- Le processus de l'hétérosporie
- Microspores et mégaspores
- Reproduction hétérosporique
- Modèle Haig-Westoby
- Références
L' hétérosporie est le développement de spores de deux tailles et sexes différents, dans des esporofitos de plantes terrestres à graines, ainsi que dans certaines mousses et fougères. La plus petite spore est la microspore et elle est mâle, la plus grande spore est la mégaspore et c'est la femelle.
L'hétérosporie apparaît comme un signe évolutif chez certaines espèces végétales, pendant la période dévonienne à partir de l'isosporie, de manière autonome. Cet événement s'est produit comme l'une des pièces du processus évolutif de différenciation sexuelle.
La plus ancienne plante connue à hétérosporie: ses sporanges produisaient des spores de deux gammes de taille discrète. Par James St.John, via Wikimedia Commons
La sélection naturelle est à l'origine du développement de l'hétérosporie, car la pression exercée par l'environnement sur l'espèce a stimulé une augmentation de la taille du propagule (toute structure de reproduction asexuée ou sexuée).
Cela a conduit à une augmentation de la taille des spores et, par la suite, à des espèces produisant des microspores plus petites et des mégaspores plus grandes.
À de nombreuses reprises, l'évolution de l'hétérosporie était due à l'homosexualité, mais les espèces dans lesquelles cet événement s'est produit pour la première fois sont déjà éteintes.
Parmi les plantes hétérosporiques, celles qui produisent des graines sont les plus répandues et les plus prospères, en plus de constituer le plus grand sous-groupe.
Le processus de l'hétérosporie
Au cours de ce processus, le mégaspore évolue en un gamétophyte femelle, qui ne produit que des oosphères. Chez le gamétophyte mâle, la microspore est produite qui est plus petite et ne produit que du sperme.
Les mégaspores sont produites en petites quantités dans les mégasporanges et les microspores sont produites en grandes quantités dans les microsporanges. L'hétérosporie influence également le sporophyte, qui doit produire deux types de sporanges.
Les premières plantes existantes étaient toutes homosporiques, mais il est prouvé que l'hétérosporie est apparue plusieurs fois chez les premiers successeurs des plantes Rhyniophytas.
Le fait que l'hétérosporie soit apparue à plusieurs reprises suggère que c'est une caractéristique qui apporte des avantages à la sélection. Par la suite, les plantes se sont de plus en plus spécialisées vers l'hétérosporie.
Les plantes vascularisées (plantes qui ont des racines, des tiges et des feuilles) qui n'ont pas de graines, ainsi que les plantes non vascularisées ont besoin d'eau à l'une des étapes clés de leur cycle de vie, car ce n'est qu'à travers elle que le sperme atteint l'oosphère.
Microspores et mégaspores
Les microspores sont des cellules haploïdes (cellules avec un seul ensemble de chromosomes dans le noyau) et dans les espèces endosporiques comprennent le gamétophyte mâle, qui est transporté vers les mégaspores par le vent, les courants d'eau et d'autres vecteurs, tels que les animaux.
La plupart des microspores n'ont pas de flagelles, c'est pourquoi elles ne peuvent pas faire de mouvements actifs pour se déplacer. Dans leur configuration, ils ont des structures externes à double paroi qui entourent le cytoplasme et le noyau, qui est central.
Les mégaspores possèdent des mégaphytes femelles dans des espèces végétales hétérospores et développent une archegonia (organe sexuel féminin), qui produit des ovules qui sont fécondés par le sperme produit dans le gamétophyte mâle, provenant de la microspore.
En conséquence, la formation d'un œuf diploïde fécondé ou d'un zygote se produit, qui se développera ensuite en embryon sporophyte.
Lorsque l'espèce est exosporique, les petites spores germent pour donner naissance aux gamétophytes mâles. Les plus grosses spores germent pour donner naissance aux gamétophytes femelles. Les deux cellules sont libres.
Chez les espèces endosporiques, les gamétophytes des deux sexes sont très petits et sont situés sur la paroi de la spore. Les mégaspores et les mégagamétophytes sont conservés et nourris par la phase sporophyte.
En général, les espèces végétales endoscopiques sont dioïques, c'est-à-dire qu'il existe des individus femelles et des individus mâles. Cette condition encourage les croisements. Pour cette raison, les microspores et les mégaspores sont produits dans des sporanges séparés (hétérangie).
Reproduction hétérosporique
L'hétérosporie est un processus déterminant pour l'évolution et le développement des plantes, éteintes et existantes aujourd'hui. Le maintien des mégaspores et la dissémination des microspores favorise et stimule les stratégies de dispersion et de reproduction.
Cette adaptabilité de l'hétérosporie améliore grandement le succès de la reproduction, car il est favorable d'avoir ces stratégies dans n'importe quel environnement ou habitat.
L'hétérosporie ne permet pas l'autofécondation chez un gamétophyte, mais n'arrête pas les gamétophytes provenant du même sporophyte d'accouplement. Ce type d'autofécondation est appelé auto-fécondation sporophytique et est courant chez les angiospermes.
Modèle Haig-Westoby
Pour comprendre l'origine de l'hétérosporie, le modèle Haig-Westoby est utilisé, qui établit une relation entre la taille minimale des spores et la reproduction réussie des gamétophytes bisexuels.
Dans le cas de la fonction féminine, l'augmentation de la taille minimale des spores augmente la probabilité d'une reproduction réussie. Chez le mâle, le succès de la reproduction n'est pas affecté par l'augmentation de la taille minimale des spores.
Le développement des graines est l'un des processus les plus importants pour les plantes terrestres. On estime que le pool de caractères qui établissent les capacités de la graine est directement influencé par les pressions sélectives qui ont causé ces caractéristiques.
On peut conclure que la plupart des caractères sont produits par l'influence directe de l'apparition de l'hétérosporie et de l'effet de la sélection naturelle.
Références
- Bateman, Richard M. et DiMichele, William A. (1994). Hétérosporie: l'innovation clé la plus itérative dans l'évolution des plantes. Biological Reviews, 345–417.
- Haig, D. et Westoby, M. (1988). Un modèle pour l'origine de l'hétérosporie. Journal of Theoretical Biology, 257-272.
- Haig, D. et Westoby, M. (1989). Forces sélectives dans l'émergence du port de la graine. Revue biologique, 215-238.
- Oxford-Complutense. (2000). Dictionnaire scientifique. Madrid: Complutense éditorial.
- Petersen, KB et Bud, M. (2017). Pourquoi l'hétérosporie a-t-elle évolué? Revues biologiques, 1739-1754.
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). La vie: la science de la biologie. Buenos Aires: Éditorial Médica Panamericana.