Dvostruka gnojidba u biljkama

15. 3. 2019.

Dvostruka gnojidba u biljkama je od velikog biološkog značaja. Navašin ga je otkrio 1898. godine. Zatim ćemo detaljnije razmotriti kako se u biljkama javlja dvostruka gnojidba. dvostruka oplodnja

Biološki značaj

Proces dvostruke gnojidbe potiče aktivan razvoj hranjivog tkiva. U tom smislu, jajolik ne pohranjuje materijal za budućnost. To, pak, objašnjava njegov brzi razvoj.

Shema dvostruke gnojidbe

Ukratko, fenomen se može opisati kako slijedi. Dvostruka oplodnja u angiospermima sastoji se u prodiranju dvije sperme u jajnik. Jedan se stapa s jajetom. To pridonosi početku razvoja diploidnog embrija. Druga sperma spaja se na središnju ćeliju. Kao rezultat, formira se triploidni element. Iz te stanice se pojavljuje endosperm. To je hranjivi materijal za razvoj embrija.

Razvoj polenske cijevi

Dvostruka oplodnja angiospermi počinje nakon nastanka visoko reducirane haploidne generacije. Predstavlja ga gametofit. Dvostruka gnojidba cvjetnica pospješuje klijanje peludi. Počinje s bubrenjem zrna i naknadnim formiranjem polenske cijevi. Prolazi kroz sporoderm u najtanjem dijelu. Zove se otvor. Od vrha polenske cijevi emitiraju se specifične tvari. Oni omekšavaju tkivo kolone i stigmu. Zbog toga uključuju cijev za pelud. Kako se razvija i raste, i sperma i jezgra iz vegetativne stanice prolaze u nju. U velikoj većini slučajeva, prodiranje polenske cijevi u nucellus (megasporangia) događa se kroz mikropil jajne stanice. To se rijetko radi na drugi način. Nakon prodiranja u zametnu vrećicu, polenska se cijev prekida. Kao rezultat, sav njegov sadržaj se izlijeva unutra. Dvostruka oplodnja cvjetnica nastavlja se formiranjem diploidnog zigota. To pridonosi prvom spermu. Drugi element povezan je sa sekundarnom jezgrom, koja se nalazi u središnjem dijelu zametka. Formirana triploidna jezgra se kasnije transformira u endosperm. dvostruka gnojidba cvjetnica

Formiranje stanica: opće informacije

Proces dvostruke gnojidbe cvjetnica provodi se pomoću posebnih zametnih stanica. Njihova se formacija odvija u dvije faze. Prva faza naziva se sporogeneza, druga je hematogeneza. U slučaju formiranja muških stanica, te se faze nazivaju mikrosporogeneza i mikrokematogeneza. U formiranju ženskih genitalnih elemenata, prefiks se mijenja u "mega" (ili "makro"). Sporogeneza se temelji na mejozi. To je proces stvaranja haploidnih elemenata. Meiozi, kao i među predstavnicima faune, prethodi umnožavanje stanica kroz mitotske podjele.

Proizvodnja spermija

Primarno stvaranje muških genitalnih elemenata provodi se u posebnom anternom tkivu. To se zove archesparial. U njemu, kao rezultat mitoze, dolazi do formiranja brojnih elemenata, stanica majčinog peluda. Zatim ulaze u mejozu. Zbog dvije mejotske podjele nastaju 4 haploidne mikrospore. Neko vrijeme leže u blizini, tvoreći tetrade. Nakon toga se raspadaju u zrnca peludi - pojedinačne mikrospore. Svaki od formiranih elemenata počinje biti prekriven s dvije ljuske: vanjskim (exine) i unutarnjim (intin). Zatim počinje sljedeća faza - mikrogametogeneza. Ona se, pak, sastoji od dvije mitotske uzastopne podjele. Nakon prve dvije stanice nastaju: generativne i vegetativne. Nakon toga, prvi prolazi drugu podjelu. Kao rezultat toga, formiraju se dvije muške stanice - stanice sperme. dvostruka oplodnja u angiospermama

Makroporogeneza i megasporogeneza

U tkivima ovula, jedan ili više arksporijskih elemenata počinju se odvajati. Počinju brzo rasti. Zbog ove aktivnosti postaju značajno veće od ostalih stanica koje ih okružuju u jajnoj stanici. Svaki arpspore element podvrgnut je podjeli mitozom jedan, dva ili više puta. U nekim slučajevima, stanica se može odmah pretvoriti u majku. Mejoza se pojavljuje unutar nje. Kao rezultat, formiraju se 4 haploidne stanice. U pravilu, najveći od njih počinje se razvijati, pretvarajući se u zametnu vrećicu. Tri ostaju postupno degenerirane. U ovom stadiju, makrosporogeneza je dovršena, počinje makro-hematogeneza. Tijekom toga pojavljuju se mitotske podjele (većina angiospermi imaju tri). Citokineza ne prati mitose. Kao rezultat triju podjela, formira se zametak s osam jezgri. Zatim se izoliraju u neovisne stanice. Ovi elementi se na određeni način distribuiraju pomoću zametne vrećice. Jedna od izoliranih stanica, koja je, zapravo, jajna stanica, zajedno s još dva sinergida, odvija se u mikropilu, u koji se provodi penetracija sperme. U tom procesu sinergisti igraju vrlo značajnu ulogu. Sadrže enzime koji doprinose otapanju membrana na polenskim cijevima. Na suprotnoj strani klica, ostale su tri stanice. Zovu se antipodi. Uz pomoć tih elemenata, hranjive tvari se prenose iz ovula u zametnu vrećicu. Preostale dvije ćelije nalaze se u središnjem dijelu. Često se spajaju. Kao rezultat njihove povezanosti formira se diploidna središnja stanica. Nakon što se dogodi dvostruka oplodnja i sperma prodre u jajnik, jedan od njih, kao što je gore navedeno, spojit će se s jajnom stanicom. dvostruka oplodnja u angiospermama

Sadrži cijev od peludi

Dvostruka oplodnja popraćena je interakcijom s sporofitnim tkivima. To je vrlo specifično. Ovaj proces je reguliran djelovanjem kemijskih spojeva. Utvrđeno je da, ako pelud je opran u destilirana voda izgubit će sposobnost klijanja. Ako se dobivena otopina koncentrira i zatim obrađuje, ona će ponovno postati potpuna. Razvoj polenske cijevi nakon klijanja kontrolira tkivo pištolja. Na primjer, u pamuku njegov rast u jaje traje oko 12-18 sati. Međutim, već nakon 6 sati sasvim je moguće utvrditi na koju će se jajnu cijev polena pojaviti. To je razumljivo jer u njemu počinje uništavanje sinergije. Trenutno nije utvrđeno kako biljka može usmjeriti razvoj cijevi u pravom smjeru i kako sinergist uči o aproksimaciji. dvostruki postupak gnojidbe

"Zabrana" za selfing

Često se primjećuje u cvjetnim biljkama. Ovaj fenomen ima svoje osobine. “Zabrana” samooplodnje očituje se u činjenici da sporofit “identificira” vlastiti muški hematofit i ne dopušta mu sudjelovanje u oplodnji. U isto vrijeme, u nekim slučajevima, ne pojavljuje se klijanje vlastitog peluda na stigmi pištolja. Međutim, u pravilu, rast cijevi još uvijek počinje, ali se potom zaustavlja. Kao rezultat, pelud ne dopire do jaja i kao rezultat toga ne dolazi do dvostruke gnojidbe. Darwin je uočio ovaj fenomen. Dakle, našao se u jaglacu proljetno cvijeće dva oblika. Neki od njih bili su duge stabljike s kratkim prašnicima. Drugi su kratki. U njima su tračasti filamenti bili dugački. Kratko stabljike se razlikuju velikim peludom (dvostruko više od drugih). U isto vrijeme, stanice u papilama stigme su male. Ove znakove kontrolira skupina usko tkanih gena. shema dvostruke gnojidbe

Receptori

Dvostruka oplodnja je učinkovita kada se pelud prenosi iz jednog oblika u drugi. Za prepoznavanje vlastitih elemenata odgovorne su posebne molekule receptora. To su složeni spojevi ugljikohidrata s proteinima. Utvrđeno je da se oblici divljeg kupusa, koji ne proizvode ove receptorske molekule u tkivima stigme, mogu samoplinirati. Za normalne biljke, ugljikohidratni proteinski spojevi pojavljuju se dan prije otvaranja cvijeta. Ako dva dana prije cvatnje otvorite pupoljak i obradite ga vlastitim peludom, tada će doći do dvostruke gnojidbe. Ako se to radi dan prije otvaranja, to neće biti.

aleli

Važno je napomenuti da se u nekim slučajevima "samo-nekompatibilnost" peludi u biljkama uspostavlja nizom višestrukih elemenata jednog gena. Ova pojava je slična nespojivosti transplantacije tkiva kod životinja. Takvi aleli su označeni slovom S. Broj u populaciji tih elemenata može doseći desetke ili čak stotine. Primjerice, ako je genotip tvornice za proizvodnju jaja s1s2, a s2s3 za proizvodnju peludi, tijekom unakrsnog oprašivanja, klijanje će se zabilježiti samo u 50% čestica prašine. To će biti oni koji nose alel s3. Ako postoji nekoliko desetaka elemenata, većina peludi će normalno klijati tijekom unakrsnog oprašivanja, dok je samooplodnja potpuno spriječena. proces dvostruke gnojidbe cvjetnica

U zaključku

Za razliku od golosjemenjača, koje karakterizira razvoj dovoljno snažnog haploidnog endosperma, bez obzira na oplodnju, u angiospermama, tkivo se formira samo u ovom pojedinačnom slučaju. S obzirom na veliki broj generacija, time su ostvarene značajne uštede energije. Povećanje stupnja ploidnosti endosperma, čini se, doprinosi bržem rastu tkiva u usporedbi s diploidnim slojevima sporofita.