COS'È IL GAMETOFITO? (ESEMPI IN SPECIE DIVERSE) - BIOLOGIA - 2024

Il gametofito è un organismo aploide multicellulare che ha origine da una spora aploide che ha un gruppo di cromosomi. Corrisponde alla fase aploide di una pianta, destinata a produrre gameti, e alla fase sessuale in una delle due fasi alterne del ciclo vitale delle piante terrestri e delle alghe marine.

Questo organismo sviluppa organi sessuali che danno origine a gameti, che sono cellule sessuali aploidi coinvolte nella fecondazione. Questo dà origine a uno zigote diploide, cioè ha due serie di cromosomi.

Gametofiti che crescono in un terrario. Specie sconosciuta. Albero casuale, da Wikimedia Commons

Di questi due set di cromosomi, uno corrisponde al padre e l'altro alla madre. La divisione cellulare dello zigote produce un nuovo organismo multicellulare diploide.

Nella seconda fase del ciclo vitale noto come sporofito, la sua funzione è quella di produrre spore aploidi attraverso la divisione cellulare chiamata meiosi.

La morfologia del gametofito dipende dal sesso, cioè quelle femminili avranno una forma e quelle maschili un'altra forma diversa.

Gametofita in briofite

In questo gruppo di piante (muschi, epatiche e corna) il gametofito è lo stadio più importante del ciclo biologico.

Questo gametofito briofito ha una lunga vita ed è indipendente dal punto di vista nutrizionale. Gli sporofiti sono generalmente attaccati e necessitano di gametofiti.

Nei muschi, la spora inizia a crescere germinando e forma un filamento di cellule chiamato protonema.

Durante la maturazione, il gametofito si evolve sotto forma di densi germogli che danno origine agli organi sessuali o gametangi che sono i produttori di gameti. Le uova vengono prodotte in archegonia e lo sperma in antheridia.

In gruppi come le epatiche appartenenti all'ordine Marchantiales, i gameti provengono da organi specializzati chiamati gametofori o gametangiofori.

Gametofite nelle piante vascolari

In tutte le piante vascolari (con fusto, foglie e radici) predominano gli sporofiti con tendenza verso gametofiti femminili piccoli, sporofiti dipendenti. Questo stava diventando sempre più evidente man mano che le piante si evolvevano verso la forma di riproduzione per seme.

Le felci producono un solo tipo di spore chiamate omospore. I suoi gameti sono esosporici, il che significa che i gametofiti vivono liberi e si evolvono al di fuori del muro delle spore.

Questi gametofiti esosporici possono essere bisessuali (monoici), cioè con la capacità di produrre sperma e uova nello stesso corpo. Se sono specializzati in organismi femminili e maschili, separatamente, sono chiamati dioici.

Le piante vascolari eterospore (producono sia megaspore che microspore) hanno un gametofito che si sviluppa endosporicamente, all'interno della parete della spora. In questo caso, i gametofiti sono dioici, producono uova o sperma, ma mai entrambi.

Gametofite nelle felci

Nelle felci, i gametofiti sono piccoli, fotosintetizzano e hanno uno stile di vita libero, poiché non hanno bisogno dello sporofito per il loro cibo.

Nella specie Leptosporangiado dryopteris, una felce, il gametofito è autotrofico (si produce da solo il cibo), fotosintetizza e ha una struttura chiamata prothalo che produce gameti. Il prothalo mantiene lo sporofito nella sua fase iniziale di sviluppo multicellulare.

In alcuni gruppi, in particolare nel ramo genealogico (Psilotaceae e Ophioglossaceae), i gametofiti sono sottoterra e sopravvivono stabilendo relazioni micotrofiche con i funghi.

Gametofite in licofite

Due diversi tipi di gametofiti sono prodotti nei licofiti. Nelle famiglie Huperziaceae e Lycopodiaceae, i gametofiti germogliati dalle spore sono liberi, sotterranei e micotrofici, nel senso che ottengono il loro cibo attraverso relazioni simbiotiche con i funghi.

Nelle famiglie Selaginella e Isoetes, le megaspore rimangono attaccate allo sporofito iniziale e al suo interno si sviluppa un megagametofito.

Man mano che maturano, le fessure all'incrocio del trilet si aprono per facilitare l'ingresso dei gameti maschili nell'archegonia, dove entrano in contatto con gli ovuli.

Gametofiti nelle piante da seme

Le piante che hanno semi sono chiamate angiosperme e gimnosperme, tutte endosporiche ed eterospore.

In queste piante, i gametofiti si trasformano in organismi multicellulari quando si trovano all'interno della parete delle spore e le megaspore vengono trattenute nello sporangio.

Nelle piante da seme, il microgametofito è noto come polline. I microgametofiti della pianta seme sono costituiti da due o tre cellule quando i granuli di polline escono dallo sporangio.

Tutte le piante da seme sono eterospore e producono spore di diverse dimensioni: grandi spore femminili e piccole spore maschili.

Il megagametofito si evolve all'interno del megaspore in piante vascolari senza semi e all'interno del megasporangium in un cono o fiore di piante da seme.

Il microgametofito dei semi, che è il granulo di polline, viaggia dove si trova la cellula uovo, trasportato da un vettore fisico o animale e lì produce due spermatozoi per mitosi.

gimnosperme

Nelle piante di gimnosperme, il megagametofito è composto da diverse migliaia di cellule e ha da una a diverse archegonia, ciascuna con una singola cellula uovo. Il gametofito viene trasformato in tessuto per immagazzinare il cibo nel seme.

angiosperme

Nelle piante di angiosperme, il megagametofito è ridotto a pochi nuclei e cellule ed è chiamato sacco embrionale. Il sacco embrionale rappresentativo ha sette cellule e otto nuclei, uno dei quali è la cellula uovo.

Due nuclei si uniscono a un nucleo di sperma per formare l'endosperma, che viene poi trasformato in tessuto per immagazzinare il cibo nel seme.

Le piante da seme sono caratterizzate dal fatto che il megaspore viene trattenuto all'interno dello sporofito, da tessuti chiamati tegumenti. Questi hanno la funzione di avvolgere e proteggere il megasporangium.

Nelle piante di gimnosperme, le megaspore sono circondate da un tegumento, mentre nelle piante di angiosperme sono circondate da due tegumenti.

L'insieme formato dal megasporangium, dal megaspore e dai tegumenti è chiamato ovulo. All'interno di ogni ovulo, un gametofito femminile si evolve da un megaspore producendo uno o più gameti femminili.

Quando i granuli di polline germinano e inizia la crescita, inizia la comparsa di un tubo pollinico, la cui funzione è l'introduzione dei gameti maschili nel gametofito femminile nell'ovulo.

Nelle piante da seme il gametofito femminile rimane nell'ovulo sporofito. I gametofiti maschili si trovano nei granuli di polline e sono viaggiatori, quindi possono essere trasportati per lunghe distanze dal vento o dagli impollinatori, a seconda della specie.

Gametofiti negli animali

Negli animali, lo sviluppo evolutivo inizia con un uovo o zigote, che attraversa una serie di mitosi per produrre un organismo diploide.

Man mano che si sviluppa e matura, forma gameti aploidi basati su alcune linee cellulari diploidi attraverso la meiosi. La meiosi è chiamata gametogenica o gametica.

Questo ciclo è presente in tutti gli animali. Sebbene non vi sia alternanza di generazioni, vi è un'alternanza di due fasi nucleari, una aploide (i gameti) e l'altra diploide (sviluppo di un organismo per mitosi a partire da un uovo o zigote).

Pertanto, la meiosi è gametica e questo ciclo è considerato il più evoluto negli organismi viventi.

Eteromorfismo dei gametofiti

Nelle piante che possiedono gametofiti eteromorfi, ci sono due tipi di gametofiti. Poiché hanno forme e funzioni diverse, sono chiamati eteromorfi.

Il gametofito responsabile della produzione di ovuli è chiamato megagametofito, a causa delle sue grandi dimensioni, e il gametofito responsabile della produzione di spermatozoi è chiamato microgametofito. Se i gametofiti producono uova e sperma su piante separate, vengono chiamati dioici.

Le piante eterospore come alcune licofite, felci acquatiche, così come tutte le gimnosperme e le angiosperme, hanno due diversi sporangi. Ognuno di loro produce una singola spora e un singolo tipo di gametofito.

Ma non tutti i gametofiti eteromorfi provengono da piante eterosporiche. Ciò significa che alcune piante hanno gametofiti diversi che producono uova e sperma.

Ma questi gametofiti provengono dallo stesso tipo di spore all'interno dello stesso sporangio, un esempio di questo: la pianta Sphaerocarpos.

Riferimenti

1. Bennici, A. (2008). Origine e prima evoluzione delle piante terrestri: problemi e considerazioni. Biologia comunicativa e integrativa, 212-218.
2. Campbell, NA e Reece, JB (2007). Biologia. Madrid: editoriale Médica Panamericana.
3. Gilbert, S. (2005). Biologia dello sviluppo. Buenos Aires: editoriale Médica Panamericana.
4. Sun, T. (2014). Sesso e felce singola. Science, 423-424.
5. Whittier, D. (1991). La felce gametofita. Science, 321-322.