит не формира гамете већ хаплоидне споре мејозом. Те се споре дијеле митозом и постају гаметофити који директно стварају гамете.

Спорофити у копненим биљкама

Код ових биљних врста животни циклус настаје наизменичним изменама генерација: од диплоидног спорофита до хаплоидног гаметофита. Када се мушка гамета и женска гамета сједине и дође до оплодње, ствара се диплоидна ћелија која се зове зигота и која регенерише стварање спорофита.

На овај начин, животни циклус земаљске биљке је дипло-хаплоничан, са средњом или споре мејозом. Све копнене биљке, осим бриофита и птеридофита, су хетероспорни узорци, што значи да спорофит ствара две различите врсте спорангија (мегаспорангиа и мицроспорангиа).

Мегаспорангије рађају макроспоре, а микроспорангије рађају микроспоре. Ове ћелије ће се развити у женске и мушке гаметофите.

Облик гаметофита и спорофита, као и њихов степен развијености, различити су. То је оно што је познато као алтернативна генерација хетероморфних облика.

Спорофити у биљкама бриопхите (алге)

Брајофитна група у којој се налазе маховина и јетрена пивница представља доминантну фазу гаметофита у којој одрасли спорофити требају исхрану.

Ембрионални спорофит развија се ћелијском дељењем зиготе у женском полном органу или архегонијуму, а у свом раном развоју храни гаетофит. Имајући ову ембрионалну карактеристику у животном циклусу (заједничку свим земаљским биљкама), овој групи је додељено име ембриофити.

У случају алги постоје генерације доминантних гаметофита, код неких врста су гаметофити и спорофити морфолошки слични (изоморфни). У биљкама коњског биља, папрати, гимноспермима и штитњачама које су преживеле до данас, независни споропхите је доминантан облик.

Еволуција бриофита

Прве земаљске биљке су имале спорофите који су стварали идентичне споре (изоспоре или хомоспоре). Преци гимносперми су усавршавали сложене хетероспорне животне циклусе у којима су споре које производе мушки и женски гаметофит различите величине.

Женске мегаспоре обично су веће и мање бројне од мушких микроспора.

У девонском периоду, неке групе биљака су независно еволуирале хетероспорију, а касније и ендоспорију, у којој се гаметофити минимално трансформишу унутар зида спора.

У егзоспорним биљкама, међу којима су модерне папрати, гаметофити излазе из спора, пробијајући зид спора и развијају се споља.

У ендоспорним биљкама мегагаметофити се развијају у спорангијуму да би се створио веома мали вишећелијски женски гаметофит који има женске полне органе (архегонија).

Ооцити су оплођени у архегонији слободним покретним флагелираним сперматозоидима, произведеним минијатурисаним мушким гаметофитима у облику преленатања. Настало јаје или зигота трансформисана је у нову генерацију спорофита.

Истовремено, појединачни велики меиоспоре или мегаспоре садржани у модификованом спорангијуму оригиналног спорофита сачувани су у пре-овули. Еволуција хетероспорије и ендоспорије сматрају се једним од првих корака у еволуцији семенки које данашњи теретаносперми и ангиосперми дају.

Бриофити данас

Кроз 475 милиона година, земаљске биљке су усавршавале и примењивале ове еволутивне поступке. 300 000 врста биљака које постоје данас има сложен животни циклус који наизменично мијења спорофите (организме који стварају споре) и гаметофите (организме који стварају гамете).

У не-васкуларним биљкама, односно немају стабљику или корен (зелене алге, маховине и јетрене бодље), структура видљива голим оком је гаметофит.

За разлику од васкуларних биљака попут папрати и семенки, има спорофите. Спорофит не-васкуларне биљке ствара хаплоидне једноћелијске споре, а као резултат мејозе спорангијум.

Кроз природну историју земље свака врста биљке успева да сачува независне механизме развоја у односу на ембрионалне процесе и анатомију врсте. Према биолозима, ове информације су кључне за покушај разумевања еволуционог порекла измене генерација.

1. Бенници, А. (2008). Порекло и рана еволуција копнених биљака: проблеми и разматрања. Комуникативна и интегративна биологија, 212-218.
2. Цампбелл, НА и Рееце, ЈБ (2007). Биологија. Мадрид: Уредништво Медица Панамерицана.
3. Фриедман, В. (2013). Један геном, две онтогенезе. Наука, 1045-1046.
4. Гилберт, С. (2005). Развојна биологија. Буенос Аирес: Уредништво Медица Панамерицана.
5. Садава, ДЕ, Пурвес, ВХ. (2009). Живот: Наука о биологији. Буенос Аирес: Уредништво Медица Панамерицана.