WAS IST DER GENERATIONSWECHSEL? - BIOLOGIE - 2025

Der Generationswechsel besteht aus der Abfolge zweier verschiedener Generationen derselben Art. Das heißt, die Pflanzen wechseln zwischen Gametophyten- und Sporophytengenerationen, haploiden und diploiden Generationen. Dieses Phänomen ist charakteristisch für das Pflanzenreich, obwohl es in anderen Reichen auftreten kann.

Gametophytenpflanzen vermehren sich sexuell durch Gameten (deshalb werden sie "Gametophyten" genannt) und sind haploide, was bedeutet, dass sie Zellen haben, die einen einzigen Chromosomensatz haben.

Sporophytische Pflanzen vermehren sich ungeschlechtlich durch Sporen (daher der Name "Sporophyten") und sind diploid, was bedeutet, dass jedes Chromosom im Zellkern dupliziert wird.

Nach Hofmeister (1862, zitiert von Haig, David) soll die erste Generation, der Gametophyt, die Geschlechtsorgane schaffen, während die zweite Generation, der Sporophyt, auf die Produktion von Fortpflanzungszellen in großen Mengen abzielt ( Sporen), aus denen eine weitere Generation von Gametophyten hervorgeht.

Wechselzyklus

Sporophyten haben Strukturen (Sporangien), die durch Meiose Sporen produzieren. Dieser Prozess bezieht sich auf die Zellteilung und führt zu vier Zellen, die die Hälfte der Chromosomenlast des Elternteils aufweisen. Daher sind diese Sporen haploide.

Haploide Sporen durchlaufen einen Mitoseprozess (Zellteilung, bei der zwei mit der Mutterzelle identische Zellen entstehen), wodurch Gametophytenorganismen entstehen. Wenn sie reif sind, produzieren sie haploide Gameten: Eier und Sperma.

Gameten werden in der Gametangia durch den Prozess der Mitose produziert. Die Gametangien stellen den Fortpflanzungsapparat von Pflanzen dar: Das Männchen heißt Antheridium, das Weibchen Archegonium.

Die Vereinigung der von den Gametophyten produzierten Gameten führt zu einer diploiden Zygote, die zu einem Sporophyten-Individuum wird. Sobald diese Pflanze reif ist, produziert sie Sporen und startet den Zyklus erneut.

Eine der beiden Generationen dominiert, während die andere rezessiv ist. Dominante Individuen neigen dazu, länger zu leben und länger zu wachsen als andere. Rezessive Individuen sind normalerweise sehr klein und leben in einigen Fällen im dominanten Organismus.

In nicht-vaskulären oder Bryophytenpflanzen dominieren Gametophyten; In Gefäßpflanzen dominieren jedoch Sporophyten.

Generationswechsel bei Bryophyten

Bryophyten sind nicht-vaskuläre Pflanzen, was bedeutet, dass sie kein Kreislaufsystem haben und daher von der Feuchtigkeit der Umgebung abhängen, um zu überleben. Sie sind im Allgemeinen klein.

Gametophyten-Individuen sind die dominierende Generation dieser Art. Ein Beispiel für diese Pflanzen ist Moos.

Generationswechsel im Moos

Moose sind nicht vaskuläre Pflanzen, was bedeutet, dass die Gametophytengeneration die dominierende ist. Der am weitesten entwickelte Teil des Mooses ist Gametophyten, und im oberen Teil sehen Sie die Sporophytenpflanze, die klein ist.

Einige dieser Gametophyten haben sackförmige Antheridien, während andere flaschenförmige Archegonien aufweisen. In der Antheridie entstehen große Mengen an Anterozoiden, die dank einer Flagelle (Filament an der Außenwand der Zelle, ähnlich einer Peitsche) verdrängt werden können.

Andererseits wird in der Archegonie eine einzige Oosphäre erzeugt, der Flagellen fehlen und daher unbeweglich ist. Die Anterozoiden werden nach außen freigesetzt und bewegen sich, unterstützt von der Feuchtigkeit der Pflanze, in die Oosphäre, um sie zu einer Zygote zu befruchten.

Diese Zygoten haben Chromosomen von beiden Elternteilen und führen zur Bildung von Diploiden oder Sporophyten. Es sollte beachtet werden, dass diploide Zygoten extrem anfällig sind. Deshalb hält die oosphärentragende Pflanze sie in sich und auf diese Weise wächst die Sporophytenpflanze auf der Gametophytenpflanze.

Das Sporophyten-Individuum besteht aus einem Filament, das in einer Kapsel gipfelt, die einer Glocke ähnelt. Sobald die Zygote gereift ist, öffnet sich die Kapsel und setzt winzige haploide Zellen frei, die als Gametophyten-Individuen wachsen.

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Generationswechsel bei Tracheophyten

Tracheophyten sind Pflanzen mit Gefäßgewebe. Sie werden in Gymnospermen (Nadelpflanzen) und Angiospermen (Blütenpflanzen) unterteilt. Im Gegensatz zu Bryophyten schützen diese Pflanzen ihre Embryonen durch Samen.

Die diploide oder Sporophytengeneration ist die dominierende. Ein Beispiel für eine Tracheophytenpflanze ist der Farn.

Generationswechsel in Farnen

Der sichtbarste Teil der Farne ist ein Sporophyt. Der Sporophyt produziert Blätter, sogenannte Wedel, die Sori produzieren, Cluster winziger Sporen. Wenn Sori reifen, werden die Sporen freigesetzt und landen schließlich.

Aus diesen Sporen entsteht der Gametophyt, der als Prothalo bezeichnet wird. Er ist sehr klein und wächst getrennt von der Mutterpflanze.

Sein Lebenszyklus verkürzt sich auf einige Tage. Diese Organismen produzieren Gameten, die sich später anderen anschließen. Die neue Pflanze, der Sporophyt, wächst auf dem Gametophyten, der sich verschlechtert und schließlich stirbt und einen neuen Zyklus beginnt.

Generationswechsel bei Angiospermen

Wie bei Farnen ist die dominierende Pflanze bei Angiospermen ein Sporophyt. Andererseits ist der Gametophyt eine winzige Struktur, die in der Blume der Pflanze gefunden wird. Bei Angiospermen gibt es zwei Befruchtungsprozesse.

Im ersten Fall verschmilzt eine männliche Zelle mit einer haploiden Zelle, wodurch eine diploide Zygote entsteht. Im zweiten Prozess verschmilzt eine männliche Zelle mit einem anderen Diploid und bildet Endosperm, das Reservegewebe, aus dem die Samen von Angiospermen geboren werden.

Verweise

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