Dans toutes les plantes et certaines algues, il existe une altération des générations dans lesquelles les espèces ont des phases diploïdes et haploïdes. La reproduction sexuelle donne des gamètes qui combinent deux cellules d'individus différents. La méiose produit également des gamètes. Les haploïdes contiennent un ensemble de chromosomes dans chacune de leurs cellules. Les cellules diploïdes contiennent deux ensembles de chromosomes. Pour les plantes, les cellules haploïdes et diploïdes se divisent par mitose. La phase haploïde des plantes est appelée gamétophyte et la phase diploïde est appelée sporophyte. Les descendants alternent des sporophytes diploïdes aux gamétophytes haploïdes et inversement depuis des générations. Cela signifie que les plantes génèrent deux types de plantes différents avec le même matériel génétique.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les plantes existent en alternance, appelées sporophytes et gamétophytes. Les sporophytes représentent la phase diploïde des plantes. Les gamétophytes représentent la phase haploïde des plantes.
Caractéristiques des sporophytes
Les sporophytes sont des plantes diploïdes qui utilisent la méiose pour produire des spores. Ces spores sont des cellules haploïdes qui se transforment en gamétophytes haploïdes. Les mégaspores deviennent des gamétophytes femelles et les microspores deviennent des gamétophytes mâles. La méiose se produit dans le sporange d'un sporophyte et se traduit par des spores haploïdes. Ces spores contiennent une cellule qui peut devenir une autre nouvelle plante sans s'accoupler. Les sporophytes ont évolué dans les plantes vasculaires pour devenir plus gros, plus dominants et vivre plus longtemps que les gamétophytes.
Caractéristiques des gamétophytes
Les gamétophytes sont des plantes haploïdes qui utilisent la mitose pour fabriquer des gamètes haploïdes. Ces gamètes sont des femelles sous forme d'ovule (ovule) ou des mâles sous forme de sperme. Les gamétophytes contiennent l'archéonium, ou organe sexuel féminin, ou ils contiennent l'anthéridium, ou organe sexuel masculin. Le sperme et l'ovule s'unissent dans l'archéonium pour produire une cellule zygote diploïde. Ce zygote devient un sporophyte. Les gamétophytes des plantes vasculaires ont tendance à être beaucoup plus petits que les sporophytes, parfois même seulement quelques cellules. Un grain de pollen représente un exemple de gamétophyte mâle dans les plantes vasculaires.
Plantes non vasculaires vs vasculaires
Les plantes vasculaires et non vasculaires présentent des différences intéressantes entre leurs sporophytes et gamétophytes. Les plantes vasculaires n'ont pas besoin d'autant d'eau pour prospérer et elles affichent leur grande phase de sporophyte à longue durée de vie que la plante réelle. Les gymnospermes tels que les conifères contiennent un peu de tissu féminin de gamétophyte dans leurs cônes, comme les pignons de pin. Ces noix contiennent le sporophyte diploïde embryonnaire. Le gamétophyte mâle des conifères existe sous forme de pollen dispersé par le vent. Pour les plantes à fleurs telles que les arbres fruitiers et les fleurs, les gamétophytes femelles contiennent quelques cellules et résident à l'intérieur de l'ovaire de la fleur; le mâle existe sous forme de pollen. Les petits gamétophytes des plantes vasculaires ne vivent que pendant une saison. Les plantes vasculaires qui produisent deux types de spores et de gamétophytes sont appelées hétérosporiques.
Les plantes non vasculaires telles que les bryophytes (qui incluent les mousses, les hépatiques et les hornworts) présentent des caractéristiques différentes pour leurs gamétophytes et sporophytes. Les bryophytes comprennent les plus anciennes plantes terrestres de la planète, qui existent depuis plus de 400 millions d'années. Ils ont besoin de lieux plus humides pour leur succès de reproduction. Leurs sporophytes ne sont pas visiblement dominants. Cependant, leur génération de gamétophytes est la partie photosynthétique notable de la plante (comme la mousse verte) qui se fixe aux substrats via les rhizoïdes plutôt que le sporophyte diploïde. En fait, leurs sporophytes n'ont pas une durée de vie aussi longue que dans les plantes vasculaires. Le sporophyte se forme à partir d'un œuf fécondé à l'intérieur de l'archéonium en forme de flacon et se fixe au gamétophyte via un pied pénétrant. Le sporophyte est nourri par le gamétophyte. Le sporophyte forme une très petite tige appelée seta et un seul sporange. Un revêtement protecteur appelé calyptra entoure ce sporophyte embryonnaire. Les spores unicellulaires voyagent par le vent et germent uniquement dans une zone humide; l'eau est nécessaire pour la fertilisation. Ensuite, ils forment une nouvelle plante gamétophyte, qui crée plus de spores dans le cycle des sporophytes. Parce qu'elles ne produisent qu'un seul type de spore et de gamétophyte, ces plantes non vasculaires sont appelées homosporiques.
Contrôles génétiques des processus de génération
Les scientifiques continuent d'apprendre plus de générations alternées dans les plantes. Des études génétiques sur les mousses révèlent qu'un groupe de protéines appelé KNOX aide à stimuler le développement des sporophytes. Dans l'angiosperme Arabidopsis thaliana
, le gène PKL est nécessaire aux sporophytes maternels pour favoriser le développement des gamétophytes mâles et femelles. La recherche continue produit des aspects encore plus fascinants de la nature complexe des processus de génération de sporophytes et de gamétophytes.
