De levenscyclus van de varen
Hoe de reproductie van varens werkt
Varens wisselen generaties af als onderdeel van hun levenscyclus. mariaflaya/Getty Images
De levenscyclus van de varen vereist twee generaties planten om zichzelf te voltooien. Dit heet afwisseling van generaties .
Een generatie is diploïde , wat betekent dat het twee identieke sets van draagt chromosomen in elke cel of het volledige genetische complement (zoals een menselijke cel). De bladvaren met sporen maakt deel uit van de diploïde generatie, de sporofyt .
De sporen van een varen groeien niet uit tot bladsporofyt. Ze zijn niet zoals zaden van bloeiende planten. In plaats daarvan produceren ze een haploïde generatie. In een haploïde plant bevat elke cel één set chromosomen of de helft van het genetische complement (zoals een menselijke sperma- of eicel). Deze versie van de plant ziet eruit als een klein hartvormig plantje. Het heet de prothallus of gametofyt .
Details van de Varenlevenscyclus
Deze prothallus (rood gekleurd) heeft kleine blaadjes en vezelige rhizoïden. Als het ei eenmaal bevrucht is, zal uit deze structuur de herkenbare varenplant groeien. De prothallus is echter haploïde, terwijl de sporofyt diploïde is. Josep Maria Barres/Getty Images
Beginnend met de 'varen' zoals we die herkennen (de sporofyt), volgt de levenscyclus deze stappen:
- De diploïde sporofyt produceert haploïde sporen door meiosis , hetzelfde proces dat eieren en sperma produceert bij dieren en bloeiende planten.
- Elke spore groeit uit tot een fotosynthetische prothallus (gametofyt) via mitose . Omdat mitose het aantal chromosomen in stand houdt, is elke cel in de prothallus haploïde. Dit plantje is veel kleiner dan sporofytenvaren.
- Paardenprothallus produceert gameten via mitose. Meiose is niet nodig omdat de cellen al haploïde zijn. Vaak produceert een prothallus zowel sperma als eieren op hetzelfde plantje. Terwijl de sporofyt uit bladeren en wortelstokken bestond, heeft de gametofyt blaadjes en rhizoïden . Binnen de gametofyt wordt sperma geproduceerd in een structuur die an . wordt genoemd antheridium . Het ei wordt geproduceerd binnen een vergelijkbare structuur genaamd an archegonium .
- Als er water aanwezig is, gebruiken spermacellen hun flagella om naar een eicel te zwemmen enbemest het.
- De bevruchte eicel blijft aan de prothallus vastzitten. Het ei is een diploïde zygote gevormd door de combinatie van DNA uit het ei en het sperma. De zygote groeit via mitose in de diploïde sporofyt en voltooit de levenscyclus.
Voordat wetenschappers genetica begrepen, was de voortplanting van varens raadselachtig. Het leek alsof volwassen varens voortkwamen uit sporen. In zekere zin is dit waar, maar de kleine plantjes die uit sporen komen, zijn genetisch anders dan volwassen varens.
Merk op dat sperma en ei op dezelfde gametofyt kunnen worden geproduceerd, dus een varen kan zichzelf bevruchten. Voordelen van zelfbevruchting zijn dat er minder sporen worden verspild, dat er geen externe gameetdrager nodig is en dat organismen die zijn aangepast aan hun omgeving hun eigenschappen kunnen behouden. Devoordeel van kruisbestuiving, wanneer het voorkomt, is dat nieuwe eigenschappen in de soort kunnen worden geïntroduceerd.
Andere manieren waarop varens zich voortplanten
Deze kroonhertshoornvaren heeft ongeslachtelijk een andere varen voortgebracht. sirichai_raksue/Getty Images
De varen 'levenscyclus' verwijst naar seksuele voortplanting. Varens gebruiken echteraseksueelook methoden om te reproduceren.
- In apogamie , een sporofyt groeit uit tot een gametofyt zonder dat bevruchting optreedt. Varens gebruiken deze reproductiemethode wanneer de omstandigheden te droog zijn om bevruchting mogelijk te maken.
- Varens kunnen babyvarens produceren bij overvloedige bladtips . Naarmate de babyvaren groeit, zorgt het gewicht ervoor dat het blad naar de grond hangt. Zodra de babyvaren zichzelf wortelt, kan hij los van de ouderplant overleven. De woekerende babyplant is genetisch identiek aan zijn ouder. Varens gebruiken dit als een methode voor snelle reproductie.
- De wortelstokken (vezelachtige structuren die op wortels lijken) kunnen zich door de grond verspreiden en nieuwe varens ontkiemen. Varens gekweekt uit wortelstokken zijn ook identiek aan hun ouders. Dit is een andere methode die een snelle reproductie mogelijk maakt.
Fern Fast Feiten
liz west/Flickr/CC BY 2.0
- Varens gebruiken zowel seksuele als ongeslachtelijke voortplantingsmethoden.
- Bij seksuele voortplanting groeit een haploïde spore uit tot een haploïde gametofyt. Bij voldoende vocht wordt de gametofyt bevrucht en groeit uit tot een diploïde sporofyt. De sporofyt produceert sporen en voltooit de levenscyclus.
- Aseksuele reproductiemethoden omvatten apogamie, poliferous frond tips en wortelstok verspreiding.