Protalium adalah struktur kecil berwana hijau, berbentuk seperti hati (gametofit) dari pakis atau pteridophyta yang menghasilkan sel-sel kelamin jantan dan betina (gamet). Protalium terbentuk dari spora.
Setelah pembuahan, tanaman sporofit muda berkembang; terdiri dari akar primer, daun primer, batang baru, dan organ yang menyerap makanan dari gametofit. Sel protalium tunggal dari beberapa mikrospora pakis dan konifer (badan reproduksi kecil) mewakili tubuh vegetatif gametofit jantan.
Protalium, atau protalus (dari bahasa Latin pro = maju dan Yunani θαλλος (thallos) = ranting) biasanya merupakan tahap gametofit dalam kehidupan pakis atau pteridophyta lainnya. Kadang-kadang istilah ini juga digunakan untuk menggambarkan gametofit muda dari lumut hati atau gambut.
Protalium berkembang dari spora yang berkecambah. Ini adalah struktur berbentuk hati yang berumur pendek dan tidak mencolok, biasanya selebar 2-5 milimeter, dengan sejumlah rizoid (rambut seperti akar) yang tumbuh di bawahnya, dan organ kelamin: arkegonium (betina) dan anteridium (jantan). Tampilan bervariasi antar spesies. Beberapa berwarna hijau dan melakukan fotosintesis sementara yang lain tidak berwarna dan memberi makan diri mereka di bawah tanah sebagai saprotrof.
Pergiliran keturunan
Tanaman yang mengandung spora, seperti semua tanaman lainnya, menjalani siklus hidup pergantian generasi. Sporofit yang tumbuh penuh, yang biasa disebut pakis, menghasilkan spora yang unik secara genetik di sorus melalui meiosis.
Spora haploid jatuh dari sporofit dan berkecambah dengan mitosis, dengan kondisi yang tepat, ke dalam tahap gametofit, protalium. Protalium berkembang secara independen selama beberapa minggu; itu tumbuh organ kelamin yang menghasilkan ovum (arkegonia) dan sperma berflagel (anteridia).
Sperma dapat berenang ke sel telur untuk pembuahan untuk membentuk zigot diploid yang membelah dengan mitosis untuk membentuk sporofit multiseluler. Pada tahap awal pertumbuhan, sporofit tumbuh dari protalium, tergantung pada itu untuk pasokan air dan nutrisi, tetapi berkembang menjadi pakis independen baru, yang akan menghasilkan spora baru yang akan tumbuh menjadi protalium baru dll, sehingga melengkapi kehidupan siklus organisme.
Keuntungan teoretis dari pergantian generasi
Telah diperdebatkan bahwa ada keuntungan evolusi yang penting terhadap pergantian siklus hidup generasi tanaman.
Dengan membentuk gametofit haploid multisel daripada membatasi tahap haploid menjadi gamet, seringkali hanya ada satu alel untuk setiap sifat genetik. Dengan demikian, alel tidak ditutupi oleh bagian dominan (tidak ada bagian).
Salah satu manfaatnya adalah mutasi yang menyebabkan ekspresi sifat yang mematikan, atau berbahaya, akan menyebabkan gametofit mati; dengan demikian, sifat tersebut tidak dapat diturunkan ke generasi mendatang, dengan mempertahankan kekuatan kumpulan gen.
Lebih lanjut, jika sel-sel individual gametofit saling bersaing, mutasi somatik yang mengurangi kekuatan sel dapat mencegah garis keturunan sel dari reproduksi.