CE ESTE MEGASPOROGENEZA? - BIOLOGIE - 2025

Megasporogenesis este un proces de reproducere sexuală în angiosperme și gimnosperme în care sunt formate megasporas. Acest proces implică divizii celulare reducătoare (meiotice) în care țesutul ovarian și celulele stem ale plantei dau naștere la sacuri embrionare sau numite și gametofite feminine.

Procesul de formare a sporilor este esențial în reproducerea sexuală a plantelor. Studiul acestui și al altor tipuri de procese embriologice, permite cunoașterea aspectelor evolutive și taxonomice ale plantelor superioare.

Dezvoltarea gametofitului feminin și a embrionului în planta erbacee Arabidopsis sp. Preluată și editată din Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Femeie_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston et al.derivative (conversative)

Cunoașterea procesului de megasporogeneză este utilizată pentru a înțelege reproducerea și a obține îmbunătățirea genetică a multor plante cu interes comercial ridicat, pentru a obține cicluri de plantare de succes.

Descrierea procesului

În angiosperme

Angiospermele sunt grupul de organisme cu cea mai mare extensie și diversitate între plante. Se caracterizează în principal prin producerea de flori și fructe cu semințe, au o plasticitate mare a formelor și s-au adaptat să trăiască aproape oriunde pe planetă.

Din punct de vedere filogenetic, acest grup de plante este monofiletic, ceea ce indică faptul că toate speciile au un strămoș comun și, prin urmare, clasificarea lor este naturală.

În acest grup de plante, megasporogeneza începe în țesutul ovarian. Celula mamă a megasporelor, prin două procese de diviziune meiotică (I și II), va forma patru nuclei sau megaspoare haploide (cu jumătate din sarcina genetică).

Dintre aceste patru megaspore, cele trei mai mari sau mai mari vor degenera sau vor suferi moarte celulară, în timp ce cea mai mică sau cea mai mică va deveni un megaspor funcțional.

Megasporul funcțional va da naștere la sacul embrionar sau megagametofitul (gametul feminin). Pentru a forma sacul embrionar, trebuie să apară alte trei diviziuni mitotice, care vor forma opt nuclee, dând naștere la sacul embrionar.

În acest grup de plante, sunt cunoscute cel puțin trei modele de megasporogeneză:

Polygonum sau monosporic

Aceasta apare la majoritatea plantelor cu angiosperme. În acest procedeu sau model, o placă de celule este formată după diviziunea celulară meiotică I și II, dând naștere la patru megaspore cu un singur nucleu fiecare (neinucleat), dintre care trei vor degenera așa cum este indicat în procesul general anterior, unde se formează sacul embrionar.

Alisma sau bisporic

În acest model, o placă celulară este formată după diviziunea celulei meiotice I, dar nu după meioza II, dând naștere la două megaspoare binucleate (două nuclee fiecare), în care doar una suferă moarte celulară, iar cealaltă va da naștere embrionare.

Druse sau tetrasporic

În acest model, o placă celulară nu se formează după diviziunile celulare meiotice I și II, dând naștere la o megaspore cu patru nuclei (tetranucleat).

În gimnosperme

Gimnospermele sunt plante cu durată lungă de viață, capabile să atingă dimensiuni mari. Se caracterizează prin prezentarea de flori foarte mici și nu foarte spectaculoase, nu prezintă fructe, iar semințele lor sunt goale. Pini și brazi, de exemplu, sunt plante gimnosperme.

Acest grup de plante filogenetic este considerat polifiletic, adică speciile care îl compun nu coboară din același strămoș comun. Deci este un grup nefiresc.

Megasporogeneza în acest tip de plante începe, de asemenea, ca în angiosperme, cu o celulă mamă a megasporelor, care prin procesele de diviziune a celulelor meiotice produce patru celule haploide (megaspores) într-un mod liniar.

Dintre cele patru megaspore formate, doar una va fi funcțională și va forma gametofitul feminin (sac de embrion); Acest gametofit feminin este format dintr-un țesut în care s-au format 2 sau 3 structuri numite arhegonia (în funcție de specie), tipic pentru unele gimnosperme precum pinii.

În aceste arhegonii va avea loc o altă diviziune mitotică care va forma o celulă de ou voluminoasă pentru fiecare arhegonie. Această ultimă etapă va varia între speciile gimnospermei. Arhegonia lasă deschideri sau găuri prin care va intra gametofitul masculin.

La aceste plante acest proces poate dura câteva luni până la finalizare, în timp ce în angiosperme, pe de altă parte, poate dura doar ore sau zile.

Aplicații de cercetare

Taxonomie și sistematică

Studiile embriologice axate pe sistematică și taxonomie, încearcă să rezolve relațiile filogenetice dintre diferite grupuri de organisme și să adapteze, dacă este cazul, clasificarea lor taxonomică.

Atât în ​​plante, cât și în animale, astfel de studii au contribuit la rezolvarea ierarhiilor taxonomice în taxoni superiori, cum ar fi clase, comenzi sau familii. Studiile de embriologie evolutivă la plante la nivelul speciilor sunt relativ rare, deși au dobândit o anumită putere în ultimele decenii.

Studiile de megasporogeneză au fost foarte utile în diferențierea grupurilor taxonomice din întreaga lume; de exemplu, studii asupra plantelor ornamentale din genurile Crinum, Haemanthus și Hymenocallis.

agricultură

Au fost multe studii efectuate în embriologie, în special gametogeneza plantelor de interes comercial, cum ar fi orez, cartofi, porumb, grâu, soia, printre multe altele.

Aceste studii au făcut posibilă determinarea condițiilor ideale pentru reînnoirea culturilor și cunoașterea cu mai multă siguranță a timpilor de sincronizare dintre gameți, fertilizare și dezvoltare a embrionului, îmbunătățind în consecință cunoștințele și tehnologia aplicabile diferitelor culturi.

Ciclul de viață al unei plante cu angiosperm. Preluat și editat din: LadyofHats Mariana Ruiz. Tradus de Chabacano.

genetică

Încercările de a obține îmbunătățirea genetică a plantelor duc deseori la sterilitatea acestora. Studiile de megasporogeneză și alte analize embriologice încearcă să dezvăluie ce se întâmplă în procesul de reproducere și care este cauza pentru care embrionii nu sunt viabili.

De exemplu, un studiu publicat de FAO în 1985 a arătat că anumite clone de cartofi erau sterile, iar analiza microsporogenezei și megasporogenezei a permis concluzia că tepetumul și endoteliul și-au pierdut activitatea funcțională sau fiziologică.

Tapetul este un țesut însărcinat să furnizeze substanțe nutritive la microspoare în timpul dezvoltării lor. Datorită acestei pierderi de activitate, procesul de furnizare a nutrienților la polen și gametofitul feminin a eșuat. Drept urmare, sterilitatea a apărut atât în ​​faza feminină, cât și în cea masculină.

Referințe

1. Magaspore. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari & GN Drews (2004). Dezvoltarea gametofitelor feminine. Celula vegetală.
3. Morfologia plantelor vasculare. Unitatea 23, Reproducerea și polenizarea. Recuperat din biologia.edu.ar.
4. Sporogenesis. EcuRed. Recuperat din ecured.cu.
5. Reproducerea sexuală în gimnosperme. Lumen. Recuperat de la courses.lumenlearning.com.
6. Generalități ale gimnospermelor. Știință și Biologie. Recuperat de Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala și N. Xena (2008). Megasporogeneza și megagametogeneza în hymenocallis caribaea (l) Herb. (amaryllidaceae) și unele caracteristici ale dezvoltării sale seminale. Acta Botánica Venezuelaelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterilitatea într-o clonă de cartofi dulci. Recuperat de la agris.fao.org.