Av Dianne Hermance — Uppdaterad 24 mars 2022
Hos växter och vissa alger finns en tydlig generationsväxling, innefattande en diploid sporofytfas och en haploid gametofytfas. Sexuell reproduktion genererar könsceller som smälter samman från två distinkta individer, medan meios producerar haploida sporer som ger upphov till nästa generation. Haploida celler bär en enda kromosomuppsättning; diploida celler bär två. Båda faserna delar sig mitotiskt inom sina respektive strukturer. Den resulterande växlingen skapar två morfologiskt distinkta växtformer som delar identiskt genetiskt material.
Växter växlar mellan diploida sporofyter och haploida gametofyter. Sporofytfasen dominerar i vaskulära arter, medan gametofyten ofta är den fotosyntetiska enheten i icke-kärlväxter.
Sporofyten är den diploida generationen som genomgår meios inom specialiserade organ som kallas sporangier. Denna process ger haploida megasporer och mikrosporer. Megasporer utvecklas till kvinnliga gametofyter; mikrosporer blir manliga gametofyter. Hos kärlväxter tenderar sporofyter att vara större, mer robusta och leva längre än sina gametofyter.
Gametofyter är den haploida fasen, bildad av sporer som delar sig genom mitos. De producerar könsceller:ägg i arkegonium (kvinnligt organ) och spermier i antheridium (manligt organ). Befruktning inuti arkegonium producerar en diploid zygot, som utvecklas till nästa sporofyt. Hos de flesta vaskulära arter är gametofyter reducerade i storlek – ofta bara ett fåtal celler – som pollenkorn i blommande växter.
Kärlväxter har en dominerande sporofyt som kräver mindre vatten. För gymnospermer finns den kvinnliga gametofyten inom konen (t.ex. pinjenötter), medan hanen är pollen. Angiospermer innehåller en liten kvinnlig gametofyt inuti äggstocken och manligt pollen som är vindspritt. Däremot uppvisar mossor (mossor, levermossar, hornörter) en framträdande haploid gametofyt som utför fotosyntes och förankrar substrat via rhizoider. Deras sporofyter är mindre, fästa av en stjälk och ett sporangium, och förlitar sig på gametofyten för näringsämnen.
Forskning på mossor har identifierat transkriptionsfaktorer i familjen KNOX som nyckelfaktorer för utveckling av sporofyter. I modellen angiosperm Arabidopsis thaliana , PKL-genen är väsentlig för korrekt sporofytbildning och utvecklingen av både manliga och kvinnliga gametofyter. Pågående studier fortsätter att avslöja de invecklade genetiska nätverk som styr dessa livscykelövergångar.
