Apvaisinimas yra esminis lytinio dauginimosi procesas augaluose, kurio metu susijungia vyriškoji ir moteriškoji lytinės ląstelės, suformuodamos zigotą. Zigota vėliau vystosi į naują individą. Žiediniams augalams (gaubtasėkliams) būdingas unikalus dvigubo apvaisinimo procesas. Šiame straipsnyje išsamiai panagrinėsime dvigubą apvaisinimą, jo etapus ir reikšmę augalų dauginimuisi.
Mitozė ir Mejozė: Pagrindiniai Ląstelių Dalijimosi Būdai
Prieš gilinantis į dvigubo apvaisinimo procesą, svarbu suprasti du pagrindinius ląstelių dalijimosi būdus: mitozę ir mejozę.
- Mitozė: vyksta somatinėse (kūno) ląstelėse ir užtikrina genetiškai identiškų dukterinių ląstelių susidarymą. Mitozės metu chromosomų skaičius ląstelėje išlieka toks pat (diploidinis).
- Mejozė: vyksta lytinėse ląstelėse (gametose) ir užtikrina haploidinių ląstelių susidarymą. Mejozės metu chromosomų skaičius sumažėja per pusę.
Lytinis Dauginimasis Augaluose: Sporofitas ir Gametofitas
Didžioji dauguma aukštesniųjų augalų dauginasi lytiniu būdu, kurio metu susidaro haploidinės ląstelės ir susilieja vyriškos ir moteriškos gametos. Augalų gyvenimo cikle skiriami du skirtingi etapai: sporofitas ir gametofitas.
- Sporofitas: diploidinis etapas, kuris žiediniuose augaluose trunka ilgai.
- Gametofitas: haploidinis etapas, kuris žiediniuose augaluose trunka trumpiau. Iš mikrosporų susidaro vyriški gametofitai, o iš megasporų - moteriški gametofitai.
Mikrosporogenezė: Vyriškojo Gametofito Susidarymas
Vyriškas gametofitas, arba žiedadulkė, susidaro kuokelių dulkinėse. Ankstyvose dulkinės stadijose jos meristeminės ląstelės mažai skiriasi viena nuo kitos, vėliau išryškėja stambios ląstelės - archasporijos ląstelės (motininės). Jų dalijimosi metu susidaro parientalinės ir antrinės archiasporijos ląstelės. Taip pat susidaro dulkinės sienelė, endotecis, tapetumas. Po keturių sluoksnių susidarymo mitozinis antrinio archesporio ląstelių dalijimasis pasibaigia. Archesporio ląstelės tampa motininėmis mikrosporų ląstelėmis, citoplazma užpildo visą ląstelių tūrį.
Procesas, kurio metu susidaro mikrosporos, vadinamas mikrosporogeneze. Jo metu motininės mikrosporų ląstelės dalijasi mejozės būdu, suformuodamos keturias haploidines mikrosporas. Mikrosporos vėliau virsta žiedadulkėmis.
Taip pat skaitykite: Lopšio ir sportinuko vežimėlio privalumai
Žiedadulkių išsivystymo stadijos:
- Dulkinėse yra tetrados ar jaunos mikrosporos su vos žymiais kaliozės pėdsakais sienelėse. Centrinės vakuolės nėra.
- Dulkinėse yra vienabranduolės mikrosporos. Ekzina gerai išsivysčiusi. Vakuolė yra, bet branduolys mažas.
- Dulkinės yra vėlyvosios vienabranduolės stadijos mikrosporos. Vakuolė didelė, branduolys didėja.
- Dulkinėse mikrosporos po pirmo dalijimosi.
- Dulkinėse yra dviląstės žiedadulkės su generatyvine ir vegetatyvine ląstelėmis.
Mikrogametogenezė: Spermių Susidarymas
Mikrogametogenezė - procesas, kurio metu susidaro vyriškos lytinės ląstelės - spermiai. Tetrados mikrosporos padengiamos dviem apvalkalais - ekzinos ir entinos. Taip virsta žiedadulkėmis. Prasideda mikrogametogenezė. Dalijantis generatyvinei ląstelei žiedadulkėje (arba dulkiadaigyje) susidaro spermiai. Jie gali būti ovalūs, linzės, elipsės, spiralės ir kt. formų. Pagal dydį gali būti smulkūs, vienaskilčiams - vidutiniai, stambūs.
Makrosporogenezė: Moteriškojo Gametofito Susidarymas
Moteriškas gametofitas susidaro piestelėje, žiedynpumpuriuose. Sėklapradžio vystymasis, jo diferenciacija, atsiranda nucelusas o kartu su juo vystosi integumentai (išorinis ir vidinis). Integumentai sudaro mikropilę, kuria į gemalinį maišelį auga dulkiadaigiai. Sėklapradžiai pritvirtinami prie sėklasosčio sėklasaičiu.
Archiaspora pasirodo ankstyvoje sėklapradžio išsivystymo stadijoje. Būna vienaląstė, dviląstė arba daugialąstelė. Yra 6 moteriškos archiasporos tipai:
- Diferencijuojasi daug archiasporinių ląstelių, kiekviena dalijasi į dvi ląsteles, iš kurių viena dar keletą kartų dalinasi.
- Diferencijuojasi 1 archiasporė. Dalijasi į dengiamąjį ir sporogeninę ląsteles. Dengiamoji dalijasi dar keleta kartų.
- Diferencijuojasi 1 archiasporinė ląstelė, kuri dalijasi ir suformuoja dengiamąją ir sporogeninę ląstelę. Dengiamoji ląstelė toliau nesidalina, sporogeninė virsta motinine ląstele.
- Diferencijuojasi 1 archiasporinė ląstelė, kuri tampa makrosporos motinine ląstele.
- Diferencijuojasi keletas archiasporinių ląstelių, kurios tampa makrosporų motininėmis ląstelėmis.
- Diferencijuojasi 1 archiasporinė ląstelė, kuri tampa gemalinio maišelio motinine ląstele.
Makrosporogenezės metu motininėse ląstelėse vyksta mejozės, susidaro makrosporų diada, po to - makrosporų tetrata. Kiekviena nauja ląstelė yra haploidinė. Susidaro chaloziniai apvalkalai.
Taip pat skaitykite: Kaip Išsirinkti Laiptelį Vaikui
Moteriškojo Gametofito Susidarymas ir Dvigubas Apvaisinimas
Moteriškojo gametofito susidarymo metu dalijasi branduoliai. Mikropiliariniame poliuse formuojasi kiaušinėlio aparatas (kiaušialąstė, 2 sinergidės). Chalazaliniame poliuje susidaro trys ląstelės antipodai. Gemalinis maišelis didėja, prasideda ląstelių diferenciacija.
Dvigubas apvaisinimas yra unikalus gaubtasėklių augalų procesas. Dulkiadaigiui pasiekus sėklapradį, vienas spermis apvaisina kiaušialąstę, o kitas - du centrinius branduolius.
- Vienas spermis susilieja su kiaušialąste, suformuodamas diploidinę zigotą (2n). Iš zigotos vystosi gemalas.
- Kitas spermis susilieja su centriniu diploidiniu branduoliu (2n), suformuodamas triploidinį endospermą (3n). Endospermas atlieka maisto medžiagų funkciją gemalui.
Po apvaisinimo sėklapradis virsta sėkla, o mezginė - vaisiumi.
Žiedo Dalių Pokyčiai Po Apvaisinimo
Po apvaisinimo žiedo dalys patiria reikšmingų pokyčių:
- Mezginė: Mezginė pradeda augti ir virsta vaisiumi. Vaisiaus paskirtis - apsaugoti sėklas ir padėti joms plisti. Vaisiaus forma, dydis ir struktūra priklauso nuo augalo rūšies.
- Sėklapradžiai: Apvaisinti sėklapradžiai virsta sėklomis. Sėkla susideda iš embriono, endospermo ir apsauginio apvalkalo.
- Žiedlapiai ir taurėlapiai: Dažniausiai nudžiūsta ir nukrenta, nes jų funkcija (pritraukti apdulkintojus ir apsaugoti žiedą) jau atlikta. Tačiau kai kurių augalų žiedlapiai gali išlikti ir dalyvauti formuojant vaisių.
- Kuokeliai ir piestelės liemenėlis: Nudžiūsta ir nukrenta, nes jų funkcija atlikta. Kartais piestelės likučiai gali išlikti ant vaisiaus viršūnės.
Sėklų Plitimas
Vaisiui susiformavus, jo paskirtis - padėti sėkloms plisti. Sėklos gali plisti įvairiais būdais:
Taip pat skaitykite: Praktiniai patarimai apvaisinant vandeniu
- Vėjo pagalba: Smulkios ir lengvos sėklos gali būti išnešiojamos vėjo.
- Vandens pagalba: Augalai, augantys prie vandens telkinių, gali plisti sėklas vandens pagalba.
- Gyvūnų pagalba: Gyvūnai gali platinti sėklas, valgydami vaisius ir išnešiodami sėklas su išmatomis arba prikibdami prie kailio.
- Savęs platinimas: Kai kurie augalai turi mechanizmus, leidžiančius sėkloms išsisklaidyti patiems.
Žiedų Reikšmė Dauginimuisi ir Klasifikacijai
Žiedai yra svarbūs augalų dauginimuisi, nes juose vyksta apdulkinimas ir apvaisinimas. Be to, žiedo požymiai dažnai naudojami gaubtasėklių klasifikavimui. Botanikai sukūrė terminus kiekvienam įmanomam žiedyno, pažiedės, žiedsosčio, hipantijos, taurelės, vainikėlio, nektarinių, staminodžių, vaislapėlių ir sėklapradžių kintamumo aspektui, vertingam vienos ar kitos grupės klasifikavimui. Šie požymiai daugiausiai naudojami “Florų” diagnostiniuose raktuose taksonams charakterizuoti ir pačiuose taksonų aprašymuose.
tags: #dvigubas #augalo #apvaisinimas