HETEROSPORIA: PROCES EN REPRODUCTIE - BIOLOGIE - 2026

De heterosporie is de ontwikkeling van sporen van twee verschillende groottes en geslachten, in esporofitos van landplanten met zaden, evenals in bepaalde mossen en varens. De kleinste spore is de microspore en het is mannelijk, de grootste spore is de megaspore en het is vrouwelijk.

Heterosporia verschijnt autonoom als een evolutionair teken in sommige plantensoorten, tijdens het Devoon periode van isosporia. Deze gebeurtenis vond plaats als een van de onderdelen van het evolutionaire proces van seksuele differentiatie.

Oudst bekende plant met heterosporia: zijn sporangia produceerde sporen van twee bereiken van discrete grootte. Door James St. John, via Wikimedia Commons

Natuurlijke selectie is de oorzaak van de ontwikkeling van heterosporia, aangezien de druk die door de omgeving op de soort werd uitgeoefend een toename van de grootte van de propagule (elke aseksuele of seksuele voortplantingsstructuur) stimuleerde.

Dit leidde tot een toename van de grootte van de sporen en vervolgens tot de soort die kleinere microsporen en grotere megaspores produceerde.

In veel gevallen was de evolutie van heterosporia afkomstig van homoseksualiteit, maar de soort waarin deze gebeurtenis voor het eerst plaatsvond, is al uitgestorven.

Onder de heterosporische planten zijn de planten die zaden produceren de meest voorkomende en welvarende, en vormen ze bovendien de grootste subgroep.

Het proces van heterosporia

Tijdens dit proces evolueert de megaspore naar een vrouwelijke gametofyt, die alleen oosferen produceert. Bij de mannelijke gametofyt wordt de microspore geproduceerd die kleiner is en alleen sperma produceert.

Megaspores worden geproduceerd in kleine hoeveelheden binnen de megasporangia en microsporen worden in grote hoeveelheden geproduceerd binnen de microsporangia. Heterosporia heeft ook invloed op de sporofyt, die twee soorten sporangia moet produceren.

De eerste bestaande planten waren allemaal homosporisch, maar er zijn aanwijzingen dat heterosporia verschillende keren voorkwam in de eerste opvolgers van de Rhyniophytas-planten.

Het feit dat heterosporia meerdere keren is verschenen, suggereert dat het een kenmerk is dat voordelen oplevert voor selectie. Vervolgens werden de planten steeds meer gespecialiseerd in heterosporia.

Zowel gevasculariseerde planten (planten met wortel, stengel en bladeren) die geen zaden hebben, als niet-gevasculariseerde planten hebben water nodig in een van de belangrijkste stadia van hun levenscyclus, omdat het sperma alleen erdoorheen komt de oosfeer.

Microsporen en megaspores

Microsporen zijn haploïde cellen (cellen met een enkele set chromosomen in de kern) en in endosporale soorten omvatten de mannelijke gametofyt, die via wind, waterstromingen en andere vectoren, zoals dieren, naar megaspores wordt getransporteerd.

De meeste microsporen hebben geen flagellen, daarom kunnen ze geen actieve bewegingen maken om te bewegen. In hun configuratie hebben ze externe dubbelwandige structuren die het cytoplasma en de kern, die centraal staat, omringen.

Megaspores bezitten vrouwelijke megafyten in heterospore plantensoorten en ontwikkelen een archegonia (vrouwelijk geslachtsorgaan), die eitjes produceert die worden bevrucht door het sperma dat wordt geproduceerd in de mannelijke gametofyt, afkomstig van de microspore.

Als gevolg hiervan vindt de vorming van een bevruchte diploïde eicel of zygoot plaats, die zich vervolgens zal ontwikkelen tot het sporofyt-embryo.

Wanneer de soort exosporisch is, ontkiemen de kleine sporen om de mannelijke gametofyten te doen ontstaan. De grootste sporen ontkiemen om de vrouwelijke gametofyten te doen ontstaan. Beide cellen leven vrij.

Bij endosporische soorten zijn de gametofyten van beide geslachten erg klein en bevinden ze zich op de wand van de sporen. Megaspores en megagametofyten worden geconserveerd en gevoed door de sporofytfase.

In het algemeen zijn endoscopische plantensoorten tweehuizig, dat wil zeggen dat er vrouwelijke individuen en mannelijke individuen zijn. Deze voorwaarde moedigt kruising aan. Om deze reden worden microsporen en megaspores geproduceerd in afzonderlijke sporangia (heterangy).

Heterosporische reproductie

Heterosporia is een bepalend proces voor de evolutie en ontwikkeling van planten, zowel uitgestorven als vandaag de dag. Het in stand houden van de megaspores en de verspreiding van de microsporen begunstigt en stimuleert de verspreidings- en reproductiestrategieën.

Dit aanpassingsvermogen van de heterosporia vergroot het succes van de voortplanting in hoge mate, omdat het gunstig is om deze strategieën in elke omgeving of habitat te hebben.

Heterosporia staat geen zelfbevruchting toe in een gametofyt, maar stopt niet gametofyten die afkomstig zijn van dezelfde parende sporofyt. Dit type zelfbevruchting wordt sporofytische zelfbevruchting genoemd en komt veel voor bij angiospermen.

Haig-Westoby-model

Om de oorsprong van heterosporia te begrijpen, wordt het Haig-Westoby-model gebruikt, dat een verband legt tussen de minimale sporegrootte en de succesvolle reproductie van biseksuele gametofyten.

In het geval van een vrouwelijke functie, verhoogt het vergroten van de minimale sporegrootte de kans op succesvolle reproductie. In het mannelijke geval wordt het succes van de reproductie niet beïnvloed door de toename van de minimale grootte van de sporen.

De ontwikkeling van zaden is een van de belangrijkste processen voor landplanten. Er wordt geschat dat de verzameling karakters die de capaciteiten van het zaad bepalen, rechtstreeks wordt beïnvloed door de selectieve druk die deze kenmerken veroorzaakte.

Geconcludeerd kan worden dat de meeste karakters worden geproduceerd door directe invloed van het verschijnen van heterosporia en het effect van natuurlijke selectie.

Referenties

1. Bateman, Richard M. en DiMichele, William A. (1994). Heterospory: de meest iteratieve sleutelinnovatie in de evolutie van planten. Biological Reviews, 345-417.
2. Haig, D. en Westoby, M. (1988). Een model voor het ontstaan ​​van heterosporie. Journal of Theoretische Biologie, 257-272.
3. Haig, D. en Westoby, M. (1989). Selectieve krachten bij het ontstaan ​​van de zaadgewoonte. Biologisch tijdschrift, 215-238.
4. Oxford-Complutense. (2000). Wetenschappelijk woordenboek. Madrid: Redactie Complutense.
5. Petersen, KB en Bud, M. (2017). Waarom is heterosporie geëvolueerd? Biologische recensies, 1739-1754.
6. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Life: The Science of Biology. Buenos Aires: Redactie Médica Panamericana.