L’alternanza delle generazioni è un concetto importante nell’evoluzione delle piante., Tutte le piante terrestri hanno alternanza di generazioni.

Nei muschi e nei loro parenti (Briofite), il gametofito aploide è la generazione dominante e gli sporofiti diploidi sono steli portanti sporangi che crescono dai gametofiti. Nelle felci, lo sporofito diploide è molto più grande, ma il gametofito aploide è anche una piccola pianta che può crescere a lungo.

Per le piante da fiore (Angiosperme), la generazione di sporofiti è quasi l’intero ciclo di vita (la pianta verde, le radici ecc.) tranne le piccole strutture riproduttive (polline e ovulo).,

Lo sporofito produce spore (da cui il nome), per meiosi. Questi si sviluppano in un gametofito. Sia le spore che il gametofito risultante sono aploidi, il che significa che hanno la metà dei cromosomi. Successivamente, il gametofito maturo produce gameti maschili o femminili (o entrambi) per mitosi. La fusione di gameti maschili e femminili (fecondazione) produce uno zigote diploide che si sviluppa in un nuovo sporofito. Questo è il ciclo che è noto come alternanza di generazioni o alternanza di fasi.,

Come fattore nell’evoluzione delle piantemodifica

Nel punto di riferimento work Variation and evolution in plants, Stebbins ha discusso di come l’alternanza delle generazioni fosse correlata all’evoluzione complessiva delle piante. Ha iniziato:

“La differenza più evidente tra il ciclo sessuale degli animali e quelli che si trovano nelle piante è che, ad eccezione di alcuni protozoi, gli animali sono diploidi in tutti gli stadi, mentre quasi tutte le piante possiedono uno stadio aploide di durata maggiore o minore. Inoltre, la sequenza di tipi di alternanza di generazioni… è una delle caratteristiche più note dell’evoluzione delle piante…, La generazione diploide si è indubbiamente evoluta indipendentemente molte volte diverse”.

Più tardi Stebbins commenta:

“La condizione diploide determina un aumento della flessibilità perché rende possibile la condizione di dominanza genetica e recessività. In un organismo aploide ogni nuova mutazione è immediatamente esposta all’azione della selezione… In un organismo diploide, invece, ogni nuovo mutante nasce come eterozigote e, se recessivo, è al riparo dalla selezione”.,

Il punto è che, nei diploidi, i nuovi alleli sono protetti e (collettivamente) sono un serbatoio di potenziale variazione nella popolazione.

AlgaeEdit

La maggior parte delle alghe ha generazioni dominanti di gametofiti, ma in alcune specie i gametofiti e gli sporofiti sono morfologicamente simili (isomorfi).

BryophytesEdit

Le briofite (muschi, epatiche e hornworts) hanno uno stadio gametofito dominante su cui lo sporofito adulto dipende dal gametofito per la nutrizione., Lo sporofito si sviluppa dallo zigote all’interno dell’organo sessuale femminile, quindi il suo sviluppo precoce è nutrito dal gametofito.

Vascolare plantsEdit

indipendente sporophyte è la forma dominante in tutti clubmosses, equiseti, felci, gimnosperme e angiosperme (piante con fiori) che sono sopravvissuti fino ad oggi.,

Earlier evolutionEdit

Le prime piante terrestri avevano sporofiti che producevano spore identiche: sembravano uguali a qualsiasi sesso si sviluppassero. Gli antenati delle gimnosperme svilupparono complessi cicli di vita eterosporosi: le spore che producevano gametofiti maschili e femminili erano di dimensioni diverse. Le megaspore femminili tendono ad essere più grandi e meno numerose delle microspore maschili.

Durante il Devoniano, diversi gruppi vegetali hanno evoluto indipendentemente l’eterosporia e l’endosporia successiva, in cui singole megaspore sono state mantenute all’interno degli sporangi dello sporofito genitore., Queste megaspore endosporiche avevano un gametofito femminile multicellulare in miniatura con organi sessuali femminili e cellule uovo. Gli ovuli sono stati fecondati da sperma a nuoto libero prodotto da gametofiti maschi miniatuarizzati a vento sotto forma di pre-polline.

Lo zigote risultante si sviluppò nella successiva generazione di sporofiti mentre era ancora all’interno del singolo grande megaspore femminile nello sporangio dello sporofito genitore. L’evoluzione dell’eterosporia e dell’endosporia furono tra i primi passi nell’evoluzione dei semi del tipo prodotto dalle gimnosperme e dalle angiosperme.