Растения оплодотворение у которых происходит с помощью пыльцевой трубки

Обновлено: 28.09.2024

Опыление — это процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика у цветковых растений и на микрополе семязачатка голосеменных. Опылeние предшествует оплодотворению. Различают самоопыление и перекрестное опыление.

Самоопыление — это опылeние в пределах одной и той же особи или одного и того же цветка; при этом цветок может не раскрываться, и опыление осуществляется в бутоне. Самоопыление является особой жизненной стратегией цветковых растений, позволяющей им выжить и распространиться в условиях, когда перекрестное опыление затруднено или невозможно.

Перекрестное опыление — перенос пыльцы с пыльника одного растения на рыльце пестика другого. С генетической и эволюционной точек зрения оно более предпочтительно. Перекрестное опылeние может быть биотическое и абиотическое.

Биотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляют живые opганизмы: насекомые (жуки, бабочки, двукрылые, перепончатокрылые), птицы (колибри), летучие мыши. При таком типе опыления цветки и растения в целом имеют ряд приспособлений для привлечения и использования тех или иных агентов-опылителей. Дли насекомоопыляемых растений характерны яркая окраска и душистые цветки, наличие в цветках нежной пыльцы и сладкого нектара, объединение мелких цветков в соцветия.

Абиотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляется без участия живых существ, при помощи ветра и воды. Ветроопыляемые растения, как правило, растут группами, имеют невзрачные цветки с плохо развитым околоцветником, зацветают раннем весной до распускания листьев, образуют много мелкой и сухой пыльцы. Пыльники, в которых образуется много мелкой, сухой и легкой пыльцы, расположены на длинных тычиночных нитях. Рыльца пестиков таких растений широкие, длинные или перистые — приспособленные к улавливанию пыльцы.

Оплодотворение

Оплодотворение происходит после опыления. У некоторых растений оплодотворение происходит через несколько дней или недель, у сосны — даже через год.

Оплодотворению предшествует образование мужского и женского гаметофитов. Женский гаметофит формируется внутри завязи пестика. В одной из диплоидных клеток семязачатка (мегаспорантия) в результате мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них отмирают, а одна проходит три митотических деления, в результате чего эта клетка содержит восемь гаплоидных ядер. Это и есть женский гаметофит, или зародышевый мешок. В зрелом женском гаметофите образуются яйцеклетка, диплоидная центральная клетка и ряд дополнительных клеток. Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок. В пыльцевых мешках (микроспорантиях) материнские клетки спор делятся мейозом, в результате чего из каждой образуются четыре гаплоидные микроспоры. Сформировавшаяся микроспора имеет оболочку и ядро. Ядро затем делится митозом с образованием генеративной и вегетативной клеток. Это и есть мужской гаметофит. Генеративная клетка вскоре еще раз делится митозом и формирует два спермия. Таким образом, пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку и два спермия.

После попадания пыльцевого зерна на рыльце пестика оно прорастает. Из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, которая прорастает до зародышевого мешка. По этой трубке в зародышевый мешок проникают два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидный зародыш, другой соединяется с диплоидной клеткой, образуй триплоидную клетку, из которой развивается эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением. Он был открыт в 1898 году.

Прочие клетки зародышевого мешка разрушаются. Зародыш (зачаточный побег) вместе с эндоспермом образуют семя, покрытое кожурой. Из стенок завязи или цветоложа формируется плод.

Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку, и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой развивается запасающая ткань (эндосперм).

Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) образуется в пыльцевых камерах пыльников тычинки из микроспоры. Пыльцевое зерно состоит из двух гаплоидных клеток: вегетативной и генеративной, покрытых оболочкой.

Образование женского гаметофита (зародышевого мешка) происходит в завязи пестика в семязачатке из мегаспоры. В состав зародышевого мешка входит семь клеток: гаплоидная яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и пять вспомогательных гаплоидных клеток.

При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика начинается деление вегетативной клетки и образуется пыльцевая трубка. Пыльцевая трубка прорастает через столбик пестика и проникает в семязачаток через пыльцевход.

Генеративная клетка пыльцевого зерна делится и образует два спермия. По пыльцевой трубке спермии проникают в семязачаток. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой и образует триплоидную клетку.

Зигота делится, и развивается в зародыш нового растения. Из триплоидной клетки формируется эндосперм. Стенки семязачатка становятся семенной кожурой. Таким образом, семязачаток становится семенем.

Пыльцевая трубка (лат. tubus pollinicus ) — цитоплазматический трубчатый вырост вегетативной клетки пыльцевого зерна семенных растений [1] [2] [3] [4] . Пыльцевая трубка обеспечивает доставку мужских гамет к месту оплодотворения [1] . Подобный способ доставки гамет обозначается термином сифоногамия [5] [6] .

Формирование пыльцевой трубки происходит при прорастании пыльцевого зерна, оказавшегося в оптимальных условиях. Пыльцевые зёрна высвобождаются из микроспорангиев в состоянии физиологического покоя: обезвоженные и с крайне замедленным метаболизмом. В связи с этим прорастанию пыльцевого зерна предшествуют восстановление его водного статуса (регидратация), которая сопровождается изменением формы и восстановлением объёма зерна (гармомегатия) [7] [8] . Регидратация инициирует активацию обменных процессов в протопласте вегетативной клетки пыльцевого зерна, образующей трубку.

В лабораторных условиях достаточно легко подобрать соответствующие условия и обеспечить прорастание пыльцевых зёрен в культуре in vitro. В связи с лёгкостью культивации на искусственных средах пыльцевые трубки служит модельной системой для изучения закономерностей полярного клеточного роста, свойственного также корневым волоскам, протонемам мхов, гифам грибов, аксонам нервных клеток [9] [10] . Кроме того, пыльцевое зерно и пыльцевая трубка служат удобной моделью для изучения выхода клетки из состояния физиологического покоя.

В естественных условиях прорастание пыльцевого зерна происходит после опыления. Опыление можно определить, как процесс переноса пыльцы с помощью вектора на поверхность рыльца пестика (у покрытосеменных) или в оплодотворительную каплю (у большинства голосеменных). Чаще всего количество пыльцы и образующихся пыльцевых трубок на рыльце или в зародышевой камере превышает число семязачатков, которые могут быть оплодотворены, поэтому пыльцевые трубки вступают в конкуренцию между собой [5] [11] .

После прорастания пыльцевая трубка покрытосеменных растёт в направлении зародышевого мешка и обеспечивает доставку мужских безжгутиковых гамет (спермиев) для осуществления двойного оплодотворения [1] . Направленность роста обеспечивается сложной системой хемоаттракции [1] [12] [13] . У покрытосеменных рост пыльцевой трубки происходит по проводниковому тракту столбика пестика, который может представлять собой проводниковую ткань и/или специализированный канал столбика заполненный особым секретом [14] .

При достижении зародышевого мешка, пыльцевая трубка входит в него и разрывается, высвобождая при этом цитоплазму, содержащую спермии. Вслед за этим в типе следует слияние одного из спермиев с яйцеклеткой, а второго спермия с диплоидной центральной клеткой (двойное оплодотворение).

Пыльцевая трубка (лат. tubus pollinicus ) — трубчатый вырост, образующийся на пыльцевом зерне семенных растений при прорастании пыльцы.

Содержание

Морфология

Морфологически пыльцевая трубка представляет из себя вегетативную клетку мужского заростка у цветковых растений, тогда как вторая клетка, заключенная в пылинке, является материнской клеткой антеридия. Клетка эта, протоплазма которой не отграничена от протоплазмы вегетативной клетки, проскальзывает внутрь пыльцевой трубки; здесь она делится, давая оплодотворяющие элементы в виде двух генеративных клеток. Последние, по мере роста пыльцевой трубки, продвигаются вперед, занимая место у самой растущей вершины трубки. Так они добираются до зародышевого мешка, где и производят оплодотворение [1] .

Физиология

Когда пыльцевое зернышко попадает на рыльце пестика, его пассивное передвижение заканчивается, и ему необходимо уже собственными силами доставить к яйцеклетке оплодотворяющие элементы. Не обладая органами движения, пыльцевое зерно при помощи роста достигает тех же целей, которых можно было бы достигнуть при помощи органов движения (в этом отношении пыльцевое зернышко сходно с органами высших зелёных растений) [1] .

В одном каком-либо месте, после разрыва наружной оболочки (апертуры) пыльцевого зерна, внутренняя его оболочка (интина) образует вырост в виде бугорка; этот вырост разрастается в длинную узкую трубочку, пробирающуюся сквозь ткань рыльца и столбика до зародышевого мешка семяпочки с его яйцеклеткой. Эта трубочка и называется пыльцевой трубкой [1] .

Классификация

В зависимости от того, каким образом пыльцевые трубки попадают в семязачаток — этот процесс подразделяется на следующие типы [2] :

порогамия — прорастание через микропиле,
халазогамия — через халазу,
мезогамия — через интегументы.

Отличия у голосеменных

У голосеменных пыльцевая трука образуется в пыльцевой камере семяпочки. Трубка внедряется в ткань нуцеллуса и служит присоской, получающей питательные вещества, или обеспечивает проход мужских гамет к первичному эндосперму. У покрытосеменных пыльцевые зёрна прорастают, попав на рыльце пестика. У некоторых растений вещества рыльца и пестика, способствующие прорастанию, вызывают хемотропизм пыльцевой трубки, направляя её рост [3] .

Примечания

↑ 123Пыльцевая трубка // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
↑Биологический словарь (рус.) . Архивировано из первоисточника 5 октября 2012.Проверено 1 апреля 2012.
↑Пыльцевая трубка — статья из Большой советской энциклопедии

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Пыльцевая трубка" в других словарях:

Пыльцевая трубка — * пылковая трубка * pollen tube вырост, образующийся при прорастании пыльцы на рыльце пестика (у высших растений) или в пыльцевой камере семязачатка (у голосеменных), по которому происходит перенос мужских гамет к семяпочке. Состоит из… … Генетика. Энциклопедический словарь

ПЫЛЬЦЕВАЯ ТРУБКА — (tubus pollinicus), трубчатый вырост пыльцевого зерна семенных растений. Образуется при прорастании пыльцы путём выпячивания интины с протопластом вегетативной клетки через апертуру. У голосеменных П. т. образуется в пыльцевой камере семязачатка … Биологический энциклопедический словарь

пыльцевая трубка — Вырост, образующийся при прорастании пыльцы (у высших растений на рыльце пестика, у голосеменных в пыльцевой камере семязачатка), по которому происходит перенос мужских гамет к семяпочке, и состоящий из протопласта сифоногенной клетки, покрытого… … Справочник технического переводчика

пыльцевая трубка — ЭМБРИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ПЫЛЬЦЕВАЯ ТРУБКА – трубка, по которой мужские гаметы попадают в семязачаток. Формируется после прорастания пыльцевого зерна … Общая эмбриология: Терминологический словарь

пыльцевая трубка — pollen tube пыльцевая трубка. Вырост, образующийся при прорастании пыльцы (у высших растений на рыльце пестика, у голосеменных в пыльцевой камере семязачатка), по которому происходит перенос мужских гамет к семяпочке, и состоящий из протопласта… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

пыльцевая трубка — dulkiadaigis statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Siūliška, mezginės link tįstanti dygstančios žiedadulkės išauga, kuria vyriškosios gametos plaukia prie sėklapradžio. atitikmenys: angl. pollen tube rus. пыльцевая трубка … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

пыльцевая трубка — трубка, образующаяся в результате разрастания сифоногенной клетки пыльцевого зерна. Доставляет к яйцеклетке спермии (у некоторых голосеменных – сперматозоиды), тем самым обеспечивая прохождение процесса оплодотворения у семенных растений … Анатомия и морфология растений

ПЫЛЬЦЕВАЯ ТРУБКА — трубка, вырастающая из пыльцевого зерна и проходящая к яйцеклетке зародышевого мешка, давая возможность мужским гаметам соединиться с женскими … Словарь ботанических терминов

Пыльцевая трубка — Когда пыльцевое зернышко попадает на рыльце пестика, пассивное передвижение его заканчивается, ему необходимо уже собственными силами доставить к яйцеклетке оплодотворяющие элементы. Не обладая органами движения, пыльцевое зернышко при помощи… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Пыльцевая трубка — обычно трубчатый вырост пыльцевого зерна (См. Пыльцевое зерно), образующийся у семенных растений после опыления. На ранних стадиях развития представляет собой покрытое внутренней оболочкой (интиной) выпячивание протопласта пыльцевого… … Большая советская энциклопедия

Читайте также: