rozmnażanie& rozproszenie

rozmnażanie płciowe polega na mieszaniu genów od dwóch różnych rodziców, aby dać potomstwo o składzie genetycznym podobnym do, ale różniącym się od każdego z rodziców. W mszakach proces ten wymaga produkcji gamet męskich (plemników), GAMET żeńskich (jaj) i niektórych środków dostania się plemników do jaj. Gamety powstają na gametofitach. Plemniki są wytwarzane w małych, typowo łodygowych, klubowych strukturach zwanych antheridia i można również zobaczyć plemniki mszaków określane jako anterozoidy. Łodyga zakotwicza anteridium do gametofitu. Każde anteridium wytwarza liczne plemniki. Jaja są produkowane w maleńkich, typowo nieco kolbopodobnych strukturach zwanych archegonią. Każdy archegonium posiada jedno jajo (w spuchniętym odcinku zwanym venterem), a plemniki wchodzą przez kanał w węższym, rurkowatym odcinku (lub szyi). Po stronie odwłoka naprzeciw szyi znajduje się stopa, która zakotwicza archegonium do gametofitu. We wczesnych stadiach rozwoju archegonialnego kanał ten nie istnieje, obszar jest wypełniony komórkami. W momencie dojrzałości komórki w środku szyi rozpadają się tworząc kanał. Kanał jest wypełniony śluzem, który wynika z rozpadu komórek, które początkowo zajmowały kanał.

zapłodnione jajo w archegonium rozwija się w sporofity. Sporofity składają się z kapsułek zawierających zarodniki, które w zależności od gatunku mogą być łodyżkowane lub pozbawione łodyg. Każdy zarodnik zawiera mieszankę genów od dwóch rodziców i po udanym kiełkowaniu spowoduje powstanie nowego gametofitu.

na poniższych diagramach widać archegonię mchów i anteridia. Figurki zostały skopiowane z wydanego w 1853 roku „Królestwa warzyw” Johna Lindleya. Archegonia znajduje się po lewej stronie i została zabarwiona na Zielono widać spuchnięte ventery w pobliżu bazy archegonialnej. Na szczycie szyi każdy archegonium ma nieco lejkowaty pysk. Przedtrzonowce są po prawej stronie, ubarwione niebiesko, a środkowe przedtrzonowce wydzielają masę plemnikową, ubarwioną brązowo-pomarańczowo. Archegonia i antheridia wyrastają z parafryzami przypominającymi włosy do klubopodobnych, pozostawionymi na diagramach niebarwionymi. W poprzednim akapicie wspomniano, że anteridia i archegonia są małe. Rozmiary różnią się w zależności od gatunku, ale zazwyczaj organy produkujące gametę mają znacznie poniżej milimetra długości.

mszaki mają dość jednolitą strukturę i to samo dotyczy archegonii. Antheridia różnią się wielkością i kształtem (od kulistego do nieco cylindrycznego) w zależności od gatunku, ale powyższy diagram oddaje istotę dowolnego antheridium – krótkiej, wąskiej łodygi podtrzymującej obrzęk, wytwarzający plemniki organ. Podobnie archegonia różnią się wielkością i względnymi długościami szyi, Ventera i długością stopy nośnej – jednak powyższy diagram pokazuje podstawowe cechy wszystkich archegonii.

poszczególne anteridia i archegonia są mikroskopijne, ale czasami można zobaczyć, gdzie powstają. Na tym zdjęciu rosulabryum billardieri każda żółta kulka to gromada anteridia. To samo dzieje się na tym zdjęciu wątróbki thallose z rodzaju Fossombronia. To zdjęcie pokazuje męskie rośliny hornwort phaeoceros inflatus i antheridia produkowane są w wielu „pęcherze” widocznym na talii. Grupy archegonii znajdują się pod białymi „pęcherzy”pokazanymi na tym zdjęciu thallose liverwort Lunularia cruciata.

chociaż na poziomie strukturalnym występuje duża jednolitość, istnieje różnorodność w kształtowaniu i układaniu archegonii i anteridii. Reszta tej strony zawiera przegląd cyklu reprodukcji seksualnej.

doprowadzenie nasienia do jaja

gdy anteridium dojrzeje i zawiera żywe plemniki, plemniki muszą dostać się do jaj w archegonii. Pierwszym krokiem, aby plemniki wydostały się z anteridii, a drugim jest podróż do archegonii i zapłodnienie jaj w środku. Woda jest niezbędna dla obu etapów.

w niektórych mszakach Dojrzałe anteridium będzie posiadać wolne plemniki, ale częściej tak nie jest, raczej każdy plemnik jest nadal utrzymywany w komórce, w której się utworzył. W takim przypadku, gdy anteridium otwiera się, te komórki zawierające plemniki są uwalniane i dopiero na pewnym etapie po uwolnieniu z anteridium uwalniany jest pojedynczy plemnik w każdej takiej komórce. Takie wyzwolenie może nastąpić krótko po otwarciu anteridium lub nawet 15 minut później, w zależności od gatunku. Poniżej wyrażenie „masa plemników” oznacza albo masę wolnych plemników, albo masę komórek zawierających plemniki, gdy rozróżnienie tych dwóch nie jest konieczne.

gdy Dojrzałe anteridium jest zwilżone, komórki na wierzchołku absorbują wodę, pęcznieją i w końcu pękają lub otwierają się w jakiś sposób. Masa plemników wewnątrz dojrzałego anteridium jest pod ciśnieniem. Tak więc, gdy anteridium się otworzy, masa plemników jest wypychana. W niektórych mszakach siła wystarcza, aby wystrzelić masę plemników w powietrze, umożliwiając rozproszenie na stosunkowo szerokim obszarze. Jednak w większości przypadków masa plemników po prostu wycieka do obszaru wokół antheridium i dalsze rozproszenie odbywa się za pomocą innych środków. Podczas gdy cała masa plemników może być czasami uwalniana podczas silnego wytłaczania, uwalnianie jest częściej procesem dwuetapowym. Zazwyczaj duża część masy zarodników jest szybko wypychana przez wbudowane ciśnienie wewnętrzne, ale część pozostaje w obrębie anteridium i wychodzi wolniej, przez wiele minut.

podsumowanie w poprzednim akapicie wystarczy, aby szybko zrozumieć szerokie cechy procesu, ale istnieje różnica w drobniejszych szczegółach między gatunkami. Strona wyzwolenie & rozchodzenie się plemników przygląda się bliżej niektórym krokom u kilku mszaków. Proces od plemnika do komórki jajowej został dokładnie zbadany u stosunkowo niewielkiej liczby mszaków. Tak więc przykłady podane na tej stronie mogą nie wyjaśniać procesów we wszystkich mszakach, ale zobaczysz przynajmniej niektóre odmiany, o których wiadomo, że występują.

po zapłodnieniu

po zapłodnieniu jaja rozpoczyna się rozwój sporofitu. Zapłodnione jajo wydłuża się i po kilku podziałach komórkowych zaczyna się różnicować. Dolna część zwykle staje się stopą, która przenika do gametofitu i kotwiczy zarodkowy sporofit do gametofitu. Górna rozwinie się w kapsułkę nośną zarodników (a także podporę łodygi lub seta, u gatunków, u których Dojrzała kapsułka jest łodyga).

sporofity są przynajmniej częściowo zależne od gametofitów pod względem składników odżywczych. Komórki transferowe rozwijają się na granicy sporofitu-gametofitu u większości mszaków, ale nie u wszystkich. Komórki te są wyspecjalizowanymi komórkami, które umożliwiają efektywne przenoszenie składników odżywczych z gametofitu do sporofitu. W mszakach, w których występują, mogą powstawać na gametofitach, sporofitach lub obu. Tak więc, w połączeniu z możliwością braku komórek transferowych, istnieją cztery możliwości. Wszystkie hornworts mają komórki transferowe i tworzą tylko na gametofitach. Trzy z czterech możliwości występują u mchów. W większości rodzajów mchu komórki przenoszące znajdują się zarówno na gametofitach, jak i sporofitach, choć nie występują w Sphagnum, a w niewielkiej liczbie rodzajów mchu znajdują się tylko na sporofitach. Częstym przykładem tego ostatniego jest rodzaj Polytrichum i jego bliscy krewni. W wątrobowcach występują wszystkie cztery możliwości. Wątrobowce liściaste mają komórki transferowe tylko na sporofitach. W wątrobie złożonej tallozy komórki transferowe znajdują się zarówno na sporofitach, jak i gametofitach. W wątrobowcach prostych są przykłady wszystkich czterech możliwości.

połączenie gametofit-sporofit często ma zawiłą, przypominającą labirynt formę. Daje to większą powierzchnię (a tym samym więcej komórek przenoszących) niż zwykła, gładka granica, a więc zwiększa szybkość, z jaką składniki odżywcze mogą płynąć do sporofitu.

po zapłodnieniu archegonium zmienia się w osłonkę ochronną wokół młodego sporofitu. Istnieją znaczne różnice, zarówno w strukturze, jak i rozwoju, między sporofitami rogówki, wątrobowca i mchu. Możesz dowiedzieć się więcej o wyglądzie zewnętrznym, przechodząc do sekcji Grupy mszaków. W sekcji rozwój SPOROFITÓW znajdziesz bardziej szczegółowe opisy rozwoju sporofitów i ich wewnętrznej struktury.

u mchów archegonia jest zazwyczaj tworzona w grupach. W wielu przypadkach po zapłodnieniu jednego archegonium w takiej grupie inne tracą zdolność do zapłodnienia. Wydaje się, że jest to spowodowane przez hormon hamujący uwalniany z zapłodnionego archegonium. W takich okolicznościach z tej archegionalnej grupy może rozwinąć się tylko jeden sporofit. Jednak w pewnych okolicznościach z grupy archegonialnej może powstać więcej niż jeden sporofit. Takie zjawisko nazywa się polisety. Może to wynikać z jednoczesnego zapłodnienia dwóch archegonii lub być może z powodu zbyt małej ilości wytwarzanego hormonu hamującego.

Zobacz:

Liberation & dispersal of sperm

Vegetative Reproduction

Sexual vs Vegetative Reproduction