Terminas kartų kaita vartojamas kai kurių eukariotų gyvenimo ciklo procesui apibūdinti. Juo apibūdinama formų kaita, vykstanti augaluose ir kai kuriuose protistuose. Viena forma yra diploidinė, turinti 2n chromosomų: sporofitas. Kita forma yra haploidinė, turinti tik vieną chromosomų rinkinį: gametofitas. Abi formos yra daugialąsčiai.

Lytinio dauginimosi metu organizmai turi haploidinę fazę su vienu chromosomų rinkiniu ir diploidinę fazę su dviem chromosomų rinkiniais. Gyvūnų kūnas (soma) paprastai būna diploidinis, o haploidinė stadija - tik gametos. Kituose eukariotuose gali vykti kartų kaita. Tai reiškia, kad ir diploidinės, ir haploidinės fazės yra daugialąsčiai organizmai. Klasikinis pavyzdys - samanos, kurių žaliasis augalas yra haploidinis gametofitas, o dauginimosi fazė - diploidinis sporofitas. Šios dvi formos dažnai pasitaiko kartu, kaip parodyta dešinėje esančioje iliustracijoje.

Kaip vyksta kartų kaita (žingsniai)

Trumpai apibendrinant, pagrindiniai etapai kartų kaitoje yra:

  • Sporofitas (2n) gamina sporas (n) per mejozę. Šios sporos yra nepereinamos lytinės ląstelės, kurios dažniausiai būna atsparios ir sklaidos elementai.
  • Sporos išauga (per mitozę) į gametofitą (n), kuris yra daugialąstis haploidinis organizmas.
  • Gametofitas gamina gametas (n) taip pat per mitozę, nes jis jau yra haploidinis.
  • Dvi gametos susijungus (sintezė arba syngamija) susidaro zigota (2n), kuri per mitozę išauga į naują sporofitą.

Skirtumai tarp augalų grupių

Kartų kaitos pobūdis skiriasi priklausomai nuo augalų ir protistų grupės:

  • Bryofitai (samanos, akantofilės, kerpės) — dominuoja haploidinis gametofitas; sporofitas paprastai būna mažesnis ir priklausomas nuo gametofito (maitinamas juo).
  • Pteridofitai (papartiniai) — sporofitas yra didelis ir nepriklausomas; gametofitas mažesnis, tačiau abi formos yra aiškiai atskirtos.
  • Sėkliniai augalai (gimnospermos, angiospermos) — dominuoja diploidinis sporofitas; gametofitas labai sumažėjęs ir dažnai priklauso nuo sporofito (pvz., žiedadulkė ir embrioninis maišelis).
  • Vandeniniai dumbliai ir kai kurie protistai — jų kartų kaita gali būti isomorfinė (sporofitas ir gametofitas panašios formos, pvz., Ulva) arba heteromorfinė (formos skiriasi, pvz., kai kurie rudi dumbliai).

Tipai pagal dominavimą

  • Haploninis (haplontinis) ciklas: daugialąsčiai tik haploidai; diploidė fazė tik zigota (pvz., kai kurios rūšys dumblių, grybus).
  • Diplontinis ciklas: daugialąsčiai tik diploidai; haploidinės stadijos yra vienaląstės gametos (pvz., dauguma gyvūnų).
  • Haplodiplontinis (kartų kaitos) ciklas: ir haploidinė, ir diploidinė fazė yra daugialąsčiai (tai būdinga daugeliui augalų ir kai kuriems dumbliai).

Reikšmė ir evoliucinė prasmė

Kartų kaita suteikia kelias svarbias pranašumus:

  • Genetinė įvairovė — mejozė ir lytinė reprodukcija skatina rekombinaciją ir leidžia geriau prisitaikyti prie besikeičiančios aplinkos.
  • Sklaida — sporos dažnai yra mažos ir atsparios, todėl padeda augalams pasklisti naujose teritorijose.
  • Specializacija — skirtingos kartos gali įgyti skirtingas funkcijas (pvz., vienas etapas orientuotas į fotosintezę ir maisto gamybą, kitas — į sklaidą ir dauginimąsi).

Terminas kartų kaita reiškia tik lytinį ciklą; organizmai dažnai dauginasi ir aseksualiai. Šio termino nereikėtų painioti su gyvūnų gyvybės ciklo etapais, kurie gali atrodyti labai skirtingai, tačiau visose ląstelėse yra du chromosomų rinkiniai.