Przeczytaj
W cyklu rozwojowym roślin okrytonasiennych (okrytozalążkowych) występuje przemiana pokoleń, która przypomina przemianę pokoleń paprotników różnozarodnikowych. Pokoleniem wyraźnie dominującym jest sporofitsporofit, który w zależności od gatunku ma postać rośliny zielnej, krzewinki, krzewu lub drzewa. GametofitGametofit jest pokoleniem silnie zredukowanym (o mikroskopijnej wielkości) i ma postać siedmiokomórkowego przedrośla żeńskiego lub dwukomórkowego przedrośla męskiego.
Budowa kwiatu
Typowy kwiat roślin okrytonasiennych (okrytozalążkowych) składa się z dna kwiatowego, okwiatu, pręcikowia i słupkowia.
Dno kwiatowe to skrócona, często rozszerzona oś, na której osadzone są pozostałe elementy kwiatu. Okwiat stanowi ochronę dla wewnętrznych części kwiatu, a u roślin owadopylnych pełni dodatkową rolę, tzw. powabni, która barwą, kształtem i zapachem przyciąga zapylacze. Okwiat może być pojedynczy, wówczas wszystkie jego elementy, tzw. działki okwiatu, są jednakowe. Okwiat podwójny z kolei jest zróżnicowany na kielich i koronę. Działki kielicha – zazwyczaj drobne i zielone – stanowią zewnętrzną część okwiatu. Płatki korony – z reguły większe i żywo zabarwione – tworzą wewnętrzną część okwiatu.
Pręcikowie to wszystkie pręcikipręciki obecne w jednym kwiecie. Pręcik (mikrosporofilmikrosporofil) składa się z nitki i główki, która zawiera dwa pylniki. W każdym pylniku znajdują się po dwa woreczki pyłkowe (mikrosporangiamikrosporangia), w których powstają i dojrzewają ziarna pyłku (mikrosporymikrospory). Z kolei słupkowie to wszystkie słupkisłupki obecne w kwiecie. Słupek składa się ze znamienia, szyjki i zalążnizalążni. Zalążnia to rozszerzona część zawierająca zalążkizalążki. W zalążku obecny jest ośrodek (makrosporangiummakrosporangium), wewnątrz którego z jednej makrosporymakrospory rozwija się woreczek zalążkowy (gametofit żeński).
Budowa gametofitu męskiego
Dojrzałe ziarno pyłku (mikrospora) zawiera gametofit męski (przedrośle męskie). Składa się ono z dwóch haploidalnych komórek: dużej – wegetatywnej i mniejszej – generatywnej. W czasie rozmnażania dojrzałe ziarno pyłku kiełkuje, tworząc nitkowaty wyrostek zwany łagiewką pyłkowąłagiewką pyłkową, wewnątrz której obecne są dwie nieruchome komórki plemnikowe. Łagiewka pyłkowa wyrasta z komórki wegetatywnej, a komórki plemnikowe powstają z komórki generatywnej dojrzałego ziarna pyłku.
Budowa gametofitu żeńskiego
Dojrzały zalążek zawiera gametofit żeński (przedrośle żeńskie), zwane również woreczkiem zalążkowym. Składa się on z siedmiu komórek. Na biegunie zwróconym w stronę okienka zalążka obecne są trzy haploidalne komórki tworzące tzw. aparat jajowy. W jego skład wchodzi centralnie umieszczona komórka jajowa, po bokach której znajdują się dwie komórki pomocnicze, tzw. synergidy. Na przeciwległym biegunie znajdują się trzy haploidalne komórki, tzw. antypody. W środku woreczka zalążkowego występuje jedna dwujądrowa komórka, tzw. komórka centralna.
Przebieg zapylenia
ZapylenieZapylenie polega na przeniesieniu dojrzałych ziaren pyłku z pręcików na znamię słupka, przy udziale czynników zewnętrznych: wiatru, zwierząt lub wody. Najbardziej rozpowszechnionym sposobem jest zapylenie przez zwierzęta – zoogamia. Zapylaczami najczęściej są owady, rzadziej ptaki, a w wyjątkowych przypadkach ssaki lub ślimaki. Stosunkowo często występuje wiatropylność – anemogamia, w której czynnikiem przenoszącym pyłek jest wiatr. Najrzadziej proces zapylenia zachodzi przy udziale wody. Zjawisko to zwane jest hydrogamią i dotyczy niektórych roślin wodnych.
Zapylenie może odbywać się za pomocą własnego pyłku – samozapylenie lub obcego – zapylenie krzyżowe. Do zapylenia własnym pyłkiem dochodzi w obrębie jednego kwiatu lub pomiędzy różnymi kwiatami tego samego osobnika. Do zapylenia obcym pyłkiem dochodzi wówczas, gdy pyłek z jednego osobnika zostanie przeniesiony na kwiat drugiego osobnika należącego do tego samego gatunku. Samozapylenie u niektórych gatunków roślin, np. zbóż, jest zjawiskiem normalnym. Zapylenie własnym pyłkiem ograniczona rekombinację materiału genetycznego i w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia zmienności genetycznej osobników potomnych. Dla większości gatunków roślin jest to zjawisko niekorzystne, dlatego kwiaty wykształciły mechanizmy zabezpieczające przed samozapyleniem. Najskuteczniejszym mechanizmem ochronnym jest samosterylność. Zjawisko to polega na braku kiełkowania własnego pyłku na znamieniu słupka lub zahamowaniu wzrostu łagiewki pyłkowej na wczesnym etapie.
Przebieg zapłodnienia
Proces zapłodnienia rozpoczyna kiełkowanie dojrzałego ziarna pyłku na znamieniu słupka. Powstająca łagiewka pyłkowa wrasta w tkanki znamienia i szyjki słupka, transportując dwie nieruchome komórki plemnikowe. Wzrost łagiewki odbywa się w kierunku zalążka, a gdy osiągnie ona woreczek zalążkowy, wylewa swoją zawartość do jednej z synergid. Jedna komórka plemnikowa łączy się z komórką jajową, w wyniku czego powstaje diploidalna zygota. Druga komórka plemnikowa łączy się z komórką centralną, tworząc triploidalną komórkę macierzystą bielma wtórnego. U roślin okrytonasiennych w procesie zapłodnienia uczestniczą dwie komórki plemnikowe – jest to tzw. podwójne zapłodnieniepodwójne zapłodnienie. Więdniecie znamienia i szyjki słupka lub opadanie płatków korony świadczy o zapłodnieniu wewnątrz woreczka zalążkowego.
Budowa nasion i owocu
NasionaNasiona i owoceowoce powstają po podwójnym zapłodnieniu w wyniku przekształceń zalążków i zalążni. Typowe nasiono składa się z zarodka, bielma wtórnego i łupiny nasiennej. Wewnątrz woreczka zalążkowego zygota przechodzi liczne podziały mitotyczne, w wyniku których powstaje wielokomórkowy zarodek. Podobnie komórka macierzysta bielma ulega licznym mitozom, które prowadzą do powstania wielokomórkowego bielma wtórnego. Początkowo stanowi ono tkankę odżywczą dla rozwijającego się zarodka. W późniejszym czasie jest tkanką zapasową, która magazynuje substancje pokarmowe wykorzystywane podczas kiełkowania. Zmianom wewnątrz zalążka towarzyszy przekształcenie jego osłonek w łupinę nasienną, która chroni wnętrze nasiona przed działaniem niekorzystnych czynników środowiska. Równolegle do powstawania nasion następuje rozwój owocu. Typowy owoc składa się z nasion i owocni, która najczęściej rozwija się ze ściany zalążni słupka. Owocnia otacza nasiona do czasu osiągnięcia przez nie dojrzałości, a także bierze udział w ich rozsiewaniu.
Owoc | Nasiono | komórka jajowa (1n) + komórka plemnikowa (1n) → zygota (2n) → liczne podziały mitotyczne → zarodek (2n) |
komórka centralna (2n) + komórka plemnikowa (1n) → komórka macierzysta bielma (3n) → liczne podziały mitotyczne → bielmo wtórne (3n) | ||
osłonki zalążka (2n) → łupina nasienna (2n) | ||
Owocnia | ściana zalążni (2n) |
U niektórych gatunków roślin w tworzeniu owocu, oprócz ściany zalążni, uczestniczą także inne elementy kwiatu. Takie owoce nazywa się szupinkowymi, inaczej owocami rzekomymi. Owoce szupinkowe tworzy między innymi jabłoń (Malus domestica). Mięsista i soczysta część jabłka, tzw. szupinka powstaje w wyniku przekształceń dna kwiatowego. Natomiast wewnętrzne łuski otaczające nasiona, stanowią właściwą owocnię, która powstaje ze ścian zalążni.
Słownik
pokolenie haploidalne rozmnażające się płciowo przez haploidalne gamety wytwarzane na drodze mitozy; u okrytonasiennych jest to siedmiokomórkowy gametofit żeński znajdujący się w zalążku oraz dwukomórkowy gametofit męski obecny w dojrzałym ziarnie pyłku
długa, nitkowata struktura wyrastająca z komórki wegetatywnej ziarna pyłku, przenosząca komórki plemnikowe do woreczka zalążkowego
typ zarodnika, z którego powstaje gametofit żeński (przedrośle żeńskie)
rodzaj zarodni wytwarzającej makrospory; u okrytozalążkowych jest to ośrodek zalążka
rodzaj zarodnika, z którego powstaje gametofit męski (przedrośle męskie); u okrytonasiennych jest to ziarno pyłku
rodzaj zarodni, w której powstają mikrospory; u okrytonasiennych jest to woreczek pyłkowy
liść zarodnionośny mający na swojej powierzchni mikrosporangium; u okrytonasiennych jest to pręcik
organ rozmnażania roślin powstający z zapłodnionego zalążka; złożony z łupiny nasiennej, zarodka, tkanki spichrzowej stanowiącej zapas pokarmu na czas kiełkowania (bielmo, prabielmo lub obielmo)
zjawisko charakterystyczne dla roślin okrytonasiennych: jedna komórka plemnikowa (1n) łączy się z komórką jajową (1n), w wyniku czego powstaje zygota (2n), z której rozwija się zarodek sporofitu (2n); druga komórka plemnikowa (1n) łączy się z komórką centralną (2n), w wyniku czego powstaje komórka macierzysta bielma (3n), z której rozwija się bielmo wtórne (3n)
męski organ rozrodczy w kwiatach roślin nasiennych; u okrytonasiennych składa się z nitki i główki, która zwiera dwa pylniki połączone łącznikiem; w każdym pylniku obecne są dwa woreczki pyłkowe, w których po procesie mejozy powstają haploidalne ziarna pyłku
żeński organ rozrodczy charakterystyczny dla roślin okrytonasiennych, powstały ze zrośnięcia się owocolistków; składa się ze znamienia, na którym kiełkują ziarna pyłku, szyjki oraz zalążni, w której rozwijają się zalążki
pokolenie diploidalne rozmnażające się bezpłciowo przez haploidalne zarodniki wytwarzane na drodze mejozy; u okrytonasiennych są to: rośliny zielne, krzewinki, krzewy i drzewa
w wąskim znaczeniu organ rozwijający się z owocolistków, w nieco szerszym — z zalążni, w szerokim — wytwór kwiatu i kwiatostanu w stanie (potencjalnej) dojrzałości nasion; jego funkcją jest ochrona nasion w czasie ich rozwoju i współdziałanie w ich rozsiewaniu
twór w kwiatach roślin nasiennych, w którym rozwija się komórka jajowa; po zapłodnieniu przekształca się w nasiono; u okrytonasiennych składa się z dwóch osłonek i ośrodka, wewnątrz którego rozwija się siedmiokomórkowy woreczek zalążkowy – twór chroniony przez ścianę zalążni słupka w kwiatach roślin okrytozalążkowych
dolna część słupka zawierająca zalążki; po podwójnym zapłodnieniu ulega przekształceniu w owocnię
przeniesienie ziarna pyłku na znamię słupka