HVA ER MEGASPOROGENESE? - BIOLOGI - 2025

Den megasporogenesis er en prosess av seksuell reproduksjon i angiospermer og gymnospermer hvor megasporas dannes. Denne prosessen innebærer reduksjons (meiotiske) celledelinger der ovarialvevet og stamcellene i planten gir opphav til embryonsekkene eller også kalt kvinnelige gametofytter.

Spordannelsesprosessen er viktig i seksuell reproduksjon av planter. Studien av denne og andre typer embryologiske prosesser gjør det mulig å kjenne til evolusjonære og taksonomiske aspekter ved høyere planter.

Utvikling av den kvinnelige gametofytt og embryo i urteaktige planten Arabidopsis sp. Tatt og redigert 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)

Kunnskapen om megasporogenese-prosessen brukes til å forstå reproduksjon og oppnå genetisk forbedring av mange planter med stor kommersiell interesse, for å oppnå vellykkede plantesykluser.

Prosess beskrivelse

I angiospermer

Angiosperms er den gruppen av organismer som har størst utvidelse og mangfoldighet blant planter. De er hovedsakelig preget av å produsere blomster og frukt med frø, har en stor plastisitet av former og har tilpasset seg til å leve nesten hvor som helst på planeten.

Fra et fylogenetisk synspunkt er denne gruppen av planter monofyletisk, noe som indikerer at alle arter har en felles stamfar og derfor er klassifiseringen naturlig.

I denne gruppen av planter begynner megasporogenese i eggstokkvev. Megcorenes morcelle, gjennom to prosesser med meiotisk deling (I og II), vil danne fire kjerner eller haploide megasporer (med halvparten av den genetiske belastningen).

Av disse fire megasporene vil de tre største eller høyeste degenerere eller gjennomgå celledød, mens den minste eller laveste vil bli en funksjonell megaspore.

Den funksjonelle megasporen vil gi opphav til embryosekken eller megagametofytten (kvinnelig gamet). For å danne embryosekken må ytterligere tre mitotiske divisjoner oppstå, som vil danne åtte kjerner, noe som gir opphav til embryosekken.

I denne gruppen av planter er minst tre mønstre av megasporogenese kjent:

Polygonum eller monosporisk

Dette forekommer i de fleste angiospermplanter. I denne prosessen eller modellen blir en plate av celler dannet etter meiotisk celledeling I og II, noe som gir opphav til fire megasporer med en enkelt kjerne hver (ukjedet), hvorav tre vil degenerere som indikert i den forrige generelle prosessen, hvor embryosekken dannes.

Alisma eller bisporisk

I denne modellen blir det dannet en celleplate etter meiotisk celledeling I, men ikke etter meiose II, noe som gir opphav til to binucleat megasporer (to kjerner hver), der bare den ene gjennomgår celledød og den andre vil gi opphav til sekken embryonale.

Druse eller tetrasporisk

I dette mønsteret dannes det ikke en celleplate etter meiotiske celledelinger I og II, noe som gir opphav til en megaspore med fire kjerner (tetranucleate).

I gymnospermer

Gymnospermer er planter med lang levetid, som kan nå store størrelser. De er preget av å presentere veldig små og ikke veldig prangende blomster, de presenterer ikke frukt, og frøene deres er nakne. Pines og graner, for eksempel, er gymnosperm planter.

Denne gruppen planter fylogenetisk regnes som polyfyletisk, det vil si at artene som utgjør den ikke stammer fra den samme felles stamfar. Så det er en unaturlig gruppe.

Megasporogenese i denne typen planter begynner også, som i angiospermer, med en morcelle til megasporene, som ved meiotiske celledelingsprosesser produserer fire haploide celler (megasporer) på en lineær måte.

Av de fire dannede megasporene vil bare en være funksjonell og danne den kvinnelige gametofytten (embryosekken); nevnte kvinnelige gametofyt består av et vev der 2 eller 3 strukturer kalt archegonia (avhengig av art) er dannet, typisk for noen gymnospermer som furuer.

I disse archegonia vil en annen mitotisk inndeling oppstå for å danne en voluminøs eggcelle for hver archegonia. Denne siste fasen vil variere mellom gymnospermarter. Archegonia forlater åpninger eller hull som den mannlige gametofytten kommer inn i.

I disse plantene kan det ta flere måneder å ta denne prosessen, mens det i angiospermer derimot kan ta bare timer eller dager.

Forskningsapplikasjoner

Taksonomi og systematikk

Embryologiske studier med fokus på systematikk og taksonomi, prøver å løse de fylogenetiske sammenhengene mellom forskjellige grupper av organismer og tilpasse, hvis saken garanterer det, deres taksonomiske klassifisering.

I både planter og dyr har slike studier bidratt til å løse taksonomiske hierarkier i høyere taxaer som klasser, ordrer eller familier. Evolusjonære embryologistudier på planter på artsnivå er relativt knappe, selv om de har fått noe styrke de siste tiårene.

Megasporogenese-studier har vært veldig nyttige i å skille taksonomiske grupper over hele verden; for eksempel studier på prydplanter av slektene Crinum, Haemanthus og Hymenocallis.

jordbruk

Det har vært utført mange studier innen embryologi, spesielt gametogenese av planter av kommersiell interesse, for eksempel ris, poteter, mais, hvete, soyabønner, blant mange andre.

Disse studiene gjorde det mulig å bestemme de ideelle forholdene for å fornye avlinger og å vite med større sikkerhet synkroniseringstidene mellom kjønn, befruktning og utvikling av embryoet, og følgelig forbedre kunnskapen og teknologien som er anvendelig for de forskjellige avlingene.

Livssyklus for en angiospermplante. Tatt og redigert fra: LadyofHats Mariana Ruiz. Oversatt av Chabacano.

genetikk

Forsøk på å oppnå genetisk forbedring av planter resulterer ofte i deres sterilitet. Megasporogenesis-studier og andre embryologiske analyser søker å avsløre hva som skjer i reproduksjonsprosessen, og hva er grunnen til at embryoene ikke er levedyktige.

For eksempel viste en studie publisert av FAO i 1985 at visse potetkloner var sterile, og analysen av mikrosporogenese og megasporogenese tillot konklusjonen at tepetum og endotelet hadde mistet sin funksjonelle eller fysiologiske aktivitet.

Tapetum er et vev som har ansvaret for å tilveiebringe næringsstoffer til mikrosporene under deres utvikling. På grunn av dette tapet av aktivitet, mislyktes prosessen med å levere næringsstoffer til pollen og den kvinnelige gametofytten. Som et resultat av dette forekom sterilitet i både den kvinnelige og den mannlige fasen.

referanser

1. Magaspore. På Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari & GN Drews (2004). Kvinnelig gametofyttutvikling. Plantecellen.
3. Morfologi av karplanter. Enhet 23, Reproduksjon og pollinering. Gjenopprettet fra biologia.edu.ar.
4. Sporogenese. EcuRed. Gjenopprettet fra ecured.cu.
5. Seksuell reproduksjon i Gymnosperms. Lumen. Gjenopprettet fra kurs.lumenlearning.com.
6. Generaliteter av gymnospermer. Vitenskap og biologi. Gjenopprettet fra Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala & N. Xena (2008). Megasporogenesis og megagametogenesis i hymenocallis caribaea (l.) Urt. (amaryllidaceae) og noen kjennetegn ved dens sædutvikling. Acta Botánica Venezuelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterilitet i en søtpotetklon. Gjenopprettet fra agris.fao.org.