KAKVA JE IZMJENA GENERACIJA? - BIOLOGIJA - 2024

Izmjena generacija sastoji se od sukcesije dviju različitih generacija iste vrste. Odnosno, biljke izmjenjuju genetofite i sporofite, haploidne i diploidne generacije. Taj je fenomen karakterističan za biljno kraljevstvo, iako se može pojaviti i u drugim kraljevstvima.

Biljke gametofita razmnožavaju se spolno putem gameta (zato se nazivaju „gametofiti“) i haploidne su, što znači da imaju stanice koje imaju jedan skup kromosoma.

Sporofitne biljke razmnožavaju se aseksualno putem spore (otuda i naziv "sporofiti") i diploidne su, što znači da se svaki kromosom u staničnoj jezgri duplicira.

Prema Hofmeisteru (1862, kojeg je citirao Haig, David), prva generacija, gametofit, namijenjena je stvaranju spolnih organa, dok je druga generacija, sporofit, usmjerena na proizvodnju reproduktivnih stanica u masovnim količinama (spore), što će stvoriti drugu generaciju gametofita.

Naizmjenični ciklus

Sporofiti imaju strukture (sporangije) koje stvaraju spore kroz mejozu, proces koji se odnosi na staničnu diobu koja rezultira u četiri stanice koje imaju pola kromosomskog opterećenja roditelja. Stoga su ove spore haploidne.

Haploidne spore prolaze kroz proces mitoze (stanična dioba koja stvara dvije stanice identične matičnoj stanici), što stvara organizme gametofita. Kad dostignu zrelost, proizvest će haploidne gamete: jajašce i spermu.

Gamete se stvaraju u gametangiji kroz proces mitoze. Gametangia predstavljaju reproduktivni aparat biljaka: mužjak se naziva antheridium, dok se ženka naziva arhegonij.

Ujedinjenje gameta koje proizvode getofiti stvorit će diplomidnu zigotu, koja će postati sporofitna jedinka. Nakon što postigne zrelost, ova biljka će proizvoditi spore, započinjući ciklus ponovo.

Jedna od dvije generacije je dominantna, dok je druga recesivna. Dominantni pojedinci imaju tendenciju da žive duže i rastu duže od ostalih. Recesivni pojedinci su obično vrlo mali i, u nekim slučajevima, žive u dominantnom organizmu.

U ne-vaskularnim ili bryophyte biljkama dominantni su gametofiti; međutim, u vaskularnim biljkama sporofiti su dominantni.

Naizmjence generacija u bryophytes

Briofiti su nevaskularne biljke, što znači da nemaju krvožilni sustav, pa ovise o vlažnosti okoliša da bi preživjele. Obično su male veličine.

Pojedinci gametofiti su dominantna generacija ove vrste. Primjer tih biljaka je mahovina.

Naizmjence generacija u mahovini

Mahovine su nevaskularne biljke, što znači da je dominantna generacija gametofita. Najrazvijeniji dio mahovine je gametofit, a u gornjem dijelu se vidi biljka sporofita, koja je mala.

Neki od ovih gametofita imaju antheridiju, koji su u obliku vreće, dok drugi imaju arhegoniju, koja je u obliku boce. U antheridiji nastaju velike količine anterozoida koji se mogu premjestiti zahvaljujući flagella (nitna koja se nalazi na vanjskoj stijenci stanice, slično biču).

S druge strane, u arhegoniji se stvara jednostruka oosfera kojoj nedostaje flagela i zbog toga je nepokretna. Anterozoidi se oslobađaju izvana i, uz pomoć vlage biljke, premještaju se u oosferu gnojeći je kako bi stvorili zigotu.

Ove zigote imaju kromosome oba roditelja i potiču generaciju diploida ili sporofita. Treba napomenuti da su diploidni zigoti izuzetno ranjivi, zato ih biljka koja nosi oosferu zadržava u sebi i na taj način biljka sporofita raste na biljci gametofita.

Pojedinac sporofita sastavljen je od niti koje kulminira u kapsuli koja nalikuje zvonu. Jednom kada zigota sazri, kapsula se otvara i oslobađa sićušne haploidne stanice koje će rasti kao pojedinci gametofiti.

Fotografije oporavljene s word-builders.org

Izmjena generacija u traheofitima

Traheofiti su biljke koje imaju vaskularna tkiva. Podijeljeni su na gimnosperme (četinjače) i angiosperme (cvjetnice). Za razliku od bryophytes, ove biljke štite svoje embrije kroz sjeme.

Generacija je diploidna, odnosno sporofitska. Primjer biljke traheofita je paprati.

Izmjena generacija u paprati

Najvidljiviji dio paprati je sporofit. Sporofit stvara listove zvane fronds, koji stvaraju sori, nakupine sitnih spora. Kad sori sazriju, spore se oslobađaju i na kraju čine odrone.

Ove spore stvaraju gametofit, nazvan protalo, koji je vrlo mali i raste odvojeno od matične biljke.

Njezin se životni ciklus svodi na nekoliko dana. Ovi organizmi proizvode gamete koje će se kasnije pridružiti drugima. Nova biljka, sporofit, raste na gametofitu, koji se propada i na kraju umire, započinjući novi ciklus.

Izmjena generacija u angiospermi

Kao i kod paprati, dominantna biljka kod angiosperma je sporofit. S druge strane, gametofit je sićušna građevina koja se nalazi u cvijetu biljke. Kod angiosperma postoje dva procesa oplodnje.

U prvom, muška stanica se stapa s haploidnom stanicom, što rezultira diploidnom zigotom. U drugom procesu, muška stanica se stapa s drugim diploidom, stvarajući endosperm, rezervno tkivo iz kojeg se rađaju sjemenke angiosperma.

Reference

1. Izmjena generacija. Preuzeto 24. veljače 2017. s libertyprepnc.com.
2. Izmjena generacije. Preuzeto 24. veljače 2017. s msu.edu.
3. Krempels, D. Radionica o izmjeni generacija. Preuzeto 24. veljače 2017. s bio.miami.edu.
4. Biologija biljaka. Preuzeto 24. veljače 2017. s shmoop.com
5. Izmjena generacija: kako se mahovi igraju na kopnu. Preuzeto 24. veljače 2017. s world-builders.org.
6. Kent, L. (1997). Proučavanje alternacije generacija briofita u laboratoriju. Preuzeto 24. veljače 2017. s saps.org.uk.
7. Životni ciklus biljaka: Izmjena generacija. Preuzeto 24. veljače 2017. s iskrenotes.com.