ШТА ЈЕ МЕГАСПОРОГЕНЕЗА? - БИОЛОГИЈА

Мегаспорогенесис је процес сексуалне репродукције у Ангиоспермс и гимносперми у којима се формирају мегаспорас. Овај процес укључује редукционе (мејотске) ћелијске поделе где ткиво јајника и матичне ћелије биљке стварају ембрионалне врећице или се такође називају женским гаметофитима.

Процес формирања спора неопходан је за сексуалну репродукцију биљака. Проучавање ове и других врста ембриолошких процеса омогућава упознавање еволуционих и таксономских аспеката виших биљака.

Развој женског гаметофита и ембриона у зељастој биљци Арабидопсис сп. Преузето и уређено из Доубле_фертилизатион_ин_арабидопсис.јпг: * Фемале_гаметопхитиц_анд_еарли_зиготиц_мутант_пхенотипес_хигхлигхт_тхе_ессентиал_роле_оф_цорреспондинг_генес_фор_репродуцтиве_девелопмент.јпг: Јохнстон ет ал.

Познавање процеса мегаспорогенезе користи се за разумевање репродукције и постизање генетског побољшања многих биљака са великим комерцијалним интересом, у циљу добијања успешних циклуса садње.

Опис процеса

Код ангиосперма

Ангиосперми су група организама са највећим ширењем и разноликошћу међу биљкама. Карактерише их углавном производњом цвећа и плодова са семенкама, имају велику пластичност облика и прилагодили су се за живот готово било где на планети.

Са филогенетске тачке гледишта, ова група биљака је монофилетна, што указује да све врсте имају заједничког претка и зато је њихова класификација природна.

У овој групи биљака мегаспорогенеза започиње у ткиву јајника. Матична ћелија мегаспора, кроз два процеса мејотске поделе (И и ИИ), формираће четири језгра или хаплоидне мегаспоре (са половином генетског оптерећења).

Од ове четири мегаспоре, највећа или највиша три ће се дегенерирати или претрпети ћелијску смрт, док ће најмањи или најнижи постати функционални мегаспоре.

Функционални мегаспоре ће створити ембрионску врећицу или мегагаметофит (женску гамету). Да би се формирала ембрионска врећица, морају се појавити још три митотичка подела, која ће формирати осам језгара, стварајући тако ембрионску врећу.

У овој групи биљака позната су најмање три обрасца мегаспорогенезе:

Полигонум или моноспорни

То се догађа код већине биљака ангиосперма. У овом процесу или моделу, плоча ћелија се формира после мејотске ћелијске поделе И и ИИ, стварајући четири мегаспоре са једним нуклеусом (неиспаковано), од којих ће се три дегенерирати као што је назначено у претходном општем процесу, где се формира ембрионска врећица.

Алисма или биспориц

У овом моделу ћелијска плоча се формира после мејотске ћелијске деобе И, али не после мејозе ИИ, што ствара две бинуклеатне мегаспоре (по две језгре), у којима само једна подлеже ћелијској смрти, а друга ће створити сак ембрионално.

Друза или тетраспор

У овом обрасцу, ћелијска плоча се не формира након поделе И и ИИ на мејотској ћелији, што ствара мегаспоре са четири језгра (тетрануклеат).

У гимноспермс

Гимносперми су дугоживе биљке, способне да достигну велике величине. Карактерише их представља врло ситне и не баш упечатљиве цветове, не представљају плодове, а семе им је голо. Борови и јеле су, на пример, биљке гимносперм.

Ова група биљака филогенетско се сматра полифилетима, односно врсте које сачињавају не потичу од истог уобичајеног претка. Дакле, то је неприродна група.

Мегаспорогенеза код ове врсте биљака такође почиње, као и код ангиосперма, матичном ћелијом мегаспора, која поступком мејотичке деобе ћелија линеарно ствара четири хаплоидне ћелије (мегаспоре).

Од четири формиране мегаспоре, само једна ће бити функционална и формираће женски гаметофит (ембрионска врећа); Овај женски гаметофит састоји се од ткива у коме су формиране 2 или 3 структуре назване архегонија (зависно од врсте), типичне за неке гимносперме попут бора.

У тим архегонијама појавит ће се још једна митотска подјела која ће формирати гломазну јајну ћелију за сваку архегонију. Последња фаза ће се разликовати од врсте теретаносперма. Архегонија оставља отворе или рупе кроз које ће ући мушки гаметофит.

У овим биљкама овај процес може трајати неколико месеци, док код ангиоспермија, с друге стране, може трајати само неколико сати или дана.

Истраживачке апликације

Таксономија и систематика

Ембриолошке студије усредсређене на систематику и таксономију настоје да разреше филогенетске везе између различитих група организама и, ако случај то налаже, прилагођавају њихову таксономску класификацију.

И у биљкама и на животињама овакве студије су помогле у решавању таксономских хијерархија у вишим својтама као што су класе, редови или породице. Студије еволуционе ембриологије у биљкама на нивоу врста су релативно оскудне, иако су стекле одређену снагу у последњим деценијама.

Студије мегаспорогенезе биле су врло корисне у диференцијацији таксономских група широм света; на пример, студије о украсним биљкама рода Цринум, Хаемантхус и Хименоцаллис.

Пољопривреда

Много је студија спроведено у ембриологији, посебно у гаметогенези биљака од комерцијалног интереса, као што су рижа, кромпир, кукуруз, пшеница, соја.

Ове студије су омогућиле утврђивање идеалних услова за обнову усјева и са већом сигурношћу знати време синхронизације између гамета, оплодње и развоја ембриона, постепено побољшавајући знање и технологију примењиву на различите културе.

Животни циклус биљке ангиосперма. Преузето и уредио: ЛадиофХатс Мариана Руиз. Превео Цхабацано.

Генетика

Покушаји да се постигне генетско побољшање биљака често резултирају њиховом стерилношћу. Студије мегаспорогенезе и друге ембриолошке анализе желе открити шта се дешава у репродуктивном процесу и шта је узрок због којег ембриони нису одрживи.

На пример, студија коју је ФАО објавио 1985. године показала је да су одређени клонови кромпира стерилни, а анализа микроспорогенезе и мегаспорогенезе омогућила је закључак да су тепетум и ендотелијум изгубили функционалну или физиолошку активност.

Тапетум је ткиво задужено за снабдевање храњивим материјама микроспорима током њиховог развоја. Због овог губитка активности, процес испоруке хранљивих материја полена и женског гаметофита није успео. Као резултат тога, стерилност се појавила и у женској и у мушкој фази.

Референце

Магаспоре. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.
Р. Иадегари & ГН Древс (2004). Развој женског гаметофита. Биљна ћелија.
Морфологија васкуларних биљака. Јединица 23, Репродукција и опрашивање. Опоравак од биологиа.еду.ар.
Спорогенеза. ЕцуРед. Опоравак од еуред.цу.
Сексуална репродукција у гимноспермима. Лумен. Опоравак са курса.луменлеарнинг.цом.
Опћенитост гимноспермија. Наука и биологија. Опоравак од Циенциаибиологиа.цом.
M.B. Raymúndez, M. Escala & N. Xena (2008). Megasporogénesis y megagametogénesis en hymenocallis caribaea (l.) Herb. (amaryllidaceae) y algunas características de su desarrollo seminal. Acta Botánica Venezuelica.
J.S. Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterility in a sweet potato clone . Recuperado de agris.fao.org.

ШТА ЈЕ МЕГАСПОРОГЕНЕЗА? - БИОЛОГИЈА - 2025