HVAD ER MEGASPOROGENESE? - BIOLOGI - 2025

Den megasporogenesis er en proces med seksuel reproduktion i dækfrøede og nøgenfrøede hvori megasporas dannes. Denne proces involverer reduktion (meiotiske) celledelinger, hvor æggestokkens væv og plantens stamceller giver anledning til embryonsække eller også kaldet kvindelige gametofytter.

Sporedannelsesprocessen er vigtig i seksuel reproduktion af planter. Undersøgelsen af ​​denne og andre typer embryologiske processer gør det muligt at kende evolutionære og taksonomiske aspekter af højere planter.

Udvikling af den kvindelige gametophyte og embryo i den urteagtige plante Arabidopsis sp. Taget og redigeret fra Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston et al.derivative (Cativeative)

Kendskabet til megasporogenese-processen bruges til at forstå reproduktionen og opnå den genetiske forbedring af mange planter med stor kommerciel interesse for at opnå en vellykket plantecyklus.

Procesbeskrivelse

I angiospermer

Angiosperms er den gruppe af organismer, der har den største udvidelse og mangfoldighed blandt planter. De er primært kendetegnet ved at producere blomster og frugter med frø, har en stor plasticitet af former og er tilpasset til at leve næsten overalt på planeten.

Fra et fylogenetisk synspunkt er denne gruppe af planter monofyletisk, hvilket indikerer, at alle arter har en fælles forfader, og at deres klassificering derfor er naturlig.

I denne gruppe af planter begynder megasporogenese i æggestokkene. Megasporernes modercelle vil gennem to processer med meiotisk opdeling (I og II) danne fire kerner eller haploide megasporer (med halvdelen af ​​den genetiske belastning).

Af disse fire megasporer vil de største eller højeste tre degenerere eller gennemgå celledød, mens den mindste eller laveste bliver en funktionel megaspore.

Den funktionelle megaspore vil give anledning til embryosækken eller megagametophyten (kvindelig gamet). For at danne embryosækken skal der forekomme yderligere tre mitotiske opdelinger, der danner otte kerner, hvilket giver anledning til embryosækken.

I denne gruppe af planter kendes mindst tre mønstre af megasporogenese:

Polygonum eller monosporisk

Dette forekommer i de fleste angiospermplanter. I denne proces eller model dannes en plade af celler efter meiotisk celledeling I og II, hvilket giver anledning til fire megasporer med en enkelt kerne hver (uudviklet), hvoraf tre vil degenerere som angivet i den forrige generelle proces, hvor embryosækken dannes.

Alisma eller bisporisk

I denne model dannes en celleplade efter meiotisk celledeling I, men ikke efter meiose II, hvilket giver anledning til to binucleat megasporer (to kerner hver), hvor kun den ene gennemgår celledød og den anden vil give anledning til sac embryonale.

Druse eller tetrasporic

I dette mønster dannes der ikke en celleplade efter meiotiske celledelinger I og II, hvilket giver anledning til en megaspore med fire kerner (tetranucleate).

I gymnospermer

Gymnospermer er planter med lang levetid, der er i stand til at nå store størrelser. De er kendetegnet ved at præsentere meget små og ikke meget prangende blomster, de præsenterer ikke frugter, og deres frø er bare. Fyrer og graner er for eksempel gymnospermplanter.

Denne gruppe af planter, der er fylogenetisk, betragtes som polyfyletisk, det vil sige, at de arter, der udgør den, ikke stammer fra den samme fælles stamfar. Så det er en unaturlig gruppe.

Megasporogenese i denne type planter begynder også, som i angiospermer, med en modercelle af megasporerne, som ved meiotiske celledelingsprocesser producerer fire haploide celler (megasporer) på en lineær måde.

Af de fire dannede megasporer vil kun en være funktionel og danne den kvindelige gametophyt (embryosæk); nævnte kvindelige gametophyt består af et væv, hvori der er dannet 2 eller 3 strukturer kaldet archegonia (afhængigt af arten), typisk for nogle gymnospermer såsom fyrretræer.

I disse archegonia vil en anden mitotisk opdeling forekomme for at danne en klodsende ægcelle for hver archegonia. Denne sidste fase vil variere mellem gymnosperm arter. Archegonia forlader åbninger eller huller, gennem hvilke den mandlige gametophyt kommer ind.

I disse planter kan det tage flere måneder at gennemføre denne proces, mens det i angiospermer derimod kun kan tage timer eller dage.

Forskningsapplikationer

Taxonomi og systematik

Embryologiske studier, der fokuserer på systematik og taksonomi, forsøger at løse de fylogenetiske forhold mellem forskellige grupper af organismer og tilpasse, hvis sagen berettiger det, til deres taksonomiske klassificering.

I både planter og dyr har sådanne undersøgelser været med til at løse taksonomiske hierarkier i højere taxaer såsom klasser, ordrer eller familier. Evolutionære embryologistudier i planter på artsniveau er relativt knappe, selvom de har fået en vis styrke i de seneste årtier.

Megasporogenese-undersøgelser har været meget nyttige i at differentiere taksonomiske grupper over hele verden; for eksempel undersøgelser af prydplanter af slægterne Crinum, Haemanthus og Hymenocallis.

landbrug

Der har været foretaget mange undersøgelser inden for embryologi, især gametogenese af planter af kommerciel interesse, såsom ris, kartofler, majs, hvede, sojabønner, blandt mange andre.

Disse undersøgelser gjorde det muligt at bestemme de ideelle betingelser for fornyelse af afgrøder og med større sikkerhed kende synkroniseringstiderne mellem gameter, befrugtning og udvikling af embryoet og følgelig forbedre viden og teknologien, der er anvendelig til de forskellige afgrøder.

Livscyklus for en angiospermplante. Taget og redigeret fra: LadyofHats Mariana Ruiz. Oversat af Chabacano.

Genetik

Forsøg på at opnå genetisk forbedring af planter resulterer ofte i deres sterilitet. Megasporogenesis-undersøgelser og andre embryologiske analyser forsøger at afsløre, hvad der sker i reproduktionsprocessen, og hvad er grunden til, at embryoerne ikke er levedygtige.

For eksempel viste en undersøgelse, der blev offentliggjort af FAO i 1985, at visse kartoffelkloner var sterile, og analysen af ​​mikrosporogenese og megasporogenese muliggjorde konklusionen om, at tepetum og endotel havde mistet deres funktionelle eller fysiologiske aktivitet.

Tapetum er et væv, der er ansvarlig for at levere næringsstoffer til mikrosporerne under deres udvikling. På grund af dette tab af aktivitet mislykkedes processen med at levere næringsstoffer til pollen og den kvindelige gametophyt. Som et resultat af dette forekom sterilitet i både den kvindelige og den mandlige fase.

Referencer

1. Magaspore. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari & GN Drews (2004). Udvikling af kvindelige gametophyte. Plantecellen.
3. Morfologi af karplanter. Enhed 23, reproduktion og pollination. Gendannes fra biologia.edu.ar.
4. Sporedannelse. EcuRed. Gendannes fra ecured.cu.
5. Seksuel reproduktion i Gymnosperms. Lumen. Gendannes fra kurser.lumenlearning.com.
6. Generaliteter i gymnospermer. Videnskab og biologi. Gendannes fra Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala & N. Xena (2008). Megasporogenese og megagametogenese i hymenocallis caribaea (l.) Urt. (amaryllidaceae) og nogle karakteristika ved dens sædudvikling. Acta Botánica Venezuelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterilitet i en sød kartoffelklon. Gendannes fra agris.fao.org.