БОТАНІКА З ОСНОВАМИ ГІДРОБОТАНІКИ (ВОДНІ РОСЛИНИ УКРАЇНИ) – Б.Є. Якубенко – 2011

Жіночий гаметофіт покритонасінних рослин розвивається із мегаспори і називається зародковим мішком. У більшості (80%) квіткових рослин початок жіночому гаметофіту дає гаплоїдна одноядерна мегаспора, ядро якої тричі ділиться мітозом. У результаті першого поділу ядра мегаспори утворюються два ядра, які розходяться до полюсів. Потім кожне з цих ядер ще двічі ділиться мітозом, унаслідок чого біля кожного з полюсів утворюється по чотири первинних гаплоїдних ядра. Це восьмиядерна стадія розвитку жіночого гаметофіта.

Потім від кожної полярної четвірки ядер до центральної частини зародкового мішка відходить по одному первинному гаплоїдному ядру; тут вони зливаються й утворюють диплоїдне вторинне ядро центральної клітини зародкового мішка або, зближуючись, утворюють дикаріон – пару первинних гаплоїдних ядер. Після цього навколо решти гаплоїдних ядер формуються клітини зародкового мішка. Біля мікропілярного полюса формуються три клітини яйцевого апарату (яйцеклітина та дві синергіди), а на протилежному, халазальному полюсі, відособлюються три клітини – антиподи. Між цими двома групами клітин знаходиться центральна клітина (рис. 85). Такий тип утворення жіночого гаметофіта і зародкового мішка називається моноспоричним. За моноспоричного типу жіночого гаметофіта в процесі мегаспорогенезу клітинні перегородки формуються після першого і після другого поділів мейозу.

Окрім моноспоричного є ще біспоричний і тетраспоричний типи зародкового мішка. Біспоричний зародковий мішок формується із двоядерної мегаспори. Під час утворення такої мегаспори після першого поділу мейозу клітинні перегородки з’явлються, а після другого – не з’являються, внаслідок чого формуються дві двоядерні клітини. Одна з цих клітин розвивається в жіночий гаметофіт. Для утворення восьмиядерного зародкового мішка двоядерна мегаспора двічі, а не тричі, як при моноспоричному типі, ділиться мітозом.

Тетраспоричний зародковий мішок формується з чотириядерної мегаспори, ядра якої лише один раз діляться мітозом. Під час мегаспорогенезу в цьому випадку мейоз не супроводжується утворенням клітинних перегородок, тому мегаспора виявляється чотириядерною.

Биологическая библиотека – материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

© 2018-2024 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.

1.15: Пол і розмноження у насіннєвих рослин

На додаток до цих п’яти збережених груп, існує кілька груп насіннєвих рослин, добре представлених у скам’янілостях, але більше не присутні. Ці вимерлі види іноді згортаються як «насіннєві папороті», але і грудості, і позначення як групи не вважаються точними: вони не тісно пов’язані з папоротями і, ймовірно, являють собою поліфілетичну угруповання. Більшість працівників вважають, що насіння еволюціонували неодноразово, і тому не повинно бути філогенетичної сутності, що відповідає ні насіннєвим рослинам, ні голонасінним (тобто насіннєвим рослинам, яким не вистачає квітів), хоча ці категорії зберігаються. Ми розглянемо подробиці життєвого циклу, зокрема форму жіночого гаметофіта і механізми, пов’язані з запиленням і заплідненням, для п’яти груп збережених насіннєвих рослин.

• Розвиток насіння хвойних порід
• Розвиток насіння в інших голонасінних
• Розвиток насіння у покритонасінних рослин
  • Квіти
  • квіткові модифікації
  • Фрукти

  Хвойні

  Малюнок 1 Молода самка соснової шишки на тій стадії, де вона буде запилюватися. Жіночі шишки з’являються навесні на кінчику знову витягнутих гілок. Нижче конуса розташовані скупчення листя, які тільки починають розширюватися.

  Сосни – це найбільш часто зустрічаються хвойні породи та група, яка буде описана нижче, але основна модель тримається для всієї групи. Рослини, які визнані соснами, – це диплоїдні, спорофітні рослини
  . Всі хвойні дерева, включаючи сосни, гетероспористі і виробляють два види суперечок, обидва на одному дереві. Місцями виробництва спор є шишки. Шишки, які більшість людей визнають «сосновими шишками», – це жіночі соснові шишки. Це не тільки місце виробництва мегаспор, але і місце проростання мегаспор з утворенням гаметофіту, виробництва яєць цим гаметофітом, запліднення яєць та розвитку насіння. Всі ці події відбуваються в місці, описаному як яйцеклітина. Ці процеси, як правило, займають кілька років, і структури, які зазвичай визнають сосновими шишками, живуть і розвиваються протягом двох років або більше, причому багато значущих подій відбуваються, коли шишка набагато менша і не так легко спостерігати (рис. 1). Жіночий конус складається з осі (стебла), що несуть лусочки, піднесені приквітками, при цьому лусочки вважаються похідними змінених гілок. На верхній поверхні луски знаходяться яйцеклітини, структури, які переростають в насіння.

  Малюнок 2 Чоловічі соснові шишки виробляються гронами і розташовуються нижче зростання поточного року (розростаються голки видно над чоловічими шишками). Чоловічі шишки засихають і висихають незабаром після випуску пилку на початку літа, але можуть залишатися на рослині до осені.

  Чоловічі спори виробляються в менш звичних, але, безумовно, легко спостерігаються, чоловічих соснових шишках, які ростуть швидше, ніж жіночі шишки, але присутні на дереві набагато коротший час. Як правило, вони виробляються восени і видно у вигляді скупчення структур біля основи бутона. Вони розширюються навесні/на початку літа (рис. 2) і висихають і в’януть через місяць. На відміну від жіночих шишок, m ale шишки прості за будовою: гілка з щільно упакованими споровими несучими листям (спорофілами), кожна з яких має пару відносно великих спорангій на нижній поверхні.

  Покоління гамет офітів розвивається з мікроспор і мегаспор, що виробляються і утримуються в чоловічих і жіночих шишках. Гаметофіти сильно скорочені і, особливо для самки гаметофіти, багато в чому невидимі через своїх невеликих розмірів і розташування. Чоловічі гаметофіти виробляються в мікроспорангії чоловічих шишок. Вони спочатку містять клітини, які піддаються мейозу для вироблення мікроспор. Спочатку спори знаходяться в скупченнях по чотири, що відображають своє походження в двох відділах мейозу (від однієї клітини до двох клітин до чотирьох клітин). Спори з часом відокремлюються і проходять дуже обмежений період розвитку, виробляючи гаплоїдний організм з чотирма ядрами, як правило, в трьох клітині (тобто одна клітина має два ядра), і володіючи двома крилоподібними повітряними мішками (рис. 3). Особливо значущим для розвитку пилкового зерна (він же чоловічий гаметофіт), є той факт, що його розвиток затримується. Це, і те, що мікроспорангіум розкривається, дозволяє пилку розсіюватися вітром.

  Рис. 3 Пилок сосни, як правило, близько 60-100 мкм Малюнок 4 Соснова яйцеклітина в момент запилення містить мегаспорову материнську клітину.

  Запилення – це назва перенесення чоловічого гаметофіта (пилку), звідки він виробляється до місця розташування жіночого гаметофіта, у хвойних – рух від чоловічої соснової шишки до місця всередині жіночої шишки. У момент виділення пилку жіночі шишки дуже малі і «відкриті» з прогалинами над кожною окремою шкалою конуса, які відкриті назовні (рис. 4). Кожна жіноча конусна луска несе на своїй верхній поверхні дві яйцеклітини, кожна з яких має мегаспорангіум, вбудований в спорофітну тканину, звану покривами. На початку розвитку яйцеклітини є отвір, мікропілярний канал, між покривами, який з’єднується з простором між лусочками конуса. Пилкові зерна (чоловічі гаметофіти) в повітрі можуть ковзати між жіночими конусними лусочками і відкладатися в просторі поруч з мікропілярним каналом. Яйцеклітина виділяє рідку « краплю запилення » у цей простір, а пилкові зерна потрапляють у рідину та регідратують. У механізмі, не повністю вивченому, рідина з пилковими зернами виводиться через мікропілярний канал в простір на внутрішній стороні покривів, прилеглих до мегаспорангія.

  Малюнок 5 Зображення соснової яйцеклітини після запилення, як правило, влітку після появи жіночих шишок.

  Незабаром після цього покриви ростуть, щоб перекрити мікропілярний канал, і лусочки конуса ростуть, щоб закрити жіночий конус зовні. У цей час мегаспорангіум має єдину материнську клітину мегаспор , призначену піддаватися мейозу . Після мейозу лише одна з чотирьох дочірніх клітин залишається мегаспорою. The e megaspore
  не розпорошується, а розвивається в межах мегаспорангії в жіночий гаметофіт з декількох тисяч клітин, який, як правило, виробляє дві-три архегонії, кожна з яких виробляє одну яйцеклітину. Все це відбувається всередині жіночого конуса, який прикріплений і входить до складу спорофітної рослини. Жіночі гаметофіти хвойних дерев – це сильно знижені « організми » , що знаходяться в овуляційних шишках, вбудованих всередину спорофітної тканини рослини.

  У момент запилення зазвичай немає самки гаметофіта, тільки мегаспора. Усередині конуса самці гаметофіти продовжують свій розвиток, нехай і дуже повільно у сосн, вимагаючи 12 місяців між запиленням і заплідненням.

  Малюнок 6 Зображення соснової яйцеклітини безпосередньо перед заплідненням, як правило, через рік після запилення. Пилок проросла і почала зростання до жіночого гаметофіту.

  Оскільки мегаспора виробляє спору, яка повільно переростає у жіночий гаметофіт, вона проходить «вільну ядерну» стадію, де мітотичні відділи не супроводжуються утворенням клітинної стінки (організм коеноцитарний). Зрештою клітинні стінки утворюються, а жіночий гаметофіт утворює структури, описані як архегонія, кожна з яких має одну яйцеклітину.

  У міру розвитку жіночого гаметофіту пилок проростає і одна клітина подовжується від зерна, зростаючи через мегаспорангіум (нуцелус) у напрямку до жіночого гаметофіту (рис. 6). Трохи більше року після запилення його трубчаста клітина зливається з яйцеклітиною і виділяються два ядра сперми, одне з яких зливається з ядром яйцеклітини, утворюючи зиготу, а інше ядро розпадається. За час між запиленням і заплідненням жіночі шишки виростають лише в невеликій кількості і вони залишаються закритими назовні. Зверніть увагу, що плаваюча сперма не виробляється, чоловічий гаметофіт виростає до яйцеклітини за допомогою подовженої клітини.

  Після запліднення зигота розвивається в ембріон, вбудований і живиться жіночим гаметофітом. Тканини, що оточують жіночий гаметофіт, розвиваються в насіннєву оболонку, часто утворюючи структуру крила, яка дозволяє насінню розсіюватися вітром. У міру розвитку насіння шишка, що оточує його, також розвивається, часто істотно зростає. Після запліднення насіння може дозріти за короткий час, як і один рік, але для більшості видів це два роки або довше. У більшості сосен шишки з часом знову розкриваються, дозволяючи насінню випасти і розійтися вітром. Іноді шишки залишалися закритими і відкритими лише після сильної спеки багаття. Жіночі шишки ялівцю та тису розвивають плодоподібні риси, які приваблюють тварин, які полегшують розгін насіння, споживаючи «плоди» та випорожнюючи насіння на новому місці.

  Інші голонасінні

  Три інші групи насіннєвих рослин без квітів, Гнетофіти, Цикади та Гінкго демонструють ту саму основну схему виробництва насіння: чоловічі спори розвиваються в пилкові зерна, які диспергуються від спорофіту, щоб закінчити свій розвиток у структурі, яка виробляє жіночі спори, а отже, і жіноча. гаметофіти. Запилення принаймні у деяких цикад і у деяких гнітофітів включає комах; у гінкго і більшості гнітофітів запилення відбувається вітром. Gymnoserm буквально означає «голе насіння», і одна особливість, яка об’єднує неквітучі насіннєві рослини, полягає в тому, що під час запилення яйцеклітини доступні, а не поховані в тканині, через які повинен проростати чоловічий гаметофіт; натомість яйцеклітини доступні, принаймні на короткий проміжок часу, тому що конусні лусочки не зрослися один з одним і мікропілярний канал відкритий. Однак чоловічий гаметофіт, як правило, повинен рости через мегаспорангіум (нуцелус), щоб досягти яйцеклітини. У цикад самець гаметофіт насправді розвиває тип структури харчування (званий гаусторіум), розгалужену нитчасту структуру, що пронизує ядро і, мабуть, отримує від нього харчування. Врешті-решт джгутикова, рухлива сперма вивільняється і плаває через рідину «архегоніальної камери», області рідини між нуцелюлами та жіночим гаметофітом. Джгутикові сперматозоїди також містяться в гінкго.

  квітучі рослини

  Основний процес розвитку насіння у квітучих рослин такий же, як і у хвойних. До основних відмінностей можна віднести наступне:

  • Чоловічі (виробляють пилок) і жіночі (виробляють насіння) органи, як правило, знаходяться разом в одній структурі, квітці, не розділені на двох різних гілках, оскільки вони знаходяться в хвойних порід.
  • Яйцеклітини виробляються всередині структури, яка називається яєчником, яка не відкрита назовні, тим с
    амим вимагають, щоб чоловічий гаметофіт рости через значну відстань спорофітної тканини, щоб контактувати з жіночим гаметофітом.
  • Перенесення пилку (запилення) часто включає біологічні агенти (комахи, птахи, рідше ссавці) і різноманітні квіткові особливості підсилюють запилення.
  • Жіночий гаметофіт, який називається ембріонним мішком (рис. 7). Малюнок 7 Покритонасінна яйцеклітина, що містить зрілу самку гаметофіту (він же ембріонний мішок). Гаметофіт містить лише сім клітин, одну яйцеклітину, яка запліднюється, утворюючи зиготу, і велику центральну клітину, яка запліднюється, утворюючи триплоїдну ендоспермову тканину. Навколишні покриви розвиваються в насіннєву оболонку. оскільки вона з часом містить ембріон, ще більшескорочується, ніж у інших насіннєвих рослин, кардинально так, як правило, складається всього з семи клітин, шести гаплоїдних клітин, одна з яких – яйцеклітина, і одна більша центральна клітина з двома гаплоїдними ядрами.
  • Обидва сперматозоїди, що виробляються чоловічим
    
    гаметофітом, беруть участь у події запліднення (сингамії). Один зливається з яйцем, утворюючи зиготу, а другий зливається з центральною осередком. Це ядро сперми поєднується з двома ядрами центральної клітини, утворюючи триплоїдне ядро ендосперму. Потім центральна клітина розмножується, утворюючи тканину, ендосперм, який має обмежений розвиток і виявляється лише під час розвитку насіння і часто, але не завжди, у зрілому насінні. Початкові етапи розвитку ендосперму включають «вільно-ядерну» стадію, коли ядра діляться без утворення клітинної стінки, створюючи багатоядерну, всю триплоїдну (коеноцитарну) клітину. Цей матеріал називається «рідким ендоспермом» і знайомий як кокосове молоко, яке насправді є цитозолем.
  • У покритонасінних рослин жіночий гаметофіт, який дуже обмежений як за розміром, так і за тривалістю життя, не є живильною тканиною для ембріона, що розвивається, як у інших насіннєвих рослин, наприклад, хвойних. У покритонасінних рослин живильною тканиною для розвивається ембріона є ендосперм, тканина, що утворилася в результаті другої події запліднення.

  квітка

  Малюнок 8 Покритонасінна квітка зазвичай складається з чотирьох мутовки: чашолисток, пелюсток, пильовиків (складаються з нитки і пильовика) та карпелів (складаються з рильця, стилю та зав’язі). Яєчник містить від однієї до багатьох яйцеклітин.

  Квітка являє собою сильно модифікований стебло , як правило, з чотирма мутовками, які згуртовані близько один до одного на кінці гілки. Вважається, що компоненти кожної з чотирьох мутовки представляють модифіковані листя , причому внутрішні дві мутовки – це сильно модифіковані спороносні листя (спорофіли) (рис. 8-9).. Елементи крайньої мутовки (чашолистки ) самі листоподібні, хоча часто досить дрібні. Елементи наступної мутовки ( пелюстки ) часто мають листоподібну форму, але зазвичай представляють собою великі і барвисті структури, яким не вистачає хлорофілу. Наступна мутовка – це тамени , які часто складаються з стебла (нитки), що закінчується структурою, яка називається пильовиком , в якому виробляється пилок. Спочатку пильовики володіють мікроспорангіями, що містять мікроспорові материнські клітини. Вони виробляють мікроспори шляхом мейозу, і ці спори проростають і розвиваються у чоловічих гаметофітів, які називаються пилковими зернами, що складаються лише з двох або трьох клітин. Коли пилок дозріває, пильовик зазвичай відкривається, щоб зробити пилок доступним для запилювачів або вітру. P істили є найвнутрішнішою мутовкою і часто зрощені разом, тому центральна структура квітки – це єдиний (складний) маточок. Маточки (и), як правило, складаються з збільшеної основи (зав’язі), з його верхівки виходить стеблоподібна структура (стиль), яка закінчується поверхнею (рильцем), яка отримує пилок. Усередині зав’язі виробляється занадто багато яйцеклітин, які з часом стають насінням. До цього яйцеклітини є ділянками виробництва мегаспор, розвитку жіночого гаметофіту (= ембріонний мішок), запліднення і, нарешті, процесу розвитку насіння. Після запилення двох-триклітинний чоловічий гаметофіт (пилок) проростає на рильце і росте через стиль , а потім отримує доступ до яйцеклітини, зростаючи через мікропілярний канал, отвір між покривами які оточують кожну яйцеклітину. Зростання пилкової трубки передбачає розширення однієї клітини , яка називається пилковою трубкою , яка доставляє дві чоловічі гамети до кінця ембріонного мішка з яйцеклітиною . Трубчаста клітина зливається з ембріонним мішком і доставляє два сперми , щоб забезпечити подвійне запліднення, дозволяючи для подальшого розвитку зиготи та ендосперму.

  Малюнок 9 Позначене зображення ранункулуса глаберрімуса

  квіткові модифікації

  Варіації основного плану квітів – одна з дивовижних історій ботаніки і всієї біології. В цілому зміни можна віднести до сил природного відбору, що діють на взаємодію між запилювачами і рослинами. Деякі з поширених перетворень з описаного вище шаблону включають:

  • злиття частин мутовки, наприклад, всі пелюстки зрощені разом, утворюючи чашку або воронку
  • злиття членів двох мутовків (наприклад, злиття тичинок на пелюстках)
  • зменшення кількості членів мутовки, зокрема скорочення від багатьох маточок до одного маточки, як це зустрічається у квіток квіток айстролисткових
  • переходити від радіальної симетр
    ії (всі частини мутовки мають однаковий розмір і орієнтовані подібним чином, рис. 9-10) до двосторонньої симетрії з квітами, що мають дві сторони, які є дзеркальним відображенням один одного (рис. 11), або іноді взагалі не мати симетрії.
  • розміщення яєчника нижче місця прикріплення інших мутовки
  • усунення множинних частин, іноді утворюючи одностатеві квітки (рис. 12).

  Фрукти

  Після запліднення яйцеклітина перетворюється в насінняв процесі, який передбачає узгоджений розвиток трьох різних тканин:

  1. зигота переростає в ембріон;
  2. ендосперм розростається спочатку за «вільно-ядерним» малюнком (ядерні поділи не супроводжуються утворенням клітинної стінки), а згодом, виробляючи нові клітини, і, нарешті, в деяких групах ендосперм зникає, коли ембріон збільшує свої сім’ядолі;
  3. тканини, що оточують ембріон і ендосперм, розвиваються в насіннєву оболонку.

  Зауважте ще раз, що генетичний склад цих трьох компонентів відрізняється – ембріон є «новим поколінням» і є диплоїдним, ендосперм триплоїдний, а навколишні тканини диплоїдні, але є поколінням перед ембріоном.

  Поки яйцеклітина перетворюється на насіння, зав’язь, а іноді й інші тканини, що оточують яєчник, розвиваються в структуру, яка називається плодом. Перетворення зав’язі в плід, як правило, передбачає вироблення нових клітин, зростання цих клітин і розвиток особливостей, характерних для спостерігаються рослини. Плід, як правило, має особливості, що посилюють розсіювання насіння і часто має функції, що захищають насіння. Хоча, як правило, легко відрізнити насіння від плодів, іноді між ними немає явної позначки, або може бути демаркація, яка обманює. Наприклад, мигдаль отримують з плоду, схожого на вишню (насправді вишня і мигдаль дуже тісно пов’язані). Їмо м’ясисту частину вишні, що входить до складу плодів. «Яма» насправді не є насінням, а скоріше це насіння, оточене найпотаємнішим шаром плоду. Коли ви «оболонки» мигдалю, ви розтріскуєте відкриту тканину плодів, щоб виявити одне насіння всередині. В цьому випадку захисну роль насіннєвої оболонки взяла на себе частина плодів (рис. 13). Аналогічно, соняшникове «насіння» насправді є однонасіннєвим плодом, і обстріл «насіння» фактично розщеплює плоди (рис. 14).

  14.4: Насіннєві рослини – Покритонасінні

  Квіти – це видозмінені листя або спорофіли, організовані навколо центрального стебла. Хоча вони сильно розрізняються за зовнішнім виглядом, всі квіти містять однакові структури: чашолистки, пелюстки, маточки, тичинки. Мутовка чашолистків (чашечка) розташовується біля основи квітконосу, або стебла, і обволікає квіткову бутон до того, як вона розкриється. Чашолистки зазвичай є фотосинтезуючими органами, хоча є деякі винятки. Наприклад, віночок у лілій і тюльпанів складається з трьох чашолистків і трьох пелюсток, які виглядають практично однаково – це змусило ботаніків монету слово tepal. Пелюстки (разом віночок) розташовані всередині мутовки чашолистків і зазвичай демонструють яскраві кольори для залучення запилювачів. Квіти, запилювані вітром, зазвичай дрібні і тьмяні. Статеві органи розташовані в центрі квітки. Як показано (PageIndex<2>) на малюнку, стигма, стиль та яєчник складають жіночий орган, плодолистка або маточка, який також називають гиноецией. Гінеціум може містити один або кілька плодолисток в межах однієї квітки. Мегаспори та жіночі гаметофіти виробляються та захищені товстими тканинами плодолистки. Довга тонка структура, яка називається стилем, веде від липкого рильця, де осідає пилок, до яєчника, укладеного в плодоніжки. Зав’язь розміщує одну або кілька яйцеклітин, кожна з яких переросте в насіння після запліднення. Чоловічі репродуктивні органи, андроеція або тичинки, оточують центральний плодоніжок. Тичинки складаються з тонкого стебла, званого ниткою, і мішкоподібної структури, пильовика, в якому мікроспори виробляються мейозом і розвиваються в пилкові зерна. Нитка розжарювання підтримує пильовик. Малюнок (PageIndex<2>) : На цьому зображенні зображена структура досконалого і закінченого квітки. Ідеальні квіти несуть як чоловічі, так і жіночі квіткові органи. (кредит: модифікація роботи Мар’яни Руїс Вільяреал)

  Фруктові

  Насіння утворюється в зав’язі, яка збільшується в міру зростання насіння. У міру розвитку насіння стінки зав’язі також товщають і утворюють плід. У ботаніці плід – це запліднена і повністю виросла, дозріла зав’язь. Багато продуктів, які зазвичай називають овочами, насправді є фруктами. Баклажани, кабачки,
  стручкова квасоля та болгарський перець – це технічно фрукти, оскільки вони містять насіння і отримані з товстої тканини зав’язі. Жолуді і крилаті кленові ключі, наукова назва яких – самара, теж є плодами. Зрілі плоди можна охарактеризувати як м’ясисті або сухі. До м’ясистим фруктам відносяться звичні нам ягоди, персики, яблука, виноград, помідори. Рис, пшениця та горіхи – приклади сухих фруктів. Ще одна відмінність полягає в тому, що не всі плоди походять з зав’язі. Деякі плоди отримують з окремих зав’язей в одній квітці, наприклад, малина. Інші фрукти, такі як ананас, утворюються з грон квітів. Крім того, деякі фрукти, такі як кавун і апельсин, мають шкірку. Незалежно від того, як вони утворюються, плоди є агентом розгону. Різноманітність форм і характеристик відображає режим розгону. Легкі сухі плоди дерев і кульбаб розносяться вітром. Плаваючі кокоси транспортуються водою. Деякі фрукти кольорові, ароматні, солодкі та поживні для залучення травоїдних тварин, які їдять фрукти і розсіюють жорсткі неперетравлені насіння в калі. Інші фрукти мають бори і гачки, які чіпляються за хутро і зачіпають їде на тварин.

  Життєвий цикл покритонасінного

  Доросла особина, або спорофіт, фаза є основною фазою в життєвому циклі покритонасінного. Як і голонасінні, покритонасінні гетеропористі. Вони виробляють мікроспори, які переростають у пилкові зерна (чоловічі гаметофіти), і мегапори, які утворюють яйцеклітину, що містить жіночі гаметофіти. Усередині микроспорангии пильовиків (рис. (PageIndex<3>) ) Чоловічі мікроспороцити діляться на мейоз, генеруючи гаплоїдні мікроспори, які піддаються мітозу і дають початок пилковим зернам. Кожне пилкове зерно містить дві клітини: одну генеративну клітину, яка розділиться на дві сперми, і другу, яка стане кліткою пилкової трубки.

  АРТ КОНК Малюнок (PageIndex) : На цій діаграмі показаний життєвий цикл покритонасінного. Пильовики та яєчники – це структури, які вкривають фактичні гаметофіти: пилкове зерно та ембріональний мішок. Подвійне запліднення – процес, унікальний для покритонасінних рослин. (кредит: модифікація роботи Мар’яни Руїс Вільяреал) Якби квітці не вистачало мегаспорангію, який тип гамети він би не зміг утворити? Якби йому не вистачало мікроспорангію, який тип гамети не утворився б?

  У яйцеклітинки жіночий гаметофіт виробляється, коли мегаспороцит зазнає мейозу для отримання чотирьох гаплоїдних мегаспор. Один з них більший за інші і зазнає мітозу, утворюючи жіночий гаметофіт або ембріональний мішок. Три мітотичні поділу виробляють вісім ядер в семи клітинам. Яйце і дві клітини переміщаються на один кінець зародкового мішка (гаметофіт), а три клітини переміщаються на інший кінець. Два ядра залишаються в одній клітині і зливаються, утворюючи 2n ядра; ця клітина рухається до центру ембріонального мішка. Коли пилкове зерно досягає рильця, пилкова трубка простягається від зерна, росте вниз по стилю і потрапляє через отвір у шкірних покривах яйцеклітини. Дві сперматозоїди відкладаються в зародковому мішку. Те, що відбувається далі, називається подією подвійного запліднення (рис. (PageIndex) ) і є унікальним для покритонасінних. Один сперматозоїд і яйцеклітина об’єднуються, утворюючи диплоїдну зиготу – майбутній ембріон. Інша сперма зростається з диплоїдним ядром у центрі ембріонального мішка, утворюючи триплоїдну клітину, яка розвинеться в ендосперм: тканину, яка служить запасом їжі. Зигота розвивається в зародок з корінцем, або маленьким коренем, і одним або двома листоподібними органами, званими сім’ядолями. Насіннєві запаси їжі зберігаються поза ембріона, а сім’ядолі служать трубопроводами для передачі розбитих запасів їжі ембріону, що розвивається. Насіння складається з посиленого шару покривів, що утворюють оболонку, ендосперму з запасами їжі і в центрі – добре захищеного зародка. Малюнок (PageIndex) : Подвійне запліднення відбувається тільки у покритонасінних рослин. (кредит: модифікація роботи Мар’яни Руїс Вільяреал) Більшість квітів несуть як тичинки, так і плодолистки; однак деякі види самозапилюються. Вони відомі як «досконалі» квіти, оскільки містять обидва типи статевих органів (рис (PageIndex) . Біохімічні та анатомічні бар’єри самозапилення сприяють перехресному запиленню. Самозапилення є важкою формою інбридингу, і може збільшити кількість генетичних дефектів потомства. Рослина може мати ідеальні квіти, і, таким чином, обидва статі в кожній квітці; або, вона може мати недосконалі квіти обох видів на одній рослині (Малюнок (Pa
  geIndex) ). У кожному разі такі види називають однодомними рослинами, що означає «один будинок». Деякі ботаніки називають рослини з ідеальними квітами просто як гермафродитні. Деякі рослини дводомні, що означає «два будинки», і мають чоловічі та жіночі квітки («недосконалі квіти») на різних рослині. У цих видів перехресне запилення відбувається постійно. Малюнок (PageIndex) : Однодомні рослини мають як чоловічі, так і жіночі репродуктивні структури на одній квітці або рослині. У дводомних рослин самці і самки репродуктивні структури знаходяться на окремих рослині. (кредит a: модифікація роботи Ліз Вест; кредит c: модифікація роботи Скотта Зони)

  Різноманітність покритонасінних рослин

  Покритонасінні класифікуються в єдине поділ, антофіти. Сучасні покритонасінні постають монофилетической групою, а значить, вони походять від єдиного предка. Квітучі рослини поділяються на дві основні групи, за будовою сім’ядоль, пилкових зерен і іншими ознаками: однодольні, до яких відносяться трави і лілії, і еудікоти або дводольні, поліфілетні групи. Базальні покритонасінні – це група рослин, які, як вважають, розгалужені перед поділом на однодольні та евдікоти, оскільки вони виявляють риси обох груп. Вони класифікуються окремо за багатьма схемами класифікації та відповідають угрупованню, відомій як Magnoliidae. Група Magnoliidae складається з магнолій, лаврів, латаття та сімейства перцевих.

  Базальні покритонасінні

  Magnoliidae представлені магноліями: високими деревами, які несуть великі, ароматні квіти з безліччю частин, і вважаються архаїчними (рис. (PageIndex<6>) Г). Лаврові дерева дають ароматні листя і дрібні непримітні квіти. Лавралес – це невеликі дерева та чагарники, які ростуть переважно в більш теплому кліматі. Знайомі рослини цієї групи включають лавровий лавр, корицю, кущ прянощів (рис. (PageIndex<6>) А ) і дерево авокадо. Німфеї складаються з латаття, лотоса (рисунок (PageIndex<6>) c) та подібних рослин. Всі види німфеалів процвітають у прісноводних біомах і мають листя, які плавають на поверхні води або ростуть під водою. Водяні лілії особливо цінуються садівниками, а з давніх-давен прикрашали ставки та басейни. Piperales – це група трав, чагарників та невеликих дерев, які ростуть у тропічному кліматі. Вони мають невеликі квітки без пелюсток, які щільно розташовані довгими шипами. Багато видів є джерелом цінуються ароматів або спецій; наприклад, ягоди Piper nigrum (рис. (PageIndex<6>) Б ) – знайомий чорний перець, який використовується для ароматизації багатьох страв. Малюнок (PageIndex<6>) : (а) південний кущ належить до Лавралесових, того ж сімейства, що і кориця і лавровий лавр. Плід (b) рослини Piper nigrum – чорний перець, основний продукт, яким торгували вздовж пряних маршрутів. Зверніть увагу на дрібні, ненав’язливі зібрані квіти. (c) Квіти лотоса, Nelumbo nucifera, культивуються з давніх-давен за їх декоративну цінність; корінь квітки лотоса їдять як овоч. (d) червоні ягоди дерева магнолії, характерні для завершальної стадії, тільки починають з’являтися. (кредит a: модифікація роботи Корі Занкер; кредит b: модифікація роботи Франца Євгена Келера; кредит c: модифікація роботи «berduchwal» /Flickr; кредит d: модифікація роботи «Coastside2″/Wikimedia Commons)

  Однодольні

  Рослини в групі однодольних мають єдину сім’ядолі в розсаді, а також мають інші анатомічні особливості. Жилки йдуть паралельно довжині листя, а квіткові частини розташовуються в трьох- або шестикратної симетрії. Пилок перших покритонасінних була моносулькатной (містила одну борозну або пори через зовнішній шар). Ця особливість досі проглядається в сучасних однодольних. Справжня деревна тканина рідко зустрічається у однодольних, а судинна тканина стебла не влаштована якимось особливим малюнком. Коренева система в основному придаткова (незвично розташована) без великого стрижневого кореня. До однодольних належать знайомі рослини, такі як справжні лілії (не плутати з лататтям), орхідеї, трави та пальми. До однодольних належать багато важливих культур, такі як рис та інші зернові (рис. А), кукурудза, цукрова тростина та тропічні фрукти, включаючи банани та ананас. (PageIndex) Ілюстрація (PageIndex) : Основними культурами світу є квітучі рослини. Один основний продукт харчування, (а) рис, є монокотом, як і інші крупи, тоді як (б) квасоля – еудікоти. Деякі популярні квіти, такі як ця (c) лілія, є однодольними; тоді як інші, такі як ця (d) ромашка, є евдікотами. (кредит a: модифікація роботи Девіда Нанса; кредит b: модифікація роботи USDA, AR
  S; кредит c: модифікація роботи «довгостроковим» /Flickr; кредит d: модифікація роботи «Cellulaer» /NinjaPhoto)

  Евдікоти

  Евдікоти, або справжні дводольні, характеризуються наявністю двох сім’ядоль. Жилки утворюють мережу в листі. Квіткові частини бувають чотирьох, п’яти або багатьох мутовок. Судинна тканина утворює кільце в ніжці. (У однодольних судинна тканина розкидана в стеблі.) Евдікоти можуть бути трав’янистими (як кульбаби або фіалки), або виробляти деревні тканини. Більшість евдікотов виробляють пилок, який є трисулькатним або трипоратним, з трьома борознами або порами. Коренева система зазвичай закріплена одним головним коренем, розвиненим із зародкового корінця. Евдікоти складають дві третини всіх квітучих рослин. Багато видів, здається, демонструють характеристики, що належать до будь-якої групи; тому класифікація рослини як однодольного або евдіко не завжди чітко очевидна (табл. (PageIndex<1>) ).

  Підсумок розділу

  Покритонасінні рослини є домінуючою формою життя рослин у більшості наземних екосистем, що включає близько 90 відсотків усіх видів рослин. Більшість сільськогосподарських і декоративних рослин – покритонасінні рослини. Їх успіх частково пояснюється двома інноваційними структурами: квіткою та плодом. Квітки виведені еволюційно з видозмінених листя. Основними частинами квітки є чашолистки та пелюстки, які захищають репродуктивні частини: тичинки та плодолистки. Тичинки виробляють чоловічі гамети, які є пилковими зернами. Плодолистки містять жіночі гамети, які є яйцеклітинами всередині яєчників. Стінки зав’язі після запліднення товщають, дозріваючи в плоди, які можуть сприяти розгону насіння. У життєвих циклах покритонасінних переважає стадія спорофіта. Подвійне запліднення – подія, унікальна для покритонасінних рослин. Квітучі рослини поділяються на дві основні групи – однодольні та евдикоти – за кількістю сім’ядоль у розсаді. Базальні покритонасінні відносяться до роду старше однодольних і евдікотов.

  Мистецькі зв’язки

  Ілюстрація (PageIndex<3>) : Якби квітці не вистачало мегаспорангії, який тип гамети він би не зміг сформуватися? Якби йому не вистачало мікроспорангію, який тип гамети не утворився б? Відповідь Без мегаспорангії яйцеклітина не утворилася б, без мікроспорангії не утворилася б пилок.

  Глосарій

  пильовик мішечоподібні структури на кінчику тичинки, в якому виробляються пилок зерна Антофіта поділ, до якого належать покритонасінні базальні покритонасінні Група рослин, які, ймовірно, розгалужені до поділу однодольних і eudicots чашечкой мутовка чашолистків плодоніжок жіночий репродуктивної частини квітка, що складається з стигми, стиль і яєчника віночок колекція пелюсток сім’ядольні одне (однодольне) або два (дводольні) примітивні листя, присутні в насінні дводой Група покритонасінні, ембріони яких мають дві сім’ядолі; також відомий як eudicot евдикоти Група покритонасінні, ембріони яких мають дві сім’ядолі; також відомий як дводольні нитка тонкий стебло, який пов’язує пильовик до основи квітки гиноеция група структур, що складають жіночий репродуктивний орган; також називається маточкою трав’янистий описує рослину без деревної тканини монокот споріднена група покритонасінних, які виробляють ембріонів з однієї сім’ядолі і пилок з одного хребта яєчника камера, яка містить і захищає яйцеклітину або жіночий megasporangium пелюстка модифікований лист інтер’єру до чашолистка; барвисті пелюстки залучити тварин запилювача товкач Група структур, які складають жіночий репродуктивний орган; також називається плодолистка чашолисток модифікований лист, який охоплює бутон; зовнішній структура квітки тичинки група структур, які містять чоловічі репродуктивні органи клеймо верхня структура плодолистка, де осідає пилок стиль довга тонка структура, яка пов’язує рильця з яєчником

  Автори та атрибуції