孢子体：起源和例子 - 生物学

子孢子是植物或藻类生命周期中的二倍体多细胞阶段。它起源于当单倍体卵受单倍体精子受精时产生的合子，因此每个孢子体细胞都有两组染色体，每个亲本都有一条。

陆地植物和几乎所有的多细胞藻类都有生命周期，其中多细胞二倍体孢子体相与多细胞单倍体配子体相交替。

保罗·加莱（Paul Garais）通过Wikimedia Commons

具有种子的植物（裸子植物）和开花的植物（附子植物）比杂配子体具有更突出的孢子体相，并构成具有根，茎，叶，球果或花的绿色植物。

在开花植物中，配子体很小，被发芽的花粉和胚囊所取代。

孢子体通过减数分裂产生孢子（因此得名），该过程称为“还原分裂”，其将每个孢子干细胞的染色体数目减半。产生的中子孢子（源自减数分裂的孢子）发展成配子体。

产生的孢子和配子体是单倍体，这意味着它们只有一组染色体。成熟的配子体将通过有丝分裂产生雄性或雌性配子（或两者）。

男性和女性配子的结合将产生二倍体合子，该二倍体合子将发展为新的孢子体。该循环称为世代交替或相位交替。

孢子体的起源

陆生植物（胚）中孢子体的起源代表了进化发展的基本阶段。除原核生物外，所有生物均进行有规律的有性繁殖，涉及减数分裂与受精之间的规律交替，表达两个交替的世代。

为了解释后代的起源，有两种理论：对立的和同源的。根据可能的陆地植物祖先的证据，对立理论被认为更为合理。

但是，在苔藓植物藻类的进化过程和陆生植物向蕨类植物的过渡期方面，存在一定的权衡。最好使用新达尔文理论和其他进化遗传过程作为参考来分析这两个主要变化。

也使用术语终末减数分裂，因为该过程发生在该细胞系生命周期的终点。这些生物由二倍体细胞组成，单倍体细胞以配子为代表。

总之，孢子体不是通过减数分裂形成配子而是单倍体孢子。这些孢子通过有丝分裂分裂而成为配子体，直接产生配子。

在这些植物物种中，生命周期是由几代交替形成的：从二倍体孢子体到单倍体配子体。当雄配子和雌配子结合并受精时，就会产生称为合子的二倍体细胞，从而再生孢子体的生成。

这样，陆生植物的生命周期是双单叶的，中间或孢子减数分裂。除苔藓植物和蕨类植物外，所有陆地植物均为异孔性标本，这意味着孢子体会产生两种不同类型的孢子囊（大孢子囊和小孢子囊）。

大孢子囊产生大孢子，而小孢子囊产生小孢子。这些细胞将分别发育成雌性和雄性配子体。

配子体和孢子体的形状以及它们的发育程度是不同的。这就是所谓的交替异形生成。

苔藓植物和苔类植物被发现的苔藓植物群表现出配子体阶段占主导地位，成年孢子体需要营养。

胚胎孢子体通过合子在女性性器官或弓形虫中的细胞分裂而进化，并且在其早期发育中，它是由配子体喂养的。通过在生命周期中具有这种胚胎特征（所有陆生植物都具有这种特征），将这一组命名为胚芽植物。

就藻类而言，存在优势配子体的世代，在某些物种中，配子体和孢子体在形态上相似（同构）。在存活至今的马尾植物，蕨类，裸子植物和被子植物中，主要的形态是独立的孢子体。

最初的陆生植物具有产生相同孢子（等孢子或同孢子）的孢子体。裸子植物的祖先完善了复杂的异孢子生命周期，其中雌雄配子体产生的孢子大小不同。

女性大孢子往往比男性小孢子大而少。

在泥盆纪时期，一些植物群独立地发展了异孢子虫，后来又发展了内孢子虫，其中配子体在孢子壁内的转化最少。

在外生植物中，现代蕨类植物中，配子体从孢子中出来，打破了孢子的壁，并向外生长。

在内孢子植物中，大型配子体在孢子囊内进化，产生具有雌性器官（古细菌）的非常小的多细胞雌配子体。

卵母细胞中带有可移动的鞭毛状的精子，这些卵子是由微型花粉形式的雄性配子体产生的。产生的卵或合子被转化为新一代的孢子体。

同时，原始孢子体的修饰孢子囊中包含的单个大中孢子或大孢子被保留在前胚珠内。异孢子虫和内孢子虫的进化被认为是当今裸子植物和被子植物产生的种子进化的第一步。

在整个4.75亿年的时间里，陆地植物一直在完善和应用这些进化程序。当今存在的30万种植物具有复杂的生命周期，使孢子体（产生孢子的生物）和配子体（产生配子的生物）交替出现。

在非维管植物中，即它们没有茎或根（绿藻，苔藓和地榆），肉眼可见的结构是配子体。

与蕨类植物和种子植物等维管植物不同，它具有孢子体。非维管植物的孢子体产生单倍体单细胞孢子，并且作为减数分裂的产物是孢子囊。

纵观地球的自然历史，每种植物物种都设法保留与胚胎过程和物种解剖结构相关的独立发展机制。根据生物学家的说法，此信息对于试图了解世代交替的进化起源至关重要。