Dans toutes les plantes et certaines algues, il existe une altération des générations dans laquelle les espèces ont des phases diploïdes et haploïdes. La reproduction sexuelle résulte en 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 reviennent de génération en génération. Cela signifie que les plantes génèrent deux types de plantes avec le même matériel génétique.
TL: DR (Trop long: pas lu)
Les plantes existent dans les générations alternées appelées sporophytes et gamétophytes. Les sporophytes représentent la phase diploïde des plantes. Les gamétophytes représentent la phase haploïde des plantes.
Les 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 se transforment en gamétophytes femelles et les microspores se transforment en 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 nouvelle plante sans accouplement. Les sporophytes ont évolué dans les plantes vasculaires pour devenir plus gros, plus dominants et plus vivants que les gamétophytes.
Les gamétophytes sont des plantes haploïdes qui utilisent la mitose pour produire des gamètes haploïdes. Ces gamètes sont des femelles sous la forme d'un ovule (œuf) ou mâle sous la forme de sperme. Les gamétophytes contiennent l'archegonium, ou organe sexuel féminin, ou ils contiennent l'anthéridium, ou organe sexuel masculin. Le spermatozoïde et l'ovule s'unissent dans l'archégone 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 de quelques cellules seulement. Un grain de pollen représente un exemple de gamétophyte mâle dans les plantes vasculaires.
Plantes vasculaires vs. vasculaires
Les plantes vasculaires et non vasculaires présentent des différences intéressantes entre leurs sporophytes et leurs gamétophytes. Les plantes vasculaires n'ont pas besoin d'autant d'eau pour se développer, et elles affichent leur grande phase de sporophyte à vie longue comme plante réelle. Les gymnospermes tels que les conifères contiennent un peu de tissu de gamétophyte femelle dans leurs cônes, comme les pignons. Ces noix contiennent le sporophyte diploïde embryonnaire. Le gamétophyte des conifères mâles existe sous forme de pollen, qui est 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 comme pollen. Les petits gamétophytes des plantes vasculaires ne vivent que pour une saison. Les plantes vasculaires produisant deux types de spores et de gamétophytes sont dites hétérosporiques.
Les plantes non vasculaires telles que les bryophytes (qui comprennent les mousses, les hépatiques et les cornoustes) présentent des caractéristiques différentes pour leurs gamétophytes et leurs sporophytes. Les bryophytes sont les plantes terrestres les plus anciennes de la planète, qui existent depuis plus de 400 millions d'années. Ils ont besoin de lieux plus humides pour leur succès reproducteur. 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 s'attache aux substrats via les rhizoïdes plutôt que le sporophyte diploïde. En effet, leurs sporophytes n'ont pas une durée de vie aussi longue que celle des plantes vasculaires. Le sporophyte se forme à partir d'un œuf fécondé à l'intérieur de l'archégonium en forme de ballon et s'attache au gamétophyte par l'intermédiaire d'un pied pénétrant. Le sporophyte reçoit la nourriture du gamétophyte. Le sporophyte forme une très petite tige appelée seta et un seul sporange. Une couverture protectrice appelée calyptra entoure ce sporophyte embryonnaire. Les spores unicellulaires voyagent par le vent et ne germent que dans une zone humide; l'eau est nécessaire pour la fertilisation. Ensuite, ils forment une nouvelle usine de gamétophyte, qui crée plus de spores dans le cycle des sporophytes. Parce qu'ils ne font qu'un type de spore et de gamétophyte, ces plantes non vasculaires sont appelées homosporic.
Contrôles génétiques des processus de production
Les scientifiques continuent à apprendre plus de générations alternantes dans les plantes. Des études génétiques sur les mousses révèlent qu'un groupe de protéines appelées KNOX contribue au développement des sporophytes. Chez les angiospermes Arabidopsis thaliana
, le gène PKL est nécessaire chez les sporophytes maternels pour favoriser le développement des gamétophytes mâles et femelles. La recherche continue donne des aspects encore plus fascinants de la nature complexe des processus de production de sporophytes et de gamétophytes.
