تناوب نسل در گیاهان: چرخهای شگفتانگیز از تولید مثل
آیا میدانستید گیاهان هم مانند برخی موجودات دیگر، چرخهای پیچیده در زندگی خود دارند که شامل مراحل جنسی و غیر جنسی میشود؟ به این چرخه، تناوب نسل میگویند. در این فرایند، گیاه بین دو نسل گامتوفیت (تولید کننده گامت یا سلول جنسی) و اسپوروفیت (تولید کننده هاگ) جابجا میشود. هر نسل از دل نسل قبلی بیرون میآید و این چرخه ادامه پیدا میکند. این پدیده فقط مختص گیاهان نیست و در قارچها و آغازیان (پروتیستها) مانند جلبکها نیز دیده میشود.
چرخه زندگی گیاهان در مقابل جانوران: تفاوتها در چیست؟
هم گیاهان و هم برخی جانوران قادر به تولید مثل جنسی و غیرجنسی هستند. تولید مثل غیرجنسی به تولید فرزندانی منجر میشود که دقیقاً مشابه والدین خود هستند. انواع رایج تولید مثل غیرجنسی در گیاهان و جانوران شامل بکرزایی (تولید فرزند از تخمک بارورنشده)، جوانه زدن (تولید فرزند به عنوان یک زائده بر روی بدن والدین) و قطعه قطعه شدن (تولید فرزند از یک قسمت یا قطعه از بدن والدین) است. تولید مثل جنسی اما نیازمند ادغام سلولهای هاپلوئید (حاوی یک مجموعه کروموزوم) برای تشکیل یک ارگانیسم دیپلوئید (حاوی دو مجموعه کروموزوم) است.
در جانوران پرسلولی، چرخه زندگی تنها از یک نسل تشکیل شده است. موجود دیپلوئید، سلولهای جنسی هاپلوئید را از طریق میوز تولید میکند. بقیه سلولهای بدن دیپلوئید بوده و از طریق میتوز تولید میشوند. یک موجود دیپلوئید جدید از طریق ادغام سلولهای جنسی نر و ماده در طی لقاح ایجاد میشود. این موجود دیپلوئید است و هیچ تناوب نسلی بین فازهای هاپلوئید و دیپلوئید وجود ندارد.
اما در گیاهان پرسلولی، چرخههای زندگی بین نسلهای دیپلوئید و هاپلوئید در نوسان است. در این چرخه، فاز دیپلوئید اسپوروفیت، هاگهای هاپلوئید را از طریق میوز تولید میکند. با رشد هاگهای هاپلوئید از طریق میتوز، سلولهای تکثیر یافته یک ساختار گامتوفیت هاپلوئید را تشکیل میدهند. گامتوفیت نماینده فاز هاپلوئید چرخه است. گامتوفیت پس از بلوغ، گامتهای نر و ماده را تولید میکند. هنگامی که گامتهای هاپلوئید با هم متحد میشوند، یک زیگوت دیپلوئید را تشکیل میدهند. زیگوت از طریق میتوز رشد کرده و یک اسپوروفیت دیپلوئید جدید را تشکیل میدهد. بنابراین، بر خلاف جانوران، گیاهان میتوانند بین فازهای اسپوروفیت دیپلوئید و گامتوفیت هاپلوئید تناوب داشته باشند.
گیاهان غیر آوندی: راز بقا در رطوبت
تناوب نسل هم در گیاهان آوندی و هم در گیاهان غیر آوندی دیده میشود. گیاهان آوندی دارای سیستم بافتی آوندی هستند که آب و مواد مغذی را در سراسر گیاه منتقل میکند. اما گیاهان غیر آوندی این نوع سیستم را ندارند و برای بقا به زیستگاههای مرطوب نیاز دارند. از گیاهان غیر آوندی میتوان به خزه ها، جگرواش ها و شاخ واش ها اشاره کرد. این گیاهان به صورت حصیرهای سبز از پوشش گیاهی با ساقههای بیرون زده از آنها ظاهر میشوند.
فاز اصلی چرخه زندگی گیاهی برای گیاهان غیر آوندی، نسل گامتوفیت است. فاز گامتوفیت شامل پوشش گیاهی خزهای سبز است، در حالی که فاز اسپوروفیت شامل ساقههای کشیده با نوک اسپورانژیوم است که هاگها را در بر میگیرد.
گیاهان آوندی بدون دانه: راز سرخسها در رطوبت نهفته است
فاز اصلی چرخه زندگی گیاهی برای گیاهان آوندی، نسل اسپوروفیت است. در گیاهان آوندی که دانه تولید نمیکنند، مانند سرخسها و دماسبیها، نسلهای اسپوروفیت و گامتوفیت مستقل از هم هستند. در سرخسها، برگهای پهن، نسل اسپوروفیت دیپلوئید بالغ را نشان میدهند.
اسپورانژیا در قسمت زیرین برگها، هاگهای هاپلوئید را تولید میکنند که جوانه میزنند و گامتوفیتهای هاپلوئید سرخس (پروتالیوم) را تشکیل میدهند. این گیاهان در محیطهای مرطوب رشد میکنند، زیرا آب برای شنای اسپرم نر به سمت تخمک ماده و بارور کردن آن مورد نیاز است.
گیاهان آوندی دانهدار: رهایی از وابستگی به رطوبت
گیاهان آوندی که دانه تولید میکنند، لزوماً برای تولید مثل به محیطهای مرطوب وابسته نیستند. دانهها از جنینهای در حال رشد محافظت میکنند. هم در گیاهان گلدار و هم در گیاهان غیر گلدار (بازدانگان)، نسل گامتوفیت کاملاً به نسل اسپوروفیت غالب برای بقا وابسته است.
در گیاهان گلدار، ساختار تولید مثلی گل است. گل هم میکروسپورهای نر و هم مگاسپورهای ماده را تولید میکند. میکروسپورهای نر در داخل گرده قرار دارند و در پرچم گیاه تولید میشوند. آنها به گامتهای نر یا اسپرم تبدیل میشوند. مگاسپورهای ماده در تخمدان گیاه تولید میشوند. آنها به گامتهای ماده یا تخمک تبدیل میشوند.
در طی گرده افشانی، گرده از طریق باد، حشرات یا سایر حیوانات به قسمت ماده گل منتقل میشود. گامتهای نر و ماده در تخمدان با هم متحد میشوند و به دانه تبدیل میشوند، در حالی که تخمدان میوه را تشکیل میدهد. در بازدانگانی مانند مخروطیان، گرده در مخروطهای نر و تخمک در مخروطهای ماده تولید میشود.
- زیست شناسی
- علم
