고사리가 재현되는 놀라운 방법

양치류는 잎이 많은 관다발 식물로 침엽수, 꽃식물과 같이 물과 영양분의 흐름을 허용하는 관속계를 가지고 있지만, 그 생활주기는 다른 식물과 매우 다릅니다. 침엽수와 꽃식물은 가혹하고 건조한 조건에서 생존하도록 진화했지만 양치류는 유성 생식을 위해 물이 필요합니다.

양치류의 기본 해부학

양치류의 번식을 이해하려면 양치류의 부분을 식별하는 것이 중요합니다. 잎은 pinnae라고 불리는 전단지로 구성된 잎이 많은 “가지”입니다. 포자를 포함하는 다른 색상의 범프가 일부 귓바퀴 밑면에서 볼 수 있습니다. 모든 잎과 귓바퀴에 포자가 있는 것은 아닙니다. 그것들을 가지고 있는 것은 비옥한 잎사귀라고 불립니다.

포자는 새로운 양치류가 발달하는 데 필요한 유전 물질을 포함하는 작은 구조입니다 . 녹색, 노란색, 검은색, 갈색, 주황색 또는 빨간색일 수 있습니다. 포자는 포자낭(sporangia) 이라는 구조에 포함되어 있으며 때로는 함께 그룹화되어 포자낭을 형성합니다. 일부 양치류에서는 포자낭이 인두시아라는 막으로 보호되는 반면, 다른 양치류에서는 포자낭이 공기에 노출됩니다.

세대교체

고사리 수명주기를 완료하려면 2세대가 필요합니다. 이를 세대교체라고 합니다.

한 세대는 이배체입니다. 즉, 각 세포에 두 개의 동일한 염색체 세트 또는 완전한 유전적 구성(인간 세포와 같은)을 가지고 있음을 의미합니다. 포자 함유 잎이 많은 양치류는 sporophyte 라고 불리는 이배체 세대의 일부입니다 .

양치류의 포자는 잎이 많은 포자체로 발달하지 않습니다. 그들은 꽃 피는 식물의 씨앗과 같지 않습니다. 대신, 그들은 반수체 세대를 생산합니다. 반수체 식물에서 각 세포는 한 세트의 염색체 또는 유전적 구성의 절반(인간의 정자 또는 난자와 같은)을 포함합니다. 이 세대의 양치류는 작은 하트 모양의 묘목과 비슷합니다. 그것은 prothallus 또는 gametophyte라고합니다.

고사리 수명주기

우리가 인식하는 고사리(포자체)부터 시작하여 수명 주기는 다음 단계를 따릅니다.

1. 2배체 포자체는 감수분열에 의해 반수체 포자를 생성하는데, 이는 동물과 꽃 피는 식물에서 난자와 정자를 생산하는 것과 동일한 과정입니다.
2. 각 포자는 유사분열에 의해 생성된 광합성 전엽체(배우체)로 발달합니다. 유사분열은 염색체의 수를 유지하기 때문에 전엽의 각 세포는 반수체입니다. 이 묘목은 포자체 고사리보다 훨씬 작습니다.
3. 각 prothallus는 유사 분열에 의해 gametes를 생성합니다. 세포가 이미 반수체이기 때문에 감수분열은 필요하지 않습니다. 종종 prothallus는 같은 묘목에서 정자와 난자를 생산합니다. 포자체는 잎과 뿌리 줄기로 구성되어 있지만 배우자 식물에는 전단지와 뿌리 줄기가 있습니다. gametophyte 정자 내부는 antheridium이라는 구조로 생산됩니다. 계란은 archegonium이라는 유사한 구조 내에서 생성됩니다.
4. 물이 있으면 정자 세포는 편모를 사용하여 난자로 이동하여 수정합니다.
5. 수정란은 전엽에 부착된 상태로 남아 있습니다. 난자는 난자와 정자의 DNA가 결합하여 형성된 이배체 접합체입니다. 접합체는 유사분열에 의해 2배체 포자체로 성장하여 수명 주기를 완료합니다.

과학자들이 유전적 구조와 과정을 이해하기 전에 양치류의 번식은 수수께끼였습니다. 마치 포자에서 양치류 성체가 나온 것 같았습니다. 어떤 의미에서 이것은 사실이지만 포자에서 나오는 작은 묘목은 성인 양치류와 유전적으로 다릅니다.

정자와 난자는 동일한 배우체에서 생산될 수 있으므로 양치류가 내부에서 수정될 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 체내 수정의 장점은 낭비되는 포자가 적고 외부 배우자 운반자가 필요하지 않으며 환경에 적응한 유기체가 특성을 유지할 수 있다는 것입니다. 교차 수정의 장점은 새로운 특성을 종에 도입할 수 있다는 것입니다.

양치류가 번식을 위해 사용하는 다른 방법

양치류의 수명주기는 유성 생식을 의미합니다. 그러나 양치류는 무성생식도 할 수 있습니다. 이러한 프로세스가 어떤지 봅시다.

• 변종 에서 sporophyte는 수정이 일어나지 않고 gametophyte로 발전합니다. 양치류는 환경 조건이 너무 건조해서 수정이 불가능할 때 이 번식 방법을 사용합니다.
• 양치류는 잎의 다산 끝에서 새로운 양치류를 생산할 수 있습니다. 새로운 고사리가 자라면서 그 무게로 인해 잎이 땅에 떨어집니다. 새로운 양치류가 뿌리를 내리면 부모 식물과 분리되어 생존할 수 있습니다. 새로운 고사리는 부모와 유전적으로 동일합니다. 양치류는 이 방법을 빠른 번식 방법으로 사용합니다.
• 뿌리줄기  (뿌리와 유사한 섬유질 구조)는 토양을 통해 퍼질 수 있으며 새로운 양치류가 싹을 틔울 수 있습니다 . 뿌리줄기에서 자라는 고사리는 부모와 유전적으로 동일합니다. 이것은 빠른 재생을 허용하는 또 다른 방법입니다.

고사리 번식: 요약

• 양치류는 유성과 무성 번식 방법을 모두 사용합니다.
• 유성 생식에서 반수체 포자는 반수체 배우체로 발전합니다. 수분이 충분하면 배우체가 수정되어 2배체 포자체가 됩니다. sporophyte는 포자를 생성하여 수명주기를 완료합니다.
• 무성 번식 방법에는 아포가미(apogamy), 다작의 잎 끝에서 번식, 땅에 퍼진 뿌리 줄기에서 새로운 양치류의 싹이 트기 등이 있습니다.

참조

• STRASBURGER, 식물학 논문(35판), Sitte et al . 편집 오메가.