CZYM JEST MIKROSPOROGENEZA? - BIOLOGIA - 2024

Mikrosporogeneza w Botany, jest jednym z etapów tworzenia się pyłku. W szczególności obejmuje tworzenie mikrospory. Występuje w pylnikach kwiatu, wychodząc z komórek zwanych mikrosporocytami.

Zasadniczo proces ten polega na mejotycznym podziale mikrosporocytów, prowadzącym do powstania komórek zwanych mikrosporami. Ponieważ mikrosporocyt przechodzi mejozę, dla każdej początkowej komórki uzyskuje się cztery córki ze zmniejszeniem obciążenia genetycznego.

Źródło: André Karwath alias Aka

Los mikrospory polega na przekształceniu się w komórkę o dwóch jądrach. Podczas swojego rozwoju mikrospora stopniowo zwiększa swoją objętość, co jest związane z tworzeniem się wakuoli. Równolegle następuje przemieszczenie jądra komórkowego.

W wyniku tego procesu powstaje ziarno pyłku, które po zapłodnieniu ulega kolejnym przemianom. Proces, w którym mikrospory zamienia się w pyłek nazywany jest mikrogametogenezą.

Gdy pyłek opuści piętno, następuje ponowna duplikacja jednego z jąder, zwanych jądrem plemnika. W ten sposób męski gametofit składa się z komórki o trzech strukturach jądrowych.

Mikrosporogeneza

Pyłek

Ziarno pyłku to struktura o mniej więcej mikroskopijnej wielkości, która odpowiada męskiemu gametofitowi roślin z nasionami lub spermatofitami.

Część pylnika, która zawiera ziarna, nazywana jest woreczkiem pyłkowym, znajdującym się w męskiej strefie kwiatu: pręcikach.

Mikrosporogeneza: pierwszy etap rozwoju pyłku

Życie tego męskiego gametofitu przebiega w trzech ściśle określonych fazach: początkowym etapie rozwoju, który w obrębie męskiej tkanki sporofitycznej nazywa się mikrosporogenezą; po którym następuje niezależny etap podróży do zgodnego piętna i ostatecznie faza szybkiego wzrostu w kobiecej tkance sporofitycznej.

Pierwszy etap to mikrosporogeneza i zachodzi wewnątrz pylników. Obejmuje serię mejotycznych podziałów komórek zwanych mikrosporocytami lub „macierzystym pyłkiem”, które są otoczone grubą ścianą kalozy.

Formacja Tetrad

Wynikiem tego podziału jest tetrada komórek, z których każda rozwinie się w męskiego gametofit. Każda z tych komórek jest otoczona drugą ścianą kalozy.

Pamiętaj, że mejoza to proces podziału komórek o właściwościach redukujących. Ładunek genetyczny komórki macierzystej nie jest taki sam, jak w przypadku córek.

W przypadku mikrosporocytów są to diploidalne, więc komórki potomne powstałe w wyniku początkowego podziału są haploidalne. Liczba powstałych chromosomów zależy od gatunku.

Cytokineza

Po podziale mejotycznym jądra następuje cytokineza. Ten krok ma decydujące znaczenie dla ostatecznego uformowania się tetrady, ponieważ istnieje wiele wzorów lub rodzajów dyspozycji.

Sukcesywna cytokineza występuje, gdy każdemu podziałowi komórki towarzyszy podział cytoplazmy, co jest zjawiskiem typowym dla roślin jednoliściennych. Kiedy to się stanie, zobaczymy, że mikrospory są ułożone w jednej płaszczyźnie, albo w formie tetrady, rombu lub litery T.

Alternatywny podział jest znany jako jednoczesna cytokineza, w której ściany tworzą się pod koniec mejozy. Występuje w grupie dwuliściennych. Ten wzór skutkuje rozproszeniem mikrosporów w wielu płaszczyznach.

Tworzenie się ścian pyłkowych

Ściany pyłku zaczynają się formować, gdy mikrospory są nadal w układzie tetrad i otoczone ścianami kalozy.

Pierwszy krok polega na osadzeniu się substancji zwanej primexin na powierzchni mikrospory. Następnie odkładają się prekursory sporopoleniny. Proces kończy się odkładaniem się sporopoleniny, cząsteczki o charakterze nieprzepuszczalnym, odpornej na atak chemikaliów.

Otwory powstają w obszarach, w których odkładanie się primexyny zostało powstrzymane przez działanie retikulum endoplazmatycznego.

Rola maty w rozwoju i transporcie pyłku

Podczas tworzenia się pyłku mata odgrywa kluczową rolę. Obejmuje warstwę komórek znajdujących się w pylniku, który otacza komórki macierzyste mikrospory. Na macie znajdują się dwa rodzaje komórek: wydzielnicze i ameboidalne.

Te komórki są bardzo wyspecjalizowane i mają dość krótki okres życia. Wraz z upływem czasu komórki tracą swoją organizację i ostatecznie są ponownie wchłaniane.

Jego główna rola w rozwoju pyłku polega na zapewnieniu odżywienia mikrosporom. Ponadto mają zdolność syntezy szeregu enzymów i produkcji „cementu” pyłku lub pyłku kwiatowego.

Pyłek kwiatowy jest materiałem o charakterze niejednorodnym (lipidy, flawonoidy, karotenoidy, białka, polisacharydy itp.) Oraz lepkiej konsystencji, która pomaga utrzymać ziarna pyłku razem podczas transportu i chroni je przed wysychaniem, światłem ultrafioletowym i inne czynniki, które mogą mieć wpływ na jego jakość.

Mikrogametogeneza

Podsumowując, wyjaśnimy pokrótce, na czym polega mikrogametogeneza, aby ostatecznie ujawnić, jak zachodzi geneza ziarna pyłku. Proces ten jest różny u roślin okrytozalążkowych i nagonasiennych, a mianowicie:

Okrytozalążkowe

U roślin okrytozalążkowych mikrogametogeneza obejmuje pierwszy i drugi podział mitotyczny pyłku, prowadzący do powstania męskich gamet.

Proces ten rozpoczyna się od powstania wakuoli znajdującej się w środku komórki, co zmusza jądro do ruchu. Ten ruch jądrowy oznacza przejście od mikrospory do młodego ziarna pyłku.

Po pierwszym podziale mitotycznym następuje drugi podział asymetryczny, w którym tworzy się część generatywna i wegetatywna. Ta ostatnia ma większą objętość i zawiera duże, rozproszone jądro. W przypadku części generatywnej zawiera mniejsze i skondensowane jądro.

Następnie następuje symetryczny podział, w którym z komórki generatywnej powstają dwa plemniki.

Nagonasienne

Z kolei mikrogametogeneza u nagonasiennych rozwija się poprzez liczne podziały mitotyczne. Większość ziaren pyłku w tej linii roślin składa się z więcej niż jednej komórki.

Bibliografia

1. Blackmore, S. i Knox, RB (red.). (2016). Ewolucja i ontogeneza mikrospor: ewolucja i ontogeneza. Academic Press.
2. Davies, PJ (red.). (2013). Hormony roślinne: fizjologia, biochemia i biologia molekularna. Springer Science & Business Media.
3. Hesse, M., Halbritter, H., Weber, M., Buchner, R., Frosch-Radivo, A., Ulrich, S., & Zetter, R. (2009). Terminologia dotycząca pyłków: ilustrowany podręcznik. Springer Science & Business Media.
4. López, BP, Calvarro, LM i Garay, AG (2014). Embriogeneza pyłku (embriogeneza gametyczna). REDUCA (Biology), 7 (2).
5. Smith H. & Grierson D. (red.). (1982) The Molecular Biology of Plant Development. University of California Press.