Cos'è il gametofito? (Esempi in diverse specie)

Il gametofito è un organismo aploide multicellulare che ha origine da una spora aploide che ha un gruppo di cromosomi. Co corrisponde alla fase aploide di un vegetale, destinato a produrre gameti, e alla fase sessuale in una delle due fasi alternative del ciclo di vita delle piante terrestri e delle alghe marine.

Questo organismo sviluppa organi sessuali che originano i gameti, che sono cellule sessuali aploidi che intervengono nella fecondazione. Questo dà origine a uno zigote diploide, cioè con due serie di cromosomi.

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

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

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

Gametófito in briofite

In questo gruppo di piante (muschi, epatiche e cornuti) il gametofito è la fase più importante del ciclo biologico.

Questo gametofito di briofita ha una lunga vita ed è indipendente dal punto di vista nutrizionale. Gli sporofiti, in generale, sono attaccati ai gametofiti e ne hanno bisogno.

Nei muschi, la spora inizia a crescere mentre germina e produce un filamento di cellule chiamato protonema.

Quando è maturo, il gametofito evolve sotto forma di gemme dense che danno origine agli organi sessuali o ai gametangios che sono i produttori di gameti. Le uova sono prodotte in archegonia e spermatozoi nell'anteridia.

In gruppi come gli epatiti appartenenti all'ordine Marchantiales, i gameti hanno origine in organi specializzati chiamati gametofori o gametangiophors.

Gametófitos in piante vascolari

In tutte le piante vascolari (con gambo, foglie e radici) predominano sporofiti con una tendenza verso i piccoli gametofiti femminili e dipendenti da sporofiti. Questo divenne sempre più evidente mentre le piante si evolvevano verso la forma di riproduzione da parte dei semi.

Le felci producono un singolo tipo di spore chiamate omospores. I loro gameti sono esosporici, il che significa che i gametofiti vivono liberamente e si evolvono fuori dal muro delle spore.

Questi gametofiti esosporici possono essere bisessuali (monoici), cioè capaci di produrre spermatozoi e ovuli nello stesso organismo. Se si specializzano in organismi femminili e maschili, separatamente, sono chiamati dioicos.

Le piante vascolari eterosporine (producono sia megaspores che microspore) hanno un gametofito che si sviluppa endospóricamente, all'interno della parete delle spore. In questo caso, i gametofiti sono dioici, producono ovuli o spermatozoi, ma mai entrambi.

Gametófitos in felci

Nelle felci, i gametofiti sono piccoli, svolgono la fotosintesi e hanno uno stile di vita libero, poiché non hanno bisogno dello sporofito per la loro alimentazione.

Nella specie Leptosporangiado dryopteris, felce, il gametofito è autotrofo (produce il proprio cibo), svolge la fotosintesi e ha una struttura chiamata protallo che produce i gameti. Il prothallus mantiene lo sporofito nel suo stadio di sviluppo precoce pluricellulare.

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

Gametofitos in licofitos

Nei licofitos vengono prodotti due diversi tipi di gametofiti. Nelle famiglie Huperziaceae e Lycopodiaceae, i gametofiti germogliati delle spore sono liberi-viventi, sotterranei e micotropici, il che significa che ottengono il loro cibo attraverso relazioni simbiotiche con i funghi.

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

Quando sono mature, le fessure nell'unione del trilete si aprono per facilitare l'ingresso dei gameti maschili verso l'archegonia, dove vengono contattati con gli ovuli.

Gametófitos in piante con semi

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

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

Nelle piante da seme, il microgame è noto come polline. Le cellule microgame della pianta seme sono formate da due o tre cellule quando i grani di polline lasciano lo sporangio.

Tutte le piante con semi sono eterodospore e producono spore di diverse dimensioni: grandi spore femminili e piccole spore maschili.

Il megagametroide si evolve all'interno dei megaspore delle piante vascolari senza semi e all'interno del megasporangio in un cono o fiore di piante con seme.

Il microgame di semi, che è il granello di polline, viaggia fino al punto in cui la cellula uovo è trasportata da un vettore fisico o animale e lì produce due spermatozoi per mitosi.

gimnosperme

Negli impianti di gimnosperme, il megagame è composto da diverse migliaia di cellule e ha da una a diverse archegonie, ciascuna con un singolo ovulo. Il gametofito si trasforma in tessuto per conservare il cibo nel seme.

angiosperme

Nelle piante angiosperme, il megagame si riduce a pochi nuclei e cellule e viene chiamato sacco embrionale. Il sacco embrionale rappresentativo ha sette cellule e otto nuclei, e uno di questi è la cellula uovo.

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

Le piante con semi sono caratterizzate perché megaspora è trattenuta all'interno dello sporofito, da tessuti chiamati tegumenti. Questi hanno la funzione di avvolgere e proteggere megasporangio.

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

Al set formato dal megasporangium, dal megaspora e dai tegumenti, si chiama ovulo. All'interno di ogni ovulo, una gametofita femminile si evolve da un megasporo producendo uno o più gameti femminili.

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

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

Gametófitos negli animali

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

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

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

Pertanto, la meiosi è gamética e si ritiene che questo ciclo sia il più evoluto negli organismi viventi.

Eteromorfia dei gametofiti

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

Il gametófito responsabile della produzione di ovuli è chiamato megagametófito, a causa delle sue grandi dimensioni, e il gametófito responsabile della produzione di spermatozoi è chiamato microgametófito. Se i gametofiti producono ovuli e spermatozoi in piante separate, sono chiamati dioico.

Le piante eterodole come certi licofitos, le felci acquatiche, così come in tutte le gimnospermas e le angiosperme, possiedono due esporangios diversi. 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 diversi gametofiti 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 di Sphaerocarpo.