Чередование поколений

Чередование поколений – это смена в жизненном цикле растений 2 различных поколений: бесполого (диплоидного спорофита) и полового (гаплоидного гаметофита). У высших растений чередование поколений гетероморфное, т.к. спорофит и гаметофит различны морфологически и по продолжительности жизни. У всех высших растений, исключая мхи, в жизненном цикле преобладает спорофит, а гаметофит развит слабее и относительно недолговечен.

Развитие гаметофита начинается с прорастания споры и заканчивается образованием гамет.

Развитие спорофита начинается с зиготы, образованной после полового процесса, и заканчивается после образования спор.

Оба поколения развиваются либо независимо, как самостоятельные особи (равноспоровые папоротники, плауны, хвощи), либо одно поколение, будучи лишенным самостоятельного развития, «поселяется» на другом (мхи и семенные). Так, у мхов, спорофит развивается на зеленом гаметофите, а у семенных растений – гаметофит никогда не покидает спорофита.

Чередование поколений связано со сменой ядерных фаз – гаплоидной (n) и диплоидной (2n). Границами ядерных фаз служат образование мейоспор (переход диплоидной фазы в гаплоидную) и половой процесс (переход гаплоидной фазы в диплоидную).

В чем заключается эволюционный смысл чередования поколений? В обеспечении обильного и разнокачественного потомства. Бесполое размножение весь производительно, т.к. на одном растении споры образуются в огромных количествах. Но новый организм появляется из одной споры без слияния с какой-либо другой клеткой, поэтому изменчивость в потомстве была бы ограниченной, если бы бесполое размножение не сопровождалось половым, при котором обеспечивается сочетание разных качеств, привносимых разнополыми гаметами. Эти разные качества обогащают наследственную основу спорофита. Что касается смены ядерных фаз, то это неизбежно потому, что если бы не было редукции ядерного вещества, то при каждом сочетании гамет количество хроматина увеличивалось бы в геометрической прогрессии, что просто немыслимо.