Was ist der Generationenwechsel?

Die Wechsel der Generationen besteht aus der Abfolge von zwei verschiedenen Generationen derselben Spezies. Das heißt, die Pflanzen wechseln zwischen Gametophyten- und Sporophytengenerationen, haploiden und diploiden Generationen. Dieses Phänomen ist charakteristisch für das Pflanzenreich, obwohl es auch in anderen Königreichen vorkommen kann.

Gametophyten pflanzen sich sexuell durch Gameten fort (deshalb werden sie "Gametophyten" genannt) und sind haploid, was bedeutet, dass sie Zellen mit nur einer Chromosomenhülle haben.

Sporophyt pflanzen sich asexuell durch Sporen fort (daher der Name "Sporophyten") und sind diploid, was bedeutet, dass jedes Chromosom des Zellkerns verdoppelt ist.

Nach Hofmeister (1862, zitiert von Haig, David) ist die erste Generation, der Gametophyt, dazu bestimmt, die Geschlechtsorgane zu schaffen, während die zweite Generation, der Sporophyt, die Produktion von Reproduktionszellen in großen Mengen zum Ziel hat ( Sporen), die zu einer anderen Generation von Gametophyten führen werden.

Wechselzyklus

Sporophyten haben Strukturen (Sporangien), die durch Meiose Sporen produzieren, ein Prozess, der sich auf Zellteilung bezieht, was zu vier Zellen führt, die die Hälfte der chromosomalen Ladung des Vorläufers haben. Daher sind diese Sporen haploid.

Haploide Sporen durchlaufen einen Prozess der Mitose (Zellteilung, die zwei Zellen produziert, die mit der Mutterzelle identisch sind), was zu Gametophyten-Organismen führt. Wenn sie ausgereift sind, werden sie haploide Gameten produzieren: Samenanlagen und Spermien.

Gameten werden in Gametangi durch den Prozess der Mitose produziert.

Gametangians stellen die Fortpflanzungsorgane von Pflanzen dar: Das Männliche wird Anteridium genannt, während das Weibliche Archegonium genannt wird.

Die Vereinigung von Gameten, die von Gametophyten produziert werden, wird zu einer diploiden Zygote führen, die ein Sporophyt-Individuum werden wird. Sobald sie reif ist, wird diese Pflanze Sporen produzieren und den Zyklus erneut starten.

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

In nicht-vaskulären oder Moose-Pflanzen sind Gametophyten vorherrschend; In vaskulären Pflanzen sind Sporophyten jedoch dominant.

Generationenwechsel bei Moosen

Die Moose sind nicht-vaskuläre Pflanzen, was bedeutet, dass sie kein Kreislaufsystem haben, daher sind sie abhängig von der Feuchtigkeit der Umgebung, um zu überleben. Im Allgemeinen sind sie klein.

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

Generationenwechsel im Moos

Moose sind nicht-vaskuläre Pflanzen, was bedeutet, dass die Gametophytengeneration die dominierende ist. Der am weitesten entwickelte Teil des Mooses ist Gametophyt und im oberen Teil des Mooses kann man die Sporophyt-Pflanze erkennen, die von geringerem Ausmaß ist.

Einige dieser Gametophyten haben Anteridien, die sackförmig sind, während andere Archegonien in der Form einer Flasche haben. In den Antheren entstehen große Mengen von Anterozoiden, die dank eines Flagellums (Filament an der Außenwand der Zelle, ähnlich einer Peitsche) verdrängt werden können.

Auf der anderen Seite wird in der Archegonia eine einzige Atmosphäre produziert, die keine Flagellen besitzt und daher unbeweglich ist. Die Anterozoide werden nach außen freigesetzt und bewegen sich, unterstützt durch die Feuchtigkeit der Pflanze, in die Atmosphäre und düngen sie zu einer Zygote.

Diese Zygoten haben Chromosomen von beiden Eltern und führen zur diploiden oder Sporophytengeneration. Es ist anzumerken, dass diploide Zygoten extrem anfällig sind, weshalb die Trägerpflanze der Olosphäre sie in sich hält und somit die Sporophytenpflanze auf der Gametophytenpflanze wächst.

Der Sporophyt-Individuum besteht aus einem Filament, das in einer Kapsel endet, 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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Alternation von Generationen in Tracheophyten

Die Tracheophyten sind Pflanzen, die vaskuläre Gewebe haben. Sie gliedern sich in Gymnospermen (Nadelbäume) und Angiospermen (Blütenpflanzen). Im Gegensatz zu den Moosen schützen diese Pflanzen ihre Embryonen durch Samen.

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

Generationenwechsel in Farnen

Der sichtbarste Teil der Farne ist ein Sporophyt. Der Sporophyt produziert Blätter genannt Wedel, die sori, Gruppen von winzigen Sporen produzieren. Wenn die Sori reifen, werden die Sporen freigesetzt und berühren schließlich den Boden.

Aus diesen Sporen entsteht der Gametophyt, Prothallus genannt, der sehr klein ist und von der Mutterpflanze getrennt wächst.

Ihr Lebenszyklus ist auf ein paar Tage reduziert. Diese Organismen produzieren Gameten, die später an andere binden.Die neue Pflanze, der Sporophyt, wächst auf dem Gametophyten, der sich verschlechtert und schließlich stirbt, was zu einem neuen Zyklus führt.

Generationenwechsel bei Angiospermen

Wie in Farnen ist die dominante Pflanze der Angiospermen ein Sporophyt. Auf der anderen Seite ist der Gametophyt eine winzige Struktur, die in der Blume der Pflanze gefunden wird. Bei Angiospermen gibt es zwei Befruchtungsprozesse.

In der ersten verschmilzt eine männliche Zelle mit einer haploiden Zelle, was zu einer diploiden Zygote führt. Im zweiten Prozess verschmilzt eine männliche Zelle mit einem anderen Diploiden und bildet ein Endosperm, ein Reservetuch, aus dem die Samen der Angiospermen geboren werden.

Referenzen

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