Modul surprinzător prin care sunt reproduse ferigile

Ferigile sunt plante vasculare cu frunze care, deși au un sistem vascular care permite curgerea apei și a nutrienților precum coniferele și plantele cu flori, ciclul lor de viață este foarte diferit de cel al altor plante. Coniferele și plantele cu flori au evoluat pentru a supraviețui în condiții dure și uscate, dar ferigile au nevoie de apă pentru reproducerea sexuală.

Anatomia de bază a ferigilor

Pentru a înțelege reproducerea ferigilor, este important să identificați părțile lor. Frunzele sunt „ramurile” cu frunze, formate din foliole numite pinne. Pe partea inferioară a unor pinne pot fi observate umflături de culoare diferită care conțin spori. Nu toate frunzele și pinele au spori; cei care le au se numesc fronde fertile.

Sporii sunt structuri minuscule care conțin materialul genetic necesar pentru dezvoltarea unei noi ferigi . Pot fi verzi, galbeni, negre, maro, portocalii sau roșii. Sporii sunt conținuți în structuri numite sporangi , care sunt uneori grupate pentru a forma un sorus. La unele ferigi sporangiile sunt protejate de o membrană numită indusie, în timp ce la altele sporangiile sunt expuse la aer.

alternarea generatiilor

Ciclul de viață al ferigii necesită două generații pentru a se finaliza. Aceasta se numește alternanță de generații.

O generație este diploidă, ceea ce înseamnă că poartă două seturi identice de cromozomi în fiecare celulă sau întregul machiaj genetic (ca o celulă umană). Ferigile cu frunze purtătoare de spori fac parte din generația diploide, numită sporofit .

Sporii unei ferigă nu se dezvoltă în sporofiți cu frunze; nu sunt ca semințele plantelor cu flori. În schimb, ei produc o generație haploidă. Într-o plantă haploidă, fiecare celulă conține un set de cromozomi sau jumătate din structura genetică (cum ar fi un spermatozoid sau un ovul uman). Această generație de ferigi seamănă cu un răsad mic în formă de inimă. Se numește prothalus sau gametofit.

Ciclul de viață al ferigii

Începând cu feriga așa cum o recunoaștem (sporofitul), ciclul său de viață urmează următorii pași:

1. Sporofitul diploid produce spori haploizi prin meioză, același proces care produce ouă și spermatozoizi la animale și plante cu flori.
2. Fiecare spor se dezvoltă într-un prothalus fotosintetic (gametofit), generat prin mitoză. Deoarece mitoza menține numărul de cromozomi, fiecare celulă a protalului este haploidă. Acest răsad este mult mai mic decât feriga sporofită.
3. Fiecare protal produce gameți prin mitoză. Meioza nu este necesară deoarece celulele sunt deja haploide. Adesea, un prothalus produce spermatozoizi și ovule în același răsad. În timp ce sporofitul era format din fronde și rizomi, gametofitul are foliole și rizoizi. În interiorul gametofitului, sperma este produsă într-o structură numită anteridiu. Oul este produs într-o structură similară numită arhegonium.
4. Când există apă, spermatozoizii își folosesc flagelul pentru a ajunge la un ovul și a-l fertiliza.
5. Ovulul fertilizat rămâne atașat de protal. Oul este un zigot diploid format din combinația de ADN din ovul și spermatozoizi. Zigotul crește prin mitoză în sporofitul diploid, completând astfel ciclul de viață.

Înainte ca oamenii de știință să înțeleagă structurile și procesele genetice, reproducerea ferigilor era uluitoare. Părea că ferigile adulte au apărut din spori. Într-un fel, acest lucru este adevărat, dar puieții mici care ies din spori sunt genetic diferiți de ferigile adulte.

Trebuie avut în vedere că spermatozoizii și ovulul pot fi produse în același gametofit, astfel încât o ferigă poate fi fertilizată intern. Avantajele fertilizării interne sunt că se irosesc mai puțini spori, nu sunt necesari purtători externi de gameți, iar organismele adaptate mediului lor își pot menține caracteristicile. Avantajul fertilizării încrucișate este că pot fi introduse noi trăsături în specie.

Alte moduri pe care le folosesc ferigile pentru a se reproduce

Ciclul de viață al ferigilor se referă la reproducerea sexuală. Cu toate acestea, ferigile se pot reproduce și asexuat. Să vedem cum sunt aceste procese.

• În apogamie , un sporofit se dezvoltă într-un gametofit fără a avea loc fertilizarea. Ferigile folosesc această metodă de reproducere atunci când condițiile de mediu sunt prea uscate pentru a permite fertilizare.
• Ferigile pot produce noi ferigi la vârfurile prolifice ale frunzelor. Pe măsură ce noua ferigă crește, greutatea ei face ca frunzele să cadă la pământ. Odată ce noua ferigă prinde rădăcini, poate supraviețui separat de planta părinte. Noua ferigă este identică genetic cu părintele ei. Ferigile folosesc această metodă ca o modalitate de reproducere rapidă.
• Rizomii  (structuri fibroase asemănătoare rădăcinilor) se pot răspândi prin sol, iar din ele pot încolți noi ferigi . Ferigile care cresc din rizomi sunt, de asemenea, genetic identice cu părinții lor. Aceasta este o altă metodă care permite redarea rapidă.

Reproducerea ferigilor: rezumat

• Ferigile folosesc atât metode sexuale, cât și asexuate de reproducere.
• În reproducerea sexuală, un spor haploid se dezvoltă într-un gametofit haploid. Dacă există suficientă umiditate, gametofitul devine fertilizat și devine un sporofit diploid. Sporofitul produce spori, completând astfel ciclul de viață.
• Metodele asexuate de reproducere includ apogamia, reproducerea la vârfurile frunzelor prolifice și încolțirea de noi ferigi pe rizomii răspândiți la sol.

Referinţă

• STRASBURGER, Tratat de botanică (ediția a 35-a), Sitte și colab . Editorial Omega.