CO TO JEST PODWÓJNE ZAPŁODNIENIE? (OPIS) - BIOLOGIA - 2025

Podwójnego zapłodnienia jest procesem, który odbywa się w instalacji, przy czym jeden z gametach jąder ziarna pyłku (mężczyzna gametofitu) zapładnia reprodukcyjne samic komórek (komórki jajowej) i inny podatny innej komórki, które mogą różnić się to okrytozalążkowe lub gnetal.

U okrytozalążkowych drugie jądro gametofitu łączy się z dwoma polarnymi jądrami obecnymi w centralnej komórce worka pyłkowego, by później rozwinąć się w bielmie. Z drugiej strony u gnetali drugie jądro męskiego gametofitu łączy się z jądrem kanału brzusznego, tworząc drugi zarodek.

Nawożenie roślin. 1) sporofit; 2) pylnik; 3) komórka jajowa; 4) jajnik; 5) komórki macierzyste mikrospor; 6) komórki macierzyste megaspory; 7) mikrospory; 8) megaspory; 9) ziarno pyłku (gametofit męski); 10) worek zarodkowy (dojrzały gametofit żeński); 11) nasiona; 12) bielmo (3n); 13) dojrzałe nasiona; I) diploidalny (2n); II) haploid (n); III) mejoza; IV) mitoza; V) Zapylanie; VI) podwójne zapłodnienie; Zaczerpnięte i zredagowane z: TheLAW14.

Botanicy początkowo uważali, że podwójne zapłodnienie jest wyłącznym zjawiskiem u roślin okrytozalążkowych, jednak proces ten został później opisany również dla roślin z grupy Gnetal.

Historia

Botanik pochodzenia rosyjskiego Siergiej Gawrilowicz Nawashin pracujący z okrytozalążkowymi gatunków Lilium martagon i Fritillaria tenella jako pierwszy zaobserwował proces podwójnego zapłodnienia. Zjawisko to zostało później wykazane przez słynnego polsko-niemieckiego botanika Eduarda Strasburgera.

Po tym odkryciu różni botanicy donosili o nieprawidłowych zdarzeniach podwójnego zapłodnienia w różnych grupach nagonasiennych (między innymi Thuja, Abies, Pseudotsuga). Produkty drugiego zapłodnienia mogą zdegenerować się, wytworzyć wolne jądra lub też spowodować powstanie dodatkowych zarodków.

Później wykazano, że podwójne zapłodnienie było normalnym zjawiskiem u roślin z grupy Gnetal, ale u nich, w przeciwieństwie do okrytozalążkowych, drugie zapłodnienie zawsze daje dodatkowe zarodki, a nie bielmo.

Opis

W okrytozalążkowych

U większości roślin okrytozalążkowych komórka prekursorowa megaspory (megasporocyte) wytwarza w wyniku mejozy cztery haploidalne megaspory, z których tylko jedna rozwija się do produkcji megagametofitu, podczas gdy inne ulegają degeneracji.

Megagametofit wytwarza osiem jąder, z których dwa (jądra polarne) migrują w kierunku centralnej strefy megagametofitu lub worka zarodkowego, dając w ten sposób początek komórce dwujądrowej.

Reszta jąder jest ułożona w grupach po trzy na obrzeżach, z których jedno utworzy ovocell, dwa sąsiednie utworzą synergie, a pozostałe trzy, położone na przeciwległym końcu, utworzą antypody.

Ze swojej strony męski gametofit (ziarno pyłku) wytwarza trzy jądra; dwa plemniki i jeden wegetatywny. Kiedy ziarno pyłku wchodzi w kontakt z piętnem, kiełkuje i wytwarza łagiewkę pyłkową, która rośnie poprzez styl, przyciągana przez substancje wytwarzane przez synergetyków.

Następnie dwa jądra plemników migrują przez łagiewkę pyłkową, aby przeprowadzić podwójne zapłodnienie. Jedno z jąder plemników połączy się z jądrem komórki jajowej i utworzy zygotę, z której powstanie zarodek, podczas gdy drugie połączy się z dwoma jądrami komórki centralnej, dając początek bielmie.

Bielmo

Bielmo jest tkanką triploidalną powstałą w wyniku połączenia centralnej komórki worka zarodkowego (dwujądrowe) z jednym z dwóch jąder plemników ziaren pyłku. Komórki bielma są bogate w granulki skrobi osadzone w macierzy białkowej, a ich funkcją jest dostarczanie substancji odżywczej rozwijającemu się zarodkowi.

Wśród naukowców nie ma zgody co do ewolucyjnego pochodzenia bielma roślin okrytozalążkowych. Niektórzy autorzy twierdzą, że jest to dodatkowy zarodek, którego rozwój został przekształcony w tkankę odżywczą z korzyścią dla drugiego zarodka.

Inni autorzy argumentują, że bielmo nie jest wytworem rozmnażania płciowego, ale jest raczej wegetatywną fazą rozwoju woreczka zarodkowego, jak to ma miejsce u nagonasiennych. Obie hipotezy mają swoich przeciwników i obrońców.

W Gnetales

Jedyne rośliny nagozalążkowe, u których udowodniono podwójne nawożenie, należą do rodzajów Gnetum i Ephedra (Gnatales). Jednak w żadnym z nich bielmo nie powstaje w wyniku tego podwójnego zapłodnienia.

Efedra

W co najmniej dwóch gatunkach Ephedra samice tworzą się w archegonii w obrębie monosporycznych gametofitów. Ze swojej strony nasiennik zawiera cztery jądra, z których dwa są rozrodcze.

Te jądra plemników są uwalniane w megagametoficie i jeden z nich łączy się z jądrem komórki jajowej, podczas gdy drugi łączy się z jądrem kanału brzusznego.

Rezultatem są dwa zygoty, które rozwiną się w genetycznie identyczne, żywotne zarodki, ponieważ dwa jądra żeńskie powstały w monosporycznym gametoficie, podczas gdy dwa jądra plemników z tego samego łagiewki pyłkowej są również genetycznie identyczne.

W każdym żeńskim gametoficie mogą powstać dwie lub więcej archegonii, co powoduje wielokrotne podwójne zapłodnienie występujące jednocześnie w obrębie gametofitu.

Gnetum

Podwójne zapłodnienie w Gnetum przedstawia istotne różnice w porównaniu z podwójnym zapłodnieniem, które występuje w Efedrze. W Gnetum, w przeciwieństwie do Ephedra, żeńskie gametofity są tetrasporyczne, a nie monosporyczne.

Inną różnicą jest to, że w Gnetum nie powstają ani archegonia, ani predestynowane komórki jajowe. Z powodu utraty oocells, liczne żeńskie jądra gametofityczne są zdolne do zapłodnienia; w ten sposób dwa jądra plemników z łagiewki pyłkowej mogą zapłodnić dowolne dwa jądra żeńskie.

Podobnie jak w Efedrze, podwójny proces zapłodnienia w Gnetum spowoduje powstanie dwóch żywotnych zygot, ale w tym przypadku zygoty nie będą genetycznie identyczne ze względu na tetrasporyczną naturę żeńskiego gametofitu. W Gnetum może również wystąpić wielokrotne podwójne zapłodnienie, jeśli jest wystarczająco dużo ziaren pyłku.

Gnetal roślina Ephedra viridis. Zrobione i zredagowane z: Dcrjsr.

Podwójne zapłodnienie i ewolucja roślin

Odkrycie podwójnego zapłodnienia w Gnetum i Efedrze potwierdza hipotezę ewolucyjną, zgodnie z którą proces ten wywodzi się od wspólnego przodka Gnetales i okrytozalążkowych, dlatego byłby to synapomorfia (wspólny charakter pochodny), która pozwoliłaby na zgrupowanie ich w klad antofitów. (monofiletyczny).

Synapomorfie to cechy pochodne, które są wspólne dla dwóch lub więcej gatunków lub taksonów, a zatem mogą wykazywać pewien stopień pokrewieństwa. Charakter przodków (plezjomorficzny) w tym przypadku byłby prostym zapłodnieniem.

W ten sposób Gnetales mogą być podstawową grupą w kladzie antofitów, w której podwójne zapłodnienie daje początek dwóch żywotnych zygot, podczas gdy pojawienie się bielma jako produktu podwójnego zapłodnienia byłoby unikalną synapomorfią w okrytozalążkowych. .

Bibliografia

1. Bielmo. Na Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
2. Podwójne zapłodnienie. Na Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
3. C. Lyre. Co to jest grupa monofiletyczna? Odzyskany z lifeder.com.
4. MW Nabors (2004). Wprowadzenie do botaniki. Pearson Education, Inc.
5. JS Carmichael & WE Friedman (1996). Podwójne zapłodnienie w Gnetum gnemon (Gnetaceae): ma wpływ na ewolucję rozmnażania płciowego w kladzie Gnetales i Anthophyte. American Journal of Botany.
6. WE Friedman (1990). Rozmnażanie płciowe u Ephedra nevadensis (Ephedraceae): kolejny dowód podwójnego zapłodnienia w nie kwitnącej roślinie nasiennej. American Journal of Botany.
7. Część 24: Zapłodnienie i embriogeneza. 24.3. Angiospermae. W morfologii roślin naczyniowych. Odzyskany z biologia.edu.ar.