Paprocie - dyskusja o genetyce

[Jean]

Do bez ale i innych zainteresowanych

W związku z moim zainteresowaniem paprociami nasunęło mi się pytanie na które nie umiem odpowiedzieć. Coś mi sie pomieszało z zakresu genetyki.
Pytanie : Czy odmiany paproci dziedziczą cechy przy rozmnażaniu przez zarodniki? W wypadku roślin nasiennych sprawa jest raczej jasna. Moje rozumowanie jest takie: Z haploidalnego zarodnika wyrasta haploidalny gametofit; na nim tworzą się rodnie, plemnie potem zapłodnienie i powstaje diploidalny sporofit /paproć/. Genetycznie zatem wszystko jest takie same, jak macierzysty sporofit, który wytworzył tego haploidalnego zarodnika.
Ale coś tu mnie niepokoi. Nigdy nie mnożyłem odmian paproci z zarodników.

[bez]

Rozmnażanie przez zarodniki to rozmnażanie wegetatywne, czyli z zarodnika wyrośnie roślina genetycznie identyczna z tą, która zarodniki wytworzyła.

bez

[Jean]

bez
Wracam do tematu tego rozmnażania przez zarodniki i dziedziczności. Wydaje mi się, iż pominąłeś proces płciowy, jaki zachodzi na przedroślu /gametoficie/ co prowadzi do powstania diploidalnego sporofitu czyli tej paproci, którą praktycznie się interesujemy. A proces płciowy to też rekombinacje genów , ich współdziałanie...
Z drugiej strony szukając informacji na ten temat spotkałem się ze stwierdzeniem pracownika Ogrodu Botanicznego, że często odmiany mają bezpłodne zarodniki i że wiele odmian nie powtarza cech przy rozmnażaniu przez zarodniki.
Również we francuskiej książce o paprociach: Fugeres ornamental, /par Philip Perl / spotkałem zdanie, że przy rozmnażaniu odmian paproci nie zawsze następuje dokładne dziedziczenie cech rodzicielskich. Ot i dylemat.

[bez]

Wracam do tematu tego rozmnażania przez zarodniki i dziedziczności. Wydaje mi się, iż pominąłeś proces płciowy, jaki zachodzi na przedroślu /gametoficie/ co prowadzi do powstania diploidalnego sporofitu czyli tej paproci, którą praktycznie się interesujemy. A proces płciowy to też rekombinacje genów , ich współdziałanie..

.

Wszystko się zgadza, ale ta faza przebiega poza kontrolą człowieka i dlatego ją pominąłem. My rozmnażamy paprocie przez zarodniki.

Z drugiej strony szukając informacji na ten temat spotkałem się ze stwierdzeniem pracownika Ogrodu Botanicznego, że często odmiany mają bezpłodne zarodniki

Też się zgadza, ba nawet gorzej - niektóre odmiany w ogóle nie wytwarzają zarodników.

i że wiele odmian nie powtarza cech przy rozmnażaniu przez zarodniki.

Z tym się niestety nie mogę zgodzić : zarodniki mają podwójne chromosomy  tak jak np. sadzonki i nie może z nich powstać inny genetycznie twór.

Również we francuskiej książce o paprociach: Fugeres ornamental, /par Philip Perl / spotkałem zdanie, że przy rozmnażaniu odmian paproci nie zawsze następuje dokładne dziedziczenie cech rodzicielskich. Ot i dylemat.

Pewnie mu chodziło o fazę płciową tzw. przemiany pokoleń - tam do zmian kombinacji genów dochodzi.
Ale o tym już sam pisałeś na wstępie...

bez

[Jean]

 Do bez
cytat:
"Z tym się niestety nie mogę zgodzić : zarodniki mają podwójne chromosomy  tak jak np. sadzonki i nie może z nich powstać inny genetycznie twór". Koniec cytatu.

Chyba w przyjaznej atmosferze zakończymy spór. Bowiem w pewnych sprawach mamy odmienne poglady: Np. Zarodniki powstają w procesie mejozy i mają pojedyńczą /haploidalną/ liczbę chromosomów, w odróżnieniu od sadzonki. Ale o tym się nie rozprawia bo to jest w każdym podręczniku.

To wszystko nie przeszkadza mi korzystać z Twoich cennych informacji o różnych roślinach i myślę, że kiedyś wymienimy się może nawet paprociami.
Pozdrawiam.

[bez]

Jean, coś tu ściemniasz :
gdyby było tak jak piszesz, to do powstania normalnej rośliny zarodniki musiałyby się łączyć w pary - tymczasem paproć wyrośnie z każdego pojedynczego zarodnika.

Mógłbyś zacytować podręcznik z którego korzystasz ?

bez

[Jean]

Oczywiście, że paproć najczęściej wyrośnie z pojedyńczego zarodnika. Ale z zarodnika najpierw wyrasta pokolenie zwane gametofitem, małe sercowate przedrośle. Na nim tworzą się rodnie i plemnie wytwarzające : Rodnia - komórkę jajową, plemnia - plemniki. Po zapłodnieniu dopiero wyrasta drugie pokolenie  sporofit, które ma podwójną liczbę chromosomów /2n/. Sporofit to własnie nasza paproć rosnąca w lesie czy ogrodzie. Jeżeli zatem jest tu przemiana pokoleń to zarodnik, jak i gatofit posiada pojedyńczą liczbę chromosomów. Natomiast sporofit czyli widoczna dla nas paproć powstały z połączenia 2 haploidalnych gamet posiada podwójną /2n/ liczbę chromosomów czyli diploidalną. Temu wszystkiemu chyba nie zaprzeczysz?

Jeśli chodzi o podręczniki to znajdziesz to w każdym podręczniku botaniki dla szkół wszelkiego typu. np.
BIOLOGIA, Podręcznik dla klasy pierwszej liceum ogólnokształcącego o profilu podstawowym i biologiczno-chemicznym.
Autorzy: M. Podbielkowska, Z. Podbielkowski, PWN 1986

Na koniec jeszcze chcę powiedzieć, że z dotychczasowych danych, jakie zebrałem w podstawowym pytaniu: Czy z zarodników paproci powstają identyczne osobniki, jak u odmian paproci matecznych odpowiedzi są takie:
* Czasem odmiany nie produkują zarodników lub są one bezpłodne
* U niektórych odmian cechy mogą się dziedziczyć przez zarodniki
* U innych odmian nie są powtarzane dokładnie cechy odmian rodzicielskich
Pozdrawiam.

[Monia68]

Z przyjemnością czytam Wasze posty, dziękuję

[bez]

Przykro mi Jean, ale przestałem Cię rozumieć. Czy mógłbyś mi wyjaśnić punkt po punkcie. Tu przedstawiam sprawę tak jak ja ją rozumiem :

Oczywiście, że paproć najczęściej wyrośnie z pojedyńczego zarodnika.

Cieszę się, ze tu mamy takie samo stanowisko. Tylko jak tłumaczysz, że z zarodnika o pojedynczej liczbie chromosomów powstaje paproć o podwójnej liczbie chromosomów ? Skąd te dodatkowe chromosomy ?

 

Ale z zarodnika najpierw wyrasta pokolenie zwane gametofitem, małe sercowate przedrośle.

Dokładnie. Przy czym wg mnie to przedrośle, tak jak i zarodnik z którego wyrosło ma podwójną liczbę chromosomów.

 

Na nim tworzą się rodnie i plemnie wytwarzające : Rodnia - komórkę jajową, plemnia - plemniki.

Tak. I tu dopiero mamy do czynienia z pojedynczą liczbą chromosomów. A jak to się ma wg Ciebie ?

  Po zapłodnieniu dopiero wyrasta drugie pokolenie  sporofit, które ma podwójną liczbę chromosomów /2n/.

Tu jesteśmy całkowicie zgodni.

 

Sporofit to własnie nasza paproć rosnąca w lesie czy ogrodzie.

Zgadza się.

Jeżeli zatem jest tu przemiana pokoleń to zarodnik, jak i gatofit posiada pojedyńczą liczbę chromosomów.

A niby czemu ? Skąd taki wniosek ?


 

Natomiast sporofit czyli widoczna dla nas paproć powstały z połączenia 2 haploidalnych gamet posiada podwójną /2n/ liczbę chromosomów czyli diploidalną.

Całkowita zgoda .

Temu wszystkiemu chyba nie zaprzeczysz?

Wszystkiemu oczywiście nie. Jednak mnie uczono, że tylko plemniki i komórki jajowe mają pojedynczą liczbę chromosomów.

Prosiłem nie o tytuł książki, ale o cytat z książki z którego wynikałoby to co twierdzisz, czyli że zarodnik ma pojedynczą liczbę chromosomów. Prośba nadal aktualna.

bez

[Jean]

bez

Odpowiedzi na Twoje pytania są w poście poprzednim, obecnym i fotokopiach podręcznika.
Wszystko się wzięło stąd, że mylnie zakładasz iż zarodnik ma podwójną liczbę chromosomów czyli jest diploidalny. Cytaty z podręcznika dla liceum chyba Cię przekonają. Nie wierzę, że uczono Cię inaczej. Przedrośle też jest haplontem. Dopiero po zapłodnieniu z diploidalnej zygoty powstaje diploidalny sporofit czyli nasza paproć, którą uprawiamy. Zarodniki dlatego mają haploidalną liczbę chromosomów, gdyż powstają w zarodniach sporofitu w wyniku mejozy, czyli podziału redukcyjnego, zmniejszającego liczbę chromosomów o połowe. Ale to jest, jak mówi pewien pan "oczywista oczywistość"
Pozdrawiam.

[Kamyczek]

Pamiętam jak to wałkowaliśmy na biologii.

[Miiriam]

 Ile się można od was dowiedzieć
 Toż ten wątek jest lepszy od lekcji

[bez]

Chylę czoła przed twoją wiedzą !!! Teraz jestem przekonany.
Albo się nauka tak posunęła do przodu, albo coś źle zrozumiałem.

Wobec tego wytłumacz mi jeszcze taką rzecz :

Sytuacja I - czyli jak sądziłem do tej pory, że się dzieje

1. Dorosła paproć 2n /dwa garnitury chromosomowe A i B/ produkuje zarodnik też 2n
2. Zarodnik 2n (AB) kiełkuje w przedrośle 2n (AB)
3. Przedrośle produkuje komórki jajowe 1n (A i B) oraz plemniki 1n (A i B)
4. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota w 3 możliwych kombinacjach : AA, AB i BB
5. Uzyskujemy paprocie dorosłe 2n o garniturach AA, BB i AB

Sytuacja II - czyli jak jest faktycznie

1. Dorosła paproć 2n /dwa garnitury chromosomowe A i B/ produkuje zarodniki 1n czyli A i B
2. Zarodnik 1n (weźmy dla przykładu A) kiełkuje w przedrośle 1n (A)
3. Przedrośle produkuje komórki jajowe 1n (A) i plemniki 1n (A)
4. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota AA
5. Uzyskujemy paprocie dorosłe 2n o garniturze AA [ewentualnie BB gdybym w 2 punkcie wziął zarodnik B]

Reasumując: z paproci dorosłej AB nie uzyskamy kolejnej AB tylko albo AA albo BB.
Czy tak jest w istocie ?
 bez

[Jean]

bez

Nie trzeba chylić czoła bo wszyscy się w czymś mylimy. Cieszę się,że doszliśmy do porozumienia w tych sprawach.
Na Twoje końcowe pytanie odpowiadam tak ale przy teoretycznym założeniu co dla uproszczenia zapewne uczyniłeś, że dorosła paproć /sporofit/ ma tylko 2 chromosomy nazwane przez Ciebie garnitur A i garnitur B. Wtedy wszystko jest, jak napisałeś.

Chromosomów jest zwykle więcej. Wtedy ta sama paproć wytwarza wiele rózniących się genetycznie zarodników. Dlaczego? Załóżmy dla wygody, że paproć /sporofit/ ma tylko 6 chromosomów. /2n=6/ Powstające zarodniki /spory/ otrzymują w wyniku mejozy po 3 chromosomy ale może ich być 8 rodzajów różniących się genetycznie co wynika z przypadkowego rozchodzenia się chromosomów w czasie meiozy.



Na uproszczonym rysunku przedstawiłem 2 możliwości ustawienia się chromosomów w trakcie mejozy. /Metafaza/ Po ich rozejściu się każda trójka chromosomów znajdzie sie w innym zarodniku. Rys. 2 pokazuje możliwe ustawienie się podczas mejozy, odrębne od rys. 1. Takich kombinacji będzie chyba 8 ale nie rysowałem ich bo każdy może dowolnie ustawiać różne kombinacje.
Z rysunku widać, że są tu już możliwe 4 typy zarodników. Dla wygody chromosomy homologiczne zabarwiłem innymi kolorami. Można sobie wyobrazić ile typów różnych genetycznie zarodników powstaje, gdy jest np. 26 chromosomów a więc  13 par.
Niestety zmienność genetyczna powstaje też w czasie crossing over podczas mejozy no i różnego działania genów. Nie wiem czy nie zamąciłem obrazu moimy wywodami ale nawet patyk jest rzadko prosty.
Pozdrawiam.

[bez]

Wróciłem w tym przykładzie do pytania od którego dyskusja się zaczęła :

Pytanie : Czy odmiany paproci dziedziczą cechy przy rozmnażaniu przez zarodniki?

Nie bardzo się zrozumieliśmy więc postaram się doprecyzować moje wywody.
Dla uproszczenia zajmijmy się jednym genem który odpowiada za kolor liści i tak :
niech AA - daje kolor zielony
BB - kolor fioletowy
AB - kolor zielony w fioletowe plamy

Teraz wracam do mojego przykładu :


Sytuacja II - czyli jak jest faktycznie

1. Dorosła paproć 2n /dwa garnitury chromosomowe A i B/ produkuje zarodniki 1n czyli A i B
2. Zarodnik 1n (weźmy dla przykładu A) kiełkuje w przedrośle 1n (A)
3. Przedrośle produkuje komórki jajowe 1n (A) i plemniki 1n (A)
4. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota AA
5. Uzyskujemy paprocie dorosłe 2n o garniturze AA [ewentualnie BB gdybym w 2 punkcie wziął zarodnik B]

Reasumując: z paproci dorosłej AB /liście zielone w fioletowe plamy/ nie uzyskamy kolejnej AB tylko albo AA /liście zielone/ albo BB /liście fioletowe/.

Czy tak jest w istocie ?

 bez

[Jean]

Teraz mam jasność bo operujesz 2 genami wpływającymi na tę samą  cechę /allele/ a nie całymi garniturami chromosomów.
Allele AA, AB, czy BB mieszczą się w tych samych miejscach chromosomów homologicznych i rozchodzą się w czasie mejozy do różnych zarodników /Tak samo, jak przy tworzeniu gamet w organizmach diploidalnych - do różnych gamet/
Zatem przy takim założeniu, jakie podajesz i takim działaniu genów, jakie przedstawiłeś moja odpowiedź na końcowe pytanie brzmi TAK.
Pomijam ten crossing over.
Pozdrawiam.

[bez]

No to się chyba zbliżamy do wniosków końcowych:

Obaj uznaliśmy sytuację II, przypomnę :

Sytuacja II - czyli jak jest faktycznie

1. Dorosła paproć 2n /dwa garnitury chromosomowe A i B/ produkuje zarodniki 1n czyli A i B
2. Zarodnik 1n (weźmy dla przykładu A) kiełkuje w przedrośle 1n (A)
3. Przedrośle produkuje komórki jajowe 1n (A) i plemniki 1n (A)
4. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota AA
5. Uzyskujemy paprocie dorosłe 2n o garniturze AA [ewentualnie BB gdybym w 2 punkcie wziął zarodnik B]

Reasumując: z paproci dorosłej AB /liście zielone w fioletowe plamy/ nie uzyskamy kolejnej AB tylko albo AA /liście zielone/ albo BB /liście fioletowe/.

Teraz przyjrzyjmy się co będzie dalej :

Sytuacja III:

1. Dorosła paproć 2n /dwa garnitury chromosomowe A i A/ produkuje zarodniki 1n czyli A
2. Zarodnik 1n (A) kiełkuje w przedrośle 1n (A)
3. Przedrośle produkuje komórki jajowe 1n (A) i plemniki 1n (A)
4. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota AA
5. Uzyskujemy paprocie dorosłe 2n o garniturze AA , czyli identyczne z mateczną

Reasumując: z paproci dorosłej AB /liście zielone w fioletowe plamy/ nie uzyskamy kolejnej AB tylko albo AA /liście zielone/ albo BB /liście fioletowe/. Dalsze pokolenia nie wrócą do składu AB tylko będą powielały AA i BB.

Wniosek:
Paprocie prawie w 100% powielają te same cechy. Jeżeli trafią sie jakieś mutacje /AB/ to już w pierwszym pokoleniu zmienność ta jest likwidowana a wszystko to z winy haploidalnego zarodnika, gdyby był diploidalny różnorodność byłaby znacznie większa /sytuacja I/.

Zgadza się ?

bez

[Jean]

bez
Uważam, że nie ma sensu dalej ciągnąć tej genetycznej, teoretycznej dyskusji, gdyż Moderator wkońcu nam zabroni zużywać zasoby serwera. Wszystkie sprawy o ktorych mówimy są opisane i dawno zbadane stanowiąc materiał podręcznikowy. Twoje pytania zmuszają mnie do rozwijania nowych spraw i przypominania rzeczy opisanych. No bo zeszliśmy do interpretacji praw G. Mendla i dalszych badań z zakresu genetyki mendlowskiej. /Morgan i następcy/.

Jeśli chodzi o sytuację II i III to zgadzam się ale pod warunkiem, że założyłeś iz cecha: kolor liści zależy tylko od 1 pary alleli AA, BB, lub AB oraz, że mamy do czynienia z niepełną dominacją genów.

Wracając do wniosku końcowego, jaki stawiasz muszę stwierdzić, że dokonałeś nieuprawnionego uogólnienia na paprocie w ogóle. Dziedziczenie cech trzeba wiązać z istnieniem genów dominujących, recesywnych, niepełną dominacją, współdziałaniem genów a naszym konkretnym przypadku /plamistość liści/ z dziedziczeniem cytoplazmatycznym oraz chimerami roślinnymi.. Dziedziczenie cytoplazmatyczne np. w wyniku mutacji chloroplastów jest częściowo niezależne od jądrowego. Dlatego nie można uogólnić przyjętego modelu dziedziczenia /jaki podałeś/ na całość paproci.

Wiem, że sam wywołałem temat ale miałem nadzieje, że ktoś może rozmnażał odmiany przez zarodniki i ma dane doświadczalne. Sam bowiem miałem wątpliwości mimo jakiejś tam znajomości genetyki. Na razie wiem w tej sprawie tyle ile już pisałem i to powtórzę:
* Odmiany mogą być bezpłodne /nie produkuja zarodników lub są one martwe/
* Odmiany moga czasem dziedziczyć cechy rodzicielskie przy rozmnażaniu przez zarodniki.
* Odmiany nie zawsze dziedziczą dokładnie cechy roślin rodzicielskich przy rozmnażaniu przez zarodniki.

Będę starał się więcej dowiedzieć w tej materii od hodowców i producentów.
Nie będę dalej prowadził dysputy teoretycznej z genetyki.
Pozdrawiam Cię bez i dziękuję za zmuszanie mnie do przypominania sobie materiału z genetyki i ćwiczenie starzejących się szarych komórek.
                                           

Amen