В heterospory е развитието на спори на два различни размера и пола, в esporofitos на земните растения с семена, както и в някои мъхове и папрати. Най-малката спора е микроспората и тя е мъжка, най-голямата спора е мегаспората и е женска.
Хетероспорията се появява като еволюционен признак при някои растителни видове, по време на девонския период от изоспория, автономно. Това събитие се случи като едно от частите на еволюционния процес на сексуална диференциация.
Най-старото известно растение с хетероспория: спорангиите му произвеждат спори от два диапазона с дискретен размер. От Джеймс Сейнт Джон, чрез Wikimedia Commons
Естествената селекция е причина за развитието на хетероспория, тъй като натискът, упражнен от околната среда върху вида, стимулира увеличаване на размера на пропагула (всяка асексуална или сексуална репродуктивна структура).
Това доведе до увеличаване на размера на спорите и впоследствие до видовете, произвеждащи по-малки микроспори и по-големи мегаспори.
В много случаи еволюцията на хетероспорията е от хомосексуалността, но видовете, при които това събитие се е случило за първи път, вече са изчезнали.
Сред хетероспорните растения, тези, които произвеждат семена, са най-разпространените и проспериращите, в допълнение към състава на най-голямата подгрупа.
Процесът на хетероспория
По време на този процес мегаспората се развива в женски гаметофит, който произвежда само оосфери. В мъжкия гаметофит се произвежда микроспората, която е по-малка и произвежда само сперма.
Мегаспорите се произвеждат в малки количества в рамките на мегаспорангиите, а микроспорите се произвеждат в големи количества в микроспорангиите. Хетероспорията влияе и на спорофита, който трябва да произведе два вида спорангии.
Първите съществуващи растения бяха всички хомоспорни, но има доказателства, че хетероспория се появява няколко пъти при първите наследници на растенията Rhyniophyta.
Фактът, че хетероспорията се е появявала на няколко пъти, подсказва, че тя е характеристика, която носи предимства на селекцията. Впоследствие растенията стават все по-специализирани за хетероспория.
И двете васкуларизирани растения (растения с корен, стъбло и листа), които нямат семена, както и неваскуларизираните растения се нуждаят от вода в един от ключовите етапи от жизнения си цикъл, тъй като само чрез него спермата достига оосферата.
Микроспори и мегаспори
Микроспорите са хаплоидни клетки (клетки с единичен набор от хромозоми в ядрото), а при ендоспорните видове се включва мъжкият гаметофит, който се пренася до мегаспори чрез вятър, водни течения и други вектори, например животни.
Повечето микроспори нямат жгутици, поради което не могат да правят активни движения, за да се движат. В своята конфигурация те имат външни двойностенни структури, които обграждат цитоплазмата и ядрото, което е централно.
Мегаспорите притежават женски мегафити в растителни видове хетероспори и развиват архегония (женски полов орган), която произвежда овули, които се оплождат от спермата, произведена в мъжкия гаметофит, с произход от микроспората.
Вследствие на това възниква образуването на оплодена диплоидна яйцеклетка или зигота, която след това ще се развие в ембриона спорофит.
Когато видът е екзоспорен, малките спори покълват, за да предизвикат мъжките гаметофити. Най-големите спори покълват, за да предизвикат женските гаметофити. И двете клетки са свободно живеещи.
При ендоспорните видове гаметофитите и от двата пола са много малки и са разположени на стената на спорите. Мегаспорите и мегагаметофитите се запазват и хранят от спорофитната фаза.
По принцип ендоскопските растителни видове са двудомни, тоест има женски индивиди и мъжки индивиди. Това състояние насърчава кръстосването. Поради тази причина микроспорите и мегаспорите се произвеждат в отделна спорангия (хетерангия).
Хетероспорна репродукция
Хетероспорията е определящ процес за еволюцията и развитието на растенията, изчезнали и съществуващи днес. Поддържането на мегаспорите и разпространението на микроспорите благоприятства и стимулира стратегиите за разпространение и възпроизвеждане.
Тази адаптивност на хетероспорията силно повишава успеха на възпроизвеждането, тъй като е благоприятно тези стратегии да се използват във всяка среда или местообитание.
Хетероспорията не позволява самооплождането да възникне в гаметофит, но не спира гаметофитите, произхождащи от същия спорофит на чифтосване. Този тип самооплождане се нарича спорофитно самоопрашване и е често срещан при покритосеменните растения.
Модел Хайг-Уестоби
За да се разбере произхода на хетероспорията се използва моделът на Хайг-Вестоби, който установява връзка между минималния размер на спорите и успешното възпроизвеждане на бисексуални гаметофити.
В случай на женска функция увеличаването на минималния размер на спорите увеличава вероятността за успешно възпроизвеждане. В мъжкия случай успехът на възпроизвеждането не се влияе от увеличаването на минималния размер на спорите.
Развитието на семената е един от най-важните процеси за наземните растения. Счита се, че групата от знаци, които установяват способностите на семената, са пряко повлияни от селективния натиск, който е причинил тези характеристики.
Може да се заключи, че повечето от героите са произведени от пряко влияние на появата на хетероспория и ефекта от естествения подбор.
Препратки
- Bateman, Richard M. и DiMichele, William A. (1994). Хетероспория: най-итеративната ключова иновация в еволюцията на растенията. Биологични рецензии, 345–417.
- Хайг, Д. и Уестоби, М. (1988). Модел за произхода на хетероспори. Списание за теоретична биология, 257-272.
- Хайг, Д. и Уестоби, М. (1989). Селективни сили при появата на навика на семената. Биологично списание, 215-238.
- Oxford-Комплутенсе. (2000 г.). Научен речник. Мадрид: Редакционно пристрастие.
- Petersen, KB и Bud, M. (2017). Защо се разви хетероспори? Биологични прегледи, 1739-1754.
- Садава, DE, Purves, WH. (2009 г.). Живот: Науката за биологията. Буенос Айрес: редакция Médica Panamericana.