WAS IST GAMETOPHYT? (BEISPIELE IN VERSCHIEDENEN ARTEN) - BIOLOGIE - 2025

Der Gametophyt ist ein mehrzelliger haploider Organismus, der aus einer haploiden Spore mit einer Gruppe von Chromosomen stammt. Es entspricht der haploiden Phase einer Pflanze, die Gameten produzieren soll, und der sexuellen Phase in einer der beiden alternativen Phasen im Lebenszyklus von Landpflanzen und Meeresalgen.

Dieser Organismus entwickelt Geschlechtsorgane, aus denen Gameten entstehen, haploide Geschlechtszellen, die an der Befruchtung beteiligt sind. Dies führt zu einer diploiden Zygote, dh sie hat zwei Chromosomensätze.

Gametophyten wachsen in einem Terrarium. Unbekannte Art. Zufälliger Baum aus Wikimedia Commons

Von diesen beiden Chromosomensätzen entspricht einer dem Vater und der andere der Mutter. Die Zellteilung der Zygote erzeugt einen neuen diploiden mehrzelligen Organismus.

In der zweiten Phase des Lebenszyklus, der als Sporophyt bekannt ist, besteht seine Funktion darin, haploide Sporen durch Zellteilung, die als Meiose bezeichnet wird, zu produzieren.

Die Morphologie des Gametophyten hängt vom Geschlecht ab, dh die weiblichen haben eine Form und die männlichen eine andere Form.

Gametophyte in Bryophytes

In dieser Pflanzengruppe (Moose, Leberblümchen und Gehörnte) ist der Gametophyt das prominenteste Stadium des biologischen Zyklus.

Dieser Bryophyten-Gametophyten hat eine lange Lebensdauer und ist ernährungsphysiologisch unabhängig. Sporophyten sind im Allgemeinen an Gametophyten gebunden und benötigen diese.

In Moosen beginnt die Spore durch Keimen zu wachsen und bildet ein Filament aus Zellen, das als Protonem bezeichnet wird.

Bei der Reifung entwickelt sich der Gametophyt in Form von dichten Trieben, aus denen die Geschlechtsorgane oder Gametangien hervorgehen, die Gameten produzieren. Eier werden in Archegonie und Sperma in Antheridien produziert.

In Gruppen wie Leberblümchen der Ordnung Marchantiales stammen Gameten aus spezialisierten Organen, die Gametophoren oder Gametangiophoren genannt werden.

Gametophyten in Gefäßpflanzen

In allen Gefäßpflanzen (mit Stiel, Blättern und Wurzeln) überwiegen Sporophyten mit einer Tendenz zu kleinen, sporophytenabhängigen weiblichen Gametophyten. Dies wurde immer deutlicher, als sich Pflanzen zur Form der Fortpflanzung durch Samen entwickelten.

Farne produzieren nur eine Art von Sporen, die Homosporen genannt werden. Seine Gameten sind exosporisch, was bedeutet, dass Gametophyten frei leben und sich außerhalb der Sporenwand entwickeln.

Diese exosporischen Gametophyten können bisexuell (einhäusig) sein, dh mit der Fähigkeit, Spermien und Eier im selben Körper zu produzieren. Wenn sie sich getrennt auf weibliche und männliche Organismen spezialisieren, werden sie als zweihäusig bezeichnet.

Heterosporen-Gefäßpflanzen (sie produzieren sowohl Megasporen als auch Mikrosporen) haben einen Gametophyten, der sich endosporisch innerhalb der Sporenwand entwickelt. In diesem Fall sind die Gametophyten zweihäusig und produzieren Eier oder Sperma, aber niemals beides.

Gametophyten in Farnen

In Farnen sind Gametophyten klein, photosynthetisieren und haben einen freien Lebensstil, da sie den Sporophyten nicht für ihre Nahrung benötigen.

Bei der Leptosporangiado dryopteris-Art, einem Farn, ist der Gametophyt autotrop (er stellt seine eigene Nahrung her), er photosynthetisiert und hat eine Struktur, die als Prothalo bezeichnet wird und Gameten produziert. Der Prothalo hält den Sporophyten in seinem frühen mehrzelligen Entwicklungsstadium.

In einigen Gruppen, insbesondere im genealogischen Zweig (Psilotaceae und Ophioglossaceae), befinden sich Gametophyten im Untergrund und überleben den Aufbau mykotropher Beziehungen zu Pilzen.

Gametophyten in Lykophyten

In Lykophyten werden zwei verschiedene Arten von Gametophyten produziert. In den Familien der Huperziaceae und Lycopodiaceae sind sporengekeimte Gametophyten frei lebend, unterirdisch und mykotrop, was bedeutet, dass sie ihre Nahrung durch symbiotische Beziehungen mit Pilzen erhalten.

In den Familien Selaginella und Isoetes bleiben die Megasporen an den ursprünglichen Sporophyten gebunden, und in ihm entwickelt sich ein Megagametophyt.

Während sie reifen, werden an der Verbindungsstelle der Trilette Risse geöffnet, um den Eintritt männlicher Gameten in die Archegonie zu erleichtern, wo sie die Eizellen berühren.

Gametophyten in Samenpflanzen

Pflanzen mit Samen werden Angiospermen und Gymnospermen genannt, alle sind Endosporen und Heterosporen.

In diesen Pflanzen wandeln sich die Gametophyten in mehrzellige Organismen um, wenn sie sich innerhalb der Sporenwand befinden und die Megasporen im Sporangium zurückgehalten werden.

In Samenpflanzen ist der Mikrogametophyt als Pollen bekannt. Die Mikrogametophyten der Samenpflanze bestehen aus zwei oder drei Zellen, wenn die Pollenkörner das Sporangium verlassen.

Alle Samenpflanzen sind Heterosporen und produzieren Sporen unterschiedlicher Größe: große weibliche Sporen und kleine männliche Sporen.

Der Megagametophyt entwickelt sich innerhalb der Megaspore in vaskulären kernlosen Pflanzen und innerhalb des Megasporangiums in einem Zapfen oder einer Blume von Samenpflanzen.

Der Mikrogametophyt der Samen, das Pollenkorn, wandert von einem physischen oder tierischen Vektor dorthin, wo sich die Eizelle befindet, und produziert dort durch Mitose zwei Spermien.

Gymnospermen

In Gymnospermpflanzen besteht der Megagametophyt aus mehreren tausend Zellen und hat eine bis mehrere Archegonien mit jeweils einer einzelnen Eizelle. Der Gametophyt wird in Gewebe umgewandelt, um Nahrung im Samen zu speichern.

Angiospermen

In Angiospermenpflanzen ist der Megagametophyt auf wenige Kerne und Zellen reduziert und wird als Embryosack bezeichnet. Der repräsentative Embryosack hat sieben Zellen und acht Kerne, von denen einer die Eizelle ist.

Zwei Kerne vereinigen sich mit einem Spermienkern zum Endosperm, das dann in Gewebe umgewandelt wird, um Nahrung im Samen zu speichern.

Samenpflanzen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Megaspore durch Gewebe, sogenannte Integumente, im Sporophyten zurückgehalten wird. Diese haben die Funktion, das Megasporangium zu umhüllen und zu schützen.

Bei Gymnospermen sind die Megasporen von einem Integument umgeben, während sie bei Angiospermen von zwei Integumenten umgeben sind.

Der Satz, der aus dem Megasporangium, der Megaspore und den Integumenten besteht, wird Eizelle genannt. In jeder Eizelle entwickelt sich ein weiblicher Gametophyt aus einer Megaspore, die eine oder mehrere weibliche Gameten produziert.

Wenn die Pollenkörner keimen und das Wachstum beginnt, beginnt das Auftreten eines Pollenschlauchs, dessen Funktion darin besteht, die männlichen Gameten in den weiblichen Gametophyten in die Eizelle einzuführen.

In Samenpflanzen verbleibt der weibliche Gametophyt in der Sporophyten-Eizelle. Männliche Gametophyten kommen in Pollenkörnern vor und sind Reisende. Daher können sie je nach Art über weite Strecken vom Wind oder von Bestäubern transportiert werden.

Gametophyten bei Tieren

Bei Tieren beginnt die evolutionäre Entwicklung mit einem Ei oder einer Zygote, die eine Reihe von Mitosen durchläuft, um einen diploiden Organismus zu produzieren.

Während es sich entwickelt und reift, bildet es durch Meiose haploide Gameten, die auf bestimmten diploiden Zelllinien basieren. Meiose wird als gametogen oder gametisch bezeichnet.

Dieser Zyklus ist bei allen Tieren vorhanden. Obwohl es keinen Generationswechsel gibt, gibt es einen Wechsel von zwei Kernphasen, eine haploide (die Gameten) und die andere diploide (Entwicklung eines Organismus durch Mitose ausgehend von einem Ei oder einer Zygote).

Daher ist Meiose gametisch und dieser Zyklus wird als der am weitesten entwickelte in lebenden Organismen angesehen.

Heteromorphie von Gametophyten

In Pflanzen, die heteromorphe Gametophyten besitzen, gibt es zwei Arten von Gametophyten. Da sie unterschiedliche Formen und Funktionen haben, werden sie als Heteromorphe bezeichnet.

Der Gametophyt, der für die Produktion von Eizellen verantwortlich ist, wird aufgrund seiner Größe als Megagametophyt bezeichnet, und der Gametophyt, der für die Produktion von Spermien verantwortlich ist, wird als Mikrogametophyt bezeichnet. Wenn Gametophyten auf getrennten Pflanzen Eier und Sperma produzieren, werden sie als zweihäusig bezeichnet.

Heterosporenpflanzen wie bestimmte Lykophyten, Wasserfarne sowie alle Gymnospermen und Angiospermen weisen zwei verschiedene Sporangien auf. Jeder von ihnen produziert eine einzelne Spore und eine einzelne Art von Gametophyten.

Aber nicht alle heteromorphen Gametophyten stammen aus heterosporen Pflanzen. Dies bedeutet, dass einige Pflanzen unterschiedliche Gametophyten haben, die Eier und Spermien produzieren.

Diese Gametophyten stammen jedoch aus derselben Art von Sporen innerhalb desselben Sporangiums, ein Beispiel dafür: der Sphaerocarpos-Pflanze.

Verweise

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