世代交替

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世代交替(alternation of generations)

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世代交替指的是在生物的生活史中,產生孢子孢子體世代(無性世代)與產生配子配子體世代(有性世代)有規律地交替出現的現象。  

目錄

植物的世代交替

特徵

植物中世代交替以蕨類植物比較明顯,孢子體和配子體都能獨立生活。二倍體的孢子體進行無性生殖時,孢子母細胞經過減數分裂產生單倍體(n)的孢子,孢子萌髮長成小型的能獨立生活的配子體,叫做原葉體。原葉體在進行有性生殖時,分化出雌雄性器官,即頸卵器精子器,並分別產生卵和精子。這兩種配子配合形成了二倍體(2n)的合子。合子又長成下一代新的孢子體。世代交替在各類植物中,因孢子體與配子體的形態、大小、顯著性、生活期限以及能否獨立生活等方面的不同,差別很大,但基本過程與蕨類植物是一致的。  

類型

植物界的世代交替可以分為兩大類型(依據生活史中孢子體和配子體的形態、大小、構造的複雜性,顯著性和生活的獨立性):

①等世代交替或同型世代交替。

在生活史上孢子體和配子體外表形狀、大小、構造和顯著性完全一樣,沒有區別,並且都能獨立生活,只是兩個個體的細胞染色體數量上有二倍體(2n)和單倍體(n)的區別, 稱為等世代交替或同型世代交替,這種類型只見於藻類植物。

②不等世代交替或異型世代交替。

在生活史上孢子體和配子體外表懸殊。根據兩個世代的形態、大小和有無獨立生活機能,又可分為:苔蘚型的世代交替、蕨類型的世代交替和種子植物型的世代交替。  

動物的世代交替

特徵

動物的世代交替見於多種無脊椎動物中,在原生動物和後生動物中有所不同。有的交替過程表現為不同個體一代換一代;但也有的是一種個體在延綿若干代之後才被另種個體所代替,這種現象稱異態交替。交替的世代中有一代為無性個體而另一代為有性個體,稱無性世代與有性世代交替;一代為單性世代另一代為兩性世代則稱異性世代交替。  

類型

◆原生動物的世代交替

實為有性生殖世代和無性生殖世代的交替,是世代交替的低級形式。在原生動物的世代交替中,交替的有性個體和無性個體並不一定都與單倍體世代和二倍體世代的交替有相應關係;而且有性世代或無性世代可以同屬於單倍體世代或同屬於二倍體世代。

原生動物的世代交替可分為下列三個類型:

①單倍體同相世代交替。

有性世代和無性世代的個體都是單倍體,只有非生配細胞為二倍體,如衣藻和某些孢子蟲類動物。

②二倍體同相世代交替。

除配子時期為單倍體外,所有無性世代和有性世代的個體都屬二倍體,如某些太陽蟲和纖毛蟲類動物。

③異相世代交替。

無性世代為二倍體,有性世代為單倍體,與蕨類植物中孢子體為二倍體配子體為單倍體相一致,如部分有孔蟲類動物。

◆多細胞無脊椎動物的世代交替

多細胞無脊椎動物的世代交替有以下三種類型:

①無性世代與有性世代的交替。

如腔腸動物的水螅體世代和水母體世代的交替。營固著生活的水螅體為無性世代,營自由生活的水母體為有性世代。

②易性世代交替。

如有些單巢類輪蟲的單性世代是由休眠卵(或冬卵)發育成的雌性個體。這種個體在春夏間只能產生不需要受精即能發育的非需精卵並以此重複若干世代。之後在季節環境變換影響下,非需精卵可以產生出二種雌體。一種雌體產出的厚殼需精卵,經受精後形成休眠卵,另一種雌體產生的薄殼需精卵不經受精而發育為雄體。於是此雄體與上述產厚殼需精卵的雌體共同形成兩性世代。

③單倍體世代與二倍體世代的交替。

這是以染色體數在生活環中的變換為基礎,在放寬世代交替含意下所提出的一個概念,配子體是單倍體世代,孢子體是二倍體世代。動物界和高等植物都是二倍體世代占絕對優勢,真菌類則是單倍體占絕對優勢。從進化觀點來看,二倍體較之單倍體更具優越性。原因是經異型接合形成的二倍體一方面可以收藏或儲存許多一時不起作用並在單倍體中就會丟失的基因,從而使基因組合的潛在變異能力得以提高,有利於通過遺傳機制產出更具適應能力的新生物種;另一方面由於隱性基因表現機會少、傳播緩慢,有緩解自然選擇壓力的作用,所以生物體就可避免來不及對突然選擇作出快速應變。反之,如果沒有隱性基因的這一作用,生物體的變異將更加劇烈。

圖示藪枝蟲(Obelia,一作藪枝螅)水母體世代和水螅體世代的交替。

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