Em todas as plantas e algumas algas, existe uma alteração de gerações nas quais as espécies têm fases diplóides e haploides. A reprodução sexual resulta em gametas que combinam duas células de indivíduos diferentes. Os haploides contêm um conjunto de cromossomos em cada uma de suas células. As células diplóides contêm dois conjuntos de cromossomos. Para as plantas, as células haploides e diploides se dividem por mitose. A fase haplóide das plantas é chamada de gametófito e a fase diplóide é chamada de esporófito. A prole alterna de esporófitos diplóides a gametófitos haploides e volta novamente em gerações. Isso significa que as plantas geram dois tipos diferentes de plantas com o mesmo material genético.
TL; DR (muito longo; não leu)
As plantas existem em gerações alternadas chamadas esporófitos e gametófitos. Esporófitos representam a fase diplóide das plantas. Os gametófitos representam a fase haplóide das plantas.
Características dos esporófitos
Os esporófitos são plantas diplóides que usam meiose para produzir esporos. Esses esporos são células haplóides que crescem em gametófitos haplóides. Os megásporos se transformam em gametófitos femininos e os micrósporos em gametófitos masculinos. A meiose ocorre no esporângio de um esporófito e resulta em esporos haplóides. Esses esporos contêm uma célula que pode se tornar outra nova planta sem acasalar. Os esporófitos evoluíram nas plantas vasculares para se tornarem maiores, mais dominantes e de maior duração em comparação aos gametófitos.
Características dos gametófitos
Os gametófitos são plantas haplóides que usam mitose para produzir gametas haplóides. Esses gametas são femininos na forma de óvulo (óvulo) ou masculinos na forma de esperma. Os gametófitos contêm o archegonium, ou órgão sexual feminino, ou antheridium, ou órgão sexual masculino. O esperma e o óvulo se unem no arquegônio para produzir uma célula zigoto diplóide. Esse zigoto se torna um esporófito. Os gametófitos das plantas vasculares tendem a ser muito menores que os esporófitos, às vezes até com apenas algumas células. Um grão de pólen representa um exemplo de gametófito masculino em plantas vasculares.
Plantas não vasculares vs. vasculares
As plantas vasculares e não vasculares apresentam diferenças interessantes entre seus esporófitos e gametófitos. As plantas vasculares não precisam de tanta água para prosperar e exibem sua fase esporófita grande e duradoura como a planta real. Gimnospermas, como as coníferas, contêm um pouco de tecido gametófito feminino em seus cones, como pinhões. Essas nozes contêm o esporófito diplóide embrionário. O gametófito de coníferas masculino existe como pólen, que é disperso pelo vento. Para plantas com flores, como árvores frutíferas e flores, os gametófitos femininos contêm algumas células e residem no ovário da flor; o macho existe como pólen. Os pequenos gametófitos de plantas vasculares vivem apenas uma temporada. As plantas vasculares que produzem dois tipos de esporos e gametófitos são chamadas heterospóricas.
As plantas não vasculares, como as briófitas (que incluem musgos, hepáticas e hornworts), apresentam características diferentes para seus gametófitos e esporófitos. As briófitas são as plantas terrestres mais antigas do planeta, que existem há mais de 400 milhões de anos. Eles exigem locais mais úmidos para seu sucesso reprodutivo. Seus esporófitos não são visivelmente dominantes. No entanto, sua geração de gametófitos é a parte fotossintética perceptível da planta (como o musgo verde) que se liga aos substratos por meio de rizóides, em vez do esporófito diplóide. De fato, seus esporófitos não são tão duradouros quanto nas plantas vasculares. O esporófito se forma a partir de um óvulo fertilizado dentro do arqueônio semelhante ao frasco e se liga ao gametófito através de um pé penetrante. O esporófito recebe nutrição do gametófito. O esporófito forma uma haste muito pequena chamada seta e um único esporângio. Uma cobertura protetora chamada caliptra envolve esse esporófito embrionário. Os esporos unicelulares viajam pelo vento e germinam apenas em uma área úmida; é necessária água para fertilização. Então eles formam uma nova planta de gametófitos, que cria mais esporos no ciclo dos esporófitos. Como produzem apenas um tipo de esporo e gametófito, essas plantas não vasculares são chamadas homospóricas.
Controles genéticos dos processos de geração
Os cientistas continuam aprendendo mais gerações alternadas nas plantas. Estudos genéticos de musgos revelam que um grupo de proteínas chamado KNOX ajuda a impulsionar o desenvolvimento de esporófitos. Na angiosperma Arabidopsis thaliana, o gene PKL é necessário para que os esporófitos maternos promovam o desenvolvimento de gametófitos masculino e feminino. A pesquisa contínua produz aspectos ainda mais fascinantes da natureza complexa dos processos de geração de esporófitos e gametófitos.
