Эволюция циклов воспроизведения

Если сравнить циклы воспроизведения растений разных отделов — от водорослей до покрытосеменных, то видна четкая закономерность: в процессе эволюции размеры и длительность жизни диплоидного спорофита увеличивались, а размеры и длительность жизни гаплоидного гаметофита уменьшались. У некоторых водорослей, например улотрикса, в каждом цикле воспроизведения есть только одна диплоидная клетка — зигота, а остальные клетки гаплоидны. У мхов гаплоидное u1087 поколение все еще крупнее и живет дольше, чем диплоидное. Но диплоидное поколение у мхов уже представляет собой сложное многоклеточное растение. У папоротникообразных соотношение гаплоидной и диплоидной фаз развития противоположно – диплоидное поколение — это крупное растение, тогда как гаплоидный гаметофит, являющийся еще самостоятельным растением, гораздо мельче и живет недолго. У голосеменных и покрытосеменных растений уменьшение гаплоидного поколения зашло так далеко, что их гаметофиты состоят только из нескольких клеток. У покрытосеменных мужской гаметофит (пыльцевое зерно) состоит всего из двух клеток, а женский гаметофит (зародышевый мешок) — из семи.

Объяснить эволюцию цикла воспроизведения растений, которая привела к уменьшению гаплоидного гаметофита до небольшой группы клеток, можно несколькими причинами. Во-первых, у диплоидного организма две копии каждого гена. Если испортился или плохо работает один из генов, его «напарник» исправит положение, и диплоидный организм не погибнет. Поэтому диплоидные организмы жизнеспособнее гаплоидных. Во-вторых, уменьшение мужского гаметофита связано с появлением опыления. У мхов и папоротников для переноса сперматозоида к яйцеклетке необходима водная пленка, по которой он мог бы плыть. Опыление устранило зависимость растений от воды, но чтобы переноситься по воздуху ветром или насекомыми-опылителями мужской гаметофит стал очень маленьким. В-третьих, для перехода к наземной жизни растениям были нужны проводящие и механические ткани. Но эти ткани имелись только у спорофитов. Поэтому на суше было больше шансов выжить у растений с продолжительной спорофитной и короткой гаметофитной стадиями цикла воспроизведения.