Žiediniai augalai, arba gaubtasėkliai, yra labiausiai paplitusi augalų grupė Žemėje. Jų sėklos subręsta specialiame organe - mezginyje, kuris apsaugo gemalą ir vėliau virsta vaisiumi. Šiame straipsnyje išsamiai aptarsime žiedinių augalų apsivaisinimo procesą, pradedant nuo apdulkinimo ir baigiant sėklos formavimusi.
Įvadas
Žiediniai augalai dauginasi lytiniu būdu, o tai reiškia, kad naujam augalui susidaryti reikalingos dviejų tėvinių augalų lytinės ląstelės - gametos. Šis procesas apima apdulkinimą, kai žiedadulkės pernešamos nuo kuokelių ant piestelės, ir apvaisinimą, kai spermiai susilieja su kiaušialąste ir antriniu branduoliu gemaliniame maišelyje. Galutinis rezultatas - sėkla, kuri išdygusi gali išaugti į naują augalą.
Žiedo Sandara ir Funkcijos
Norint suprasti apvaisinimo procesą, būtina susipažinti su žiedo sandara:
- Žiedkotis: Laiko žiedą.
- Žiedsostis: Išplėstinė žiedkočio dalis, prie kurios tvirtinasi kitos žiedo dalys.
- Taurėlapiai: Apsaugo žiedą pumpuro fazėje. Dažniausiai būna žalios spalvos.
- Vainiklapiai: Paprastai spalvingi, pritraukiantys apdulkintojus.
- Kuokeliai: Vyriškoji žiedo dalis, susidedanti iš:
- Dulkinės: Joje susidaro žiedadulkės.
- Kotelio: Laiko dulkinę.
- Piestelė: Moteriškoji žiedo dalis, sudaryta iš:
- Purkos: Lipnus paviršius, ant kurio patenka žiedadulkės.
- Liemenėlio: Jungia purką su mezgine.
- Mezginės: Joje yra sėklapradžiai, kuriuose vystosi kiaušialąstės.
Žiedai gali būti dvilyčiai (turintys ir kuokelius, ir piesteles) arba vienalyčiai (turintys tik kuokelius arba tik piesteles). Vienalyčiai žiedai gali būti vienanamiai (ant to paties augalo) arba dvinamiai (ant skirtingų augalų).
Apdulkinimas: Žiedadulkių Kelionė
Apdulkinimas - tai procesas, kai žiedadulkės pernešamos nuo kuokelio dulkinės ant piestelės purkos. Šis procesas yra būtinas apvaisinimui. Yra du pagrindiniai apdulkinimo tipai:
Taip pat skaitykite: Gyvybės ciklo esmė: dvigubas apvaisinimas
- Savidulka: Apdulkinimas to paties žiedo arba to paties augalo žiedadulkėmis. Savidulkiai augalai dažnai apsidulkina dar neišsiskleidus žiedui.
- Kryžmadulka: Apdulkinimas kito to paties rūšies augalo žiedadulkėmis. Kryžmadulka užtikrina didesnę genetinę įvairovę.
Žiedadulkes gali pernešti įvairūs veiksniai:
- Vėjas: Augalai, apdulkinami vėjo, paprastai turi mažus, nepastebimus žiedus ir daug lengvų žiedadulkių.
- Vabzdžiai: Augalai, apdulkinami vabzdžių, turi ryškius, kvapnius žiedus ir lipnias žiedadulkes.
- Vanduo: Kai kurie vandens augalai apdulkinami vandens pagalba.
- Kiti gyvūnai: Paukščiai (pvz., kolibriai) ir žinduoliai (pvz., šikšnosparniai) taip pat gali apdulkinti žiedus.
Patekusios ant purkos, žiedadulkės sugeria jos skystį ir sudygsta, išleisdamos dulkiadaigį.
Dvigubas Apsivaisinimas: Unikalus Gaubtasėklių Bruožas
Gaubtasėkliams būdingas dvigubas apvaisinimas - procesas, kurio metu dalyvauja du spermiai iš žiedadulkės. Dulkiadaigis auga per piestelės audinius link mezginės ir prasiskverbia į sėklapradį pro mikropilę (mažą angą). Pasiekęs gemalinį maišelį (moteriškąjį gametofitą), dulkiadaigis išskiria du spermius:
- Pirmasis spermis susilieja su kiaušialąste, suformuodamas diploidinę zigotą (2n). Zigota vėliau išsivysto į embrioną - būsimo augalo užuomazgą.
- Antrasis spermis susilieja su centriniu diploidiniu branduoliu (2n), esančiu gemaliniame maišelyje, suformuodamas triploidinį endospermą (3n). Endospermas yra maitinamasis audinys, aprūpinantis embrioną maisto medžiagomis dygimo metu.
Kitų gemalinio maišelio ląstelių (sinergidžių ir antipodžių) funkcijos nėra iki galo aiškios, tačiau jos paprastai degeneruoja po apvaisinimo.
Dvigubas apvaisinimas yra unikalus gaubtasėklių bruožas, kuris skiria juos nuo plikasėklių augalų. Plikasėklių augalų apvaisinime dalyvauja tik vienas spermis, o endospermas vystosi nepriklausomai nuo apvaisinimo.
Taip pat skaitykite: Vaikų kūryba: augalai
Sėklos ir Vaisiaus Formavimasis
Po apvaisinimo įvyksta reikšmingi pokyčiai žiede:
- Sėklapradis virsta sėkla. Sėkla susideda iš:
- Embriono: Išsivysto iš zigotos.
- Endospermo: Maitinamasis audinys, aprūpinantis embrioną maisto medžiagomis.
- Sėklos luobelės: Apsauginis sėklos dangalas, susiformuojantis iš sėklapradžio dangalų.
- Mezginė virsta vaisiumi. Vaisiaus funkcija - apsaugoti sėklas ir padėti joms plisti. Vaisiaus forma ir struktūra priklauso nuo augalo rūšies.
Kai kurių augalų sėklos gali susidaryti be apvaisinimo - šis reiškinys vadinamas apomikse. Apomiksės metu gemalas susidaro iš neapvaisintos kiaušialąstės (partenogenezė) arba iš kitų gemalinio maišelio ląstelių (apogamija). Apomiksė leidžia augalams daugintis nelytiniu būdu, išsaugant genetinę informaciją.
Taip pat pasitaiko atvejų, kai apvaisinimas įvyksta, tačiau gemalas neišsivysto, o sėklos būna nedaigios. Šis reiškinys vadinamas partenospermija.
Endospermo Vystymasis
Endospermas yra gyvybiškai svarbus besivystančiam embrionui, nes aprūpina jį maisto medžiagomis. Endospermo vystymasis prasideda po antrojo apvaisinimo, kai spermis susilieja su centriniu branduoliu. Susidarius triploidiniam endospermui, prasideda jo branduolio dalijimasis, sudarant endospermą. Endospermo sudėtyje yra krakmolo, lipidų, baltymų ir kitų medžiagų. Pagal cheminę endospermo sudėtį sėklos skirstomos į krakmolingas, aliejingas ir baltymingas.
Endospermas gali vystytis skirtingais būdais, priklausomai nuo augalo rūšies. Pavyzdžiui, kai kurių augalų endospermas vystosi branduoliniu būdu, kai gemaliniame maišelyje plazma sudaro pasieninį sluoksnį, kuriame pasiskleidžia daug dukterinių branduolių.
Taip pat skaitykite: Augalų ir Gyvūnų Apvaisinimas
Gemalo Vystymasis
Embrionas vystosi iš zigotos. Zigota ištįsta ir dalijasi. Viena zigotos ląstelė sudaro suspenzorių - struktūrą, kuri padeda aprūpinti gemalą maisto medžiagomis, jungdama jį su endospermu. Kitos ląstelės daug kartų dalijasi, kol susiformuoja gemalas.
Gemalas susideda iš:
- Šaknelės: Būsimos šaknies.
- Stiebelio: Būsimo stiebo.
- Skilčių: Pirmųjų augalo lapų. Vienaskilčiai augalai turi vieną skiltį, o dviskilčiai - dvi.
- Pumpuro (pliumulės): Būsimų lapų ir stiebo užuomazga.
Apomiksė: Dauginimasis Be Apsivaisinimo
Apomiksė - tai nelytinio dauginimosi būdas, kai sėklos susidaro be apvaisinimo. Šis reiškinys būdingas kai kuriems augalams. Yra kelios apomiksės formos:
- Partenogenezė: Gemalas vystosi iš neapvaisintos kiaušialąstės.
- Apogamija: Gemalas vystosi iš kitos gemalinio maišelio ląstelės, o ne iš kiaušialąstės.
- Aposporija: Gemalas formuojasi iš sėklapradžio vegetatyvinės ląstelės.
- Poliembrionija: Vietoj normalaus gemalo išsivysto keli įvairios kilmės gemalai.
Apomiksė gali būti vegetatyvinė (kai dauginamasi vegetatyviniais organais) arba agamospermija (kai sėklos formuojasi pseudolytinėmis priemonėmis). Agamospermijos metu gemalas formuojasi iš motininio audinio, todėl palikuonys genetiškai identiški motininiam augalui.
Apomiksė suteikia augalams galimybę greitai daugintis ir išsaugoti genetiškai vienodas populiacijas. Tačiau apomiksė taip pat mažina genetinę įvairovę, kuri yra svarbi prisitaikymui prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.
Sėklų Plitimas
Vaisiui susiformavus, jo paskirtis - padėti sėkloms plisti. Sėklos gali būti platinamos įvairiais būdais:
- Vėjas: Lengvos sėklos su sparneliais ar plaukeliais (pvz., kiaulpienės, klevai).
- Vanduo: Sėklos, plūduriuojančios vandenyje (pvz., kokosai).
- Gyvūnai: Sėklos su kabliukais, prisikabinančios prie gyvūnų kailio, arba sėklos, platinamos gyvūnų, kurie minta vaisiais (pvz., vyšnios, obelys).
- Savaiminis išsvaidymas: Kai kurių augalų vaisiai subręsta ir išsvaido sėklas.
Sėklų Dygimas
Sėklos dygimas - tai procesas, kai iš sėklos išsivysto jaunas augalas. Sėkloms dygti reikalinga drėgmė, deguonis ir tinkama temperatūra. Dygimo metu embrionas naudoja endospermo sukauptas maisto medžiagas. Pirmiausia išdygsta šaknelė, kuri įsišaknija dirvoje, o vėliau - stiebelis su skilčiais.
tags: #ziediniu #augalu #apvaisinimas