Чередование поколений

Чередование поколений — закономерная смена в жизненном цикле организмов генераций (поколений, бионтов), различающихся способом размножения.

Первичное чередование поколений свойственно многим простейшим и представляет собой смену половой генерации поколением, размножающимся неполовыми клетками (агаметами). Например, у фораминифер чередующиеся поколения представлены половыми (гамонты) и бесполыми (агамонты) особями. Редукционное деление (мейоз) происходит перед образованием агамет, поэтому половое поколение гаплоидно, как и гаметы, тогда как зигота и агамонты диплоидны.
У солнечников и некоторых жгутиконосцев мейоз связан с образованием гамет, которые являются единственной гаплоидной стадией жизненного цикла. Такая же схема характерна для всех многоклеточных животных.

Вторичное чередование поколений встречается у животных в двух формах:

Гетерогония — чередование нормального полового процесса с партеногенезом. Характерна для трематод, некоторых круглых червей, коловраток и ряда членистоногих.
Метагенез — чередование полового размножения с бесполым. Характерен для оболочников и кишечнополостных, у которых половое поколение представлено одиночными свободноплавающими медузами, а бесполое — сидячими полипами.

Различают два поколения:

Гаметофит — гаплоидное (n), половое поколение, на котором развиваются половые органы (гаметангии), производящие гаметы.
Спорофит — диплоидное (2n), бесполое поколение, на котором развиваются органы бесполого размножения (спорангии). В результате мейоза в спорангиях образуются гаплоидные споры, дающие начало новому гаметофиту.

Гаметофит может быть:

Обоеполым (у сфагнума, равноспоровых папоротников, плаунов).
Раздельнополым (у некоторых бурых водорослей, разноспоровых папоротников, плаунов и всех высших растений).

По морфологическому сходству поколений выделяют:

Изоморфное чередование поколений — гаметофит и спорофит морфологически сходны и одинаковы по продолжительности жизни. Каждое поколение представлено самостоятельно живущей особью. Встречается у некоторых зелёных, бурых и многих красных водорослей.
Гетероморфное чередование поколений — гаметофит и спорофит резко различаются. Характерно для всех высших растений. Встречается и у водорослей (например, у ламинарии). Поколения могут развиваться независимо друг от друга (ламинария, равноспоровые папоротники, плауны, хвощи) или одно поколение существует за счёт другого, будучи лишённым самостоятельности (мхи и все семенные растения).

В жизненном цикле всегда преобладает одно из поколений:

Гаметофитная линия эволюции (доминирует гаметофит). К ней относятся только моховидные. У мхов зелёное листостебельное растение — это гаметофит, а спорофит (спорогон) в виде коробочки на ножке развивается на гаметофите и питается за его счёт.
Спорофитная линия эволюции (доминирует спорофит). К ней относятся все остальные высшие растения (папоротники, плауны, хвощи, голосеменные, покрытосеменные). Спорофит — это листостебельное растение, несущее спорангии. Гаметофит (заросток) развит слабее, недолговечен и может быть:
- Самостоятельно живущим обоеполым талломом (у равноспоровых папоротников, плаунов, хвощей).
- Микроскопическим образованием, развивающимся частично или полностью на спорофите и за его счёт (у разноспоровых папоротников и плаунов, голосеменных и цветковых).

См. также: Спорофит, Гаметофит.