蕨类植物的生命周期:减数分裂和有丝分裂产生孢子和配子

原标题:蕨类植物的生命周期:减数分裂和有丝分裂产生孢子和配子

蕨类植物是多叶的维管植物。虽然它们有像针叶树和开花植物一样允许水和营养流动的静脉,但它们的生命周期非常不同。针叶树和开花植物为了在恶劣的干燥环境中生存而进化,而蕨类植物有性繁殖是需要水。

基本的蕨类植物解剖学

如上图所示:蕨类植物既没有种子也没有花,它们利用孢子繁殖。

为了了解蕨类植物的繁殖,了解蕨类植物的各个部分是有帮助的。复叶是多叶的“树枝”,由称为羽片的小叶组成。在一些羽片的下面是含有孢子的斑点。并非所有的复叶和羽片都有孢子。有这种物质的复叶被称为可育复叶。

孢子是一种微小的结构,含有生长新的蕨类植物所需的遗传物质。它们可能是绿色、黄色、黑色、棕色、橙色或红色。

孢子被包裹在孢子囊结构中,孢子囊有时聚集在一起形成孢子囊(复数孢子囊)。在一些蕨类植物中,孢子囊被一种叫做孢子囊的膜保护着。在其他蕨类植物中,孢子囊暴露在空气中。

世代交替

如上图所示:蕨类植物在其生命周期中世代交替。

蕨类植物的生命周期需要两代植物来完成,这就是所谓的世代交替。

一代是二倍体,这意味着它在每个细胞中携带两套相同的染色体或完整的遗传补体(像人类细胞)。带孢子的叶蕨是二倍体的一部分,称为孢子体。

蕨类植物的孢子不会长成叶状孢子体。它们不像开花植物的种子。相反,它们产生了单倍体一代。在单倍体植物中,每个细胞包含一组染色体或一半的遗传补体(就像人类的精子或卵细胞)。这种植物看起来像一个心形的小植株。它被称为原叶体或配子体。

蕨类植物生命周期的细节

如上图所示:原叶体(红色)有微小的小叶和纤维状的根状体。一旦卵受精,可辨认的蕨类植物将从这个结构中生长出来。原叶体为单倍体,孢子体为二倍体。

从我们认识的“蕨类”(孢子体)开始,其生命周期遵循以下步骤:

第一步:

二倍体孢子体通过减数分裂产生单倍体孢子,与动物和开花植物产生卵子和精子的过程相同。

第二步:

每个孢子通过有丝分裂生长成一个光合原叶体(配子体)。由于有丝分裂维持了染色体的数量,原叶体中的每个细胞都是单倍体。这种植株比孢子蕨类植物小得多。

第三步:

每个原叶体通过有丝分裂产生配子。减数分裂是不需要的,因为细胞已经是单倍体了。通常,原叶体在同一植株上同时产生精子和卵子。孢子体由叶和根茎组成,配子体由小叶和根茎组成。在配子体中,精子是在一个称为精子体的结构中产生的,卵是在一个叫做颈卵器的类似结构中产生的。

第四步

当有水的时候,精子利用鞭毛游向卵子并使其受精。

第五步:

受精卵仍然附着在原叶体上。卵子是由卵子和精子的DNA结合形成的二倍体受精卵。合子通过有丝分裂发育为二倍体孢子体,完成生命周期。

在科学家了解遗传学之前,蕨类植物的繁殖是令人困惑的。看起来好像成体的蕨类植物是从孢子中生长出来的。从某种意义上说,这是正确的,但从孢子中生长出来的小植株在基因上与成年蕨类植物不同。

精子和卵子可能产生于同一配子体,因此蕨类植物也可能进行自体受精。自体受精的优点是浪费的孢子少,不需要外部配子载体,适应其环境的生物体可以保持其特性。当异交受精发生时,它的优点是可以将新的性状引入物种。

蕨类植物繁殖的其他方式

如上图所示:这种鹿角蕨无性繁殖了另一种蕨类植物。

蕨类植物的“生命周期”指的是有性繁殖。然而,蕨类植物也使用无性繁殖方法。

在无配子生殖中,孢子体在不受精的情况下长成配子体。当环境太干燥而不允许受精时,蕨类植物使用这种繁殖方法。

蕨类植物可在增生性叶尖产生小蕨类植物。当小蕨类植物生长时,它的重量导致叶子下垂到地面。一旦幼小的蕨类植物扎根,它就可以脱离母体存活下来。增殖的幼小植物在基因上与它的亲本完全相同。蕨类植物利用这种方法快速繁殖。

根状茎(类似根的纤维结构)可以通过土壤扩散,发芽新的蕨类植物。由根状茎生长的蕨类植物也与它们的亲本相同。这是另一种快速复制的方法。

蕨类植物快速生长的事实

蕨类植物

蕨类植物有有性繁殖和无性繁殖两种方式。

在有性生殖中,单倍体孢子长成单倍体配子体。如果有足够的水分,配子体受精并生长成二倍体孢子体。孢子体产生孢子,完成生命周期。

无性生殖方法包括无配偶生殖、有孢子叶尖和根茎展开。返回搜狐,查看更多

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