Heterospory este dezvoltarea sporilor de două mărimi și sexe diferite, în esporofitos de plante terestre cu semințe, precum și în anumite mosses și ferigi. Sporul cel mai mic este microsporul și este masculin, sporul cel mai mare este megasporul și este feminin.
Heterosporia apare ca un semn evolutiv la unele specii de plante, în perioada Devoniană din izosporia, în mod autonom. Acest eveniment s-a petrecut ca una dintre piesele procesului evolutiv de diferențiere sexuală.
Cea mai veche plantă cunoscută cu heterosporia: sporangia sa produce spori de două game de dimensiuni discrete. De James St. John, prin Wikimedia Commons
Selecția naturală este cauza dezvoltării heterosporiei, deoarece presiunea exercitată de mediu asupra speciei a stimulat o creștere a mărimii propagulei (orice structură de reproducere asexuală sau sexuală).
Acest lucru a dus la o creștere a dimensiunii sporilor și, ulterior, la speciile care produc microfoane mai mici și megaspore mai mari.
În multe ocazii, evoluția heterosporiei a fost din homosexualitate, dar speciile în care acest eveniment a avut loc pentru prima dată, sunt deja dispărute.
Printre plantele heterosporice, cele care produc semințe sunt cele mai comune și prospere, precum și cele mai mari subgrupuri.
Procesul heterosporiei
În timpul acestui proces, megaspore evoluează într-un gametofit feminin, care produce doar oosfere. În gametofitul masculin, se produce microspore, care este mai mic și produce doar spermă.
Megasporesele sunt produse în cantități mici în cadrul megasporangiei și microsporesele sunt produse în cantități mari în cadrul microsporangiei. Heterosporia influențează și sporofitul, care trebuie să producă două tipuri de sporangii.
Primele plante existente au fost toate homosporice, dar există dovezi că heterosporia a apărut de mai multe ori la primii succesori ai plantelor Rhyniophytas.
Faptul că heterosporia a apărut în mai multe rânduri sugerează că este o caracteristică care aduce avantaje selecției. Ulterior, plantele au devenit din ce în ce mai specializate în heterosporia.
Atât plantele vascularizate (plante care au rădăcină, tulpină și frunze) care nu au semințe, cât și plante nevascularizate necesită apă într-una din etapele cheie ale ciclului lor de viață, deoarece numai prin ea, sperma ajunge oosfera.
Microspores și megaspores
Microsporesele sunt celule haploide (celule cu un singur set de cromozomi în nucleu), iar în speciile endosporice se numără gametofitul masculin, care este transportat la megaspore prin vânt, curenți de apă și alți vectori, precum animale.
Majoritatea microsporelor nu au flageluri, motiv pentru care nu pot face mișcări active pentru a se deplasa. În configurația lor au structuri exterioare cu pereți dubli care înconjoară citoplasma și nucleul, care este central.
Megasporesele posedă megafite feminine la speciile de plante heterospore și dezvoltă o arhegonie (organ sexual feminin), care produce ovule care sunt fertilizate de sperma produsă în gametofitul masculin, originar din microspore.
În consecință, apare formarea unui ou diploid fertilizat sau zigot, care se va dezvolta apoi în embrionul sporofit.
Când speciile sunt exosporice, sporii mici germinează pentru a da naștere gametofitelor masculine. Cele mai mari spori germinează pentru a da naștere gametofitelor feminine. Ambele celule au viață liberă.
La speciile endosporice, gametofitele ambelor sexe sunt foarte mici și sunt localizate pe peretele sporei. Megasporesele și megagametofitele sunt conservate și alimentate de faza de sporofite.
În general, speciile de plante endoscopice sunt dioice, adică există persoane feminine și bărbați. Această afecțiune încurajează întrepătrunderea. Din acest motiv, microsporesele și megasporesele sunt produse în sporangia separată (heterangie).
Reproducere heterosporică
Heterosporia este un proces determinant pentru evoluția și dezvoltarea plantelor, atât dispărute cât și existente în prezent. Menținerea megasporelor și diseminarea microsporeselor favorizează și stimulează strategiile de dispersie și reproducere.
Această capacitate de adaptare a heterosporiei sporește foarte mult succesul reproducerii, deoarece este favorabil să dețină aceste strategii în orice mediu sau habitat.
Heterosporia nu permite autofertilizarea să apară într-un gametofit, dar nu oprește gametofitele originare din același sporofit de împerechere. Acest tip de auto-fertilizare se numește selfing sporofitic și este frecvent în angiosperme.
Model Haig-Westoby
Pentru a înțelege originea heterosporiei, se folosește modelul Haig-Westoby, care stabilește o relație între dimensiunea minimă a sporilor și reproducerea cu succes a gametofitelor bisexuali.
În cazul funcției feminine, creșterea dimensiunii minime a sporilor crește probabilitatea reproducerii cu succes. În cazul bărbatului, succesul reproducerii nu este afectat de creșterea dimensiunii minime a sporilor.
Dezvoltarea semințelor este unul dintre cele mai importante procese pentru plantele terestre. Se estimează că grupul de caractere care stabilesc abilitățile seminței sunt influențate direct de presiunile selective care au determinat acele caracteristici.
Se poate concluziona că majoritatea personajelor sunt produse prin influența directă a apariției heterosporiei și a efectului selecției naturale.
Referințe
- Bateman, Richard M. și DiMichele, William A. (1994). Heterospory: cea mai iterativă cheie inovație în evoluția plantelor. Recenzii biologice, 345–417.
- Haig, D. și Westoby, M. (1988). Un model pentru originea heterosporiului. Journal of Theoretical Biology, 257-272.
- Haig, D. și Westoby, M. (1989). Forțele selective în apariția obișnuinței semințelor. Jurnal biologic, 215-238.
- Oxford-Complutense. (2000). Dicționar științific. Madrid: Editorial Complutense.
- Petersen, KB și Bud, M. (2017). De ce a evoluat heterosporiul? Recenzii biologice, 1739-1754.
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Viața: Știința Biologiei. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.