การปฏิสนธิ - มันคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร? การปฏิสนธิสองครั้งในพืชดอก ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในพืชคืออะไร: คุณสมบัติและคำอธิบาย เป็นที่ทราบกันว่ากระบวนการปฏิสนธิในพืช

หลังจากการผสมเกสร การปฏิสนธิจะเกิดขึ้นซึ่งเป็นกระบวนการที่ดอกกลายเป็นผล ผลไม้ก็เหมือนกับดอกไม้ที่มีความหลากหลายมาก

การปฏิสนธิ

เม็ดละอองเรณูซึ่งครั้งหนึ่งอยู่บนรอยตีนของเกสรตัวเมีย จะงอกลงไปด้านล่างเป็นท่อบางๆ ท่อส่งผ่านลักษณะของเกสรตัวเมียและผ่านละอองเรณูแทรกซึมเข้าไปในออวุลเข้าไปในถุงเอ็มบริโอ

มีเซลล์อสุจิสองเซลล์อยู่ในท่อเรณู เมื่อท่อเจาะเข้าไปในตัวอ่อน
ถุงหนึ่งในอสุจิหลอมรวมกับไข่ - การปฏิสนธิเกิดขึ้น เป็นผลให้เกิดไซโกตขึ้น เอ็มบริโอหลายเซลล์พัฒนาจากไซโกต อสุจิตัวที่สองจะหลอมรวมกับเซลล์ส่วนกลาง ซึ่งแบ่งตัวหลายครั้งและสร้างเนื้อเยื่อกักเก็บที่อุดมไปด้วยสารอาหารรอบๆ เอ็มบริโอ ซึ่งก็คือเอนโดสเปิร์ม จำนวนเต็มของออวุลจะเติบโตและกลายเป็นเปลือกหุ้มเมล็ด เอ็มบริโอที่มีเนื้อเยื่อและผิวหนังทำหน้าที่สะสมเป็นเมล็ด

กระบวนการที่อสุจิสองตัวหลอมรวมกับเซลล์ที่แตกต่างกันสองเซลล์เรียกว่าการปฏิสนธิสองครั้ง เป็นลักษณะเฉพาะของพืชดอกเท่านั้น

โครงสร้างเมล็ด

เมล็ดพืชคือคลังของพืช ประกอบด้วยตัวอ่อนของต้นกล้าในอนาคตและสารอาหาร เปลือกหุ้มเมล็ดจะช่วยปกป้องเอ็มบริโอจากอิทธิพลภายนอกที่ไม่พึงประสงค์ สารอาหารในเมล็ดข้าวสาลีอยู่ในเอนโดสเปิร์มและในถั่วและเมล็ดถั่ว - ในใบเลี้ยง (ที่เรียกว่าใบจมูกหนาสองใบ) ในไม้ดอก เมล็ดจะเกิดขึ้นภายในผล

ในพืชดอกส่วนใหญ่ ผลจะเกิดขึ้นจากรังไข่ของเกสรตัวเมียอันเป็นผลมาจากการผสมเกสรและการปฏิสนธิ บ่อยครั้งที่ส่วนอื่น ๆ ของดอกไม้มีส่วนร่วมในการก่อตัวของผลไม้ด้วย: ภาชนะ - ในสตรอเบอร์รี่และโรสฮิป; ที่รองรับและรังไข่อยู่ในต้นแอปเปิล

ผลไม้มีความหลากหลายมาก มีทั้งผลเมล็ดเดี่ยวและหลายเมล็ด จำนวนเมล็ดขึ้นอยู่กับจำนวนออวุลในรังไข่ หากมีออวุล 1 ออวุลในรังไข่ ก็จะมีเมล็ด 1 เมล็ดในผล (ข้าวสาลี ทานตะวัน) แตงโม ถั่ว และแตงกวามีเมล็ดมากมายในผล

ผนังของผลหรือเปลือกผลนั้นเกิดจากผนังรังไข่ หากเปลือกฉ่ำผลไม้จะถูกเรียกว่าฉ่ำ (มะเขือเทศ, พลัม, พีช) ถ้าแห้ง - แห้ง (ป๊อปปี้, เกาลัด, ข้าวโพด, ถั่ว) ผลไม้ต่างมีชื่อ Drupe เป็นผลไม้ที่มีเมล็ดเดียวที่ชุ่มฉ่ำ เบอร์รี่เป็นผลไม้ที่มีเมล็ดหลายเมล็ด

ผลไม้เมล็ดเดี่ยวแห้ง ได้แก่ ถั่ว Achene และ Caryopsis (ถั่วมีเปลือกไม้ Caryopsis มีเปลือกฟิล์ม และ Achene มีเปลือกเหนียว) ผลไม้แห้งหลายเมล็ด ได้แก่ แคปซูล (งาดำ) ฝัก (กะหล่ำปลี) ถั่ว (ถั่ว) ฝักมีฉากกั้นระหว่างลิ้นซึ่งมีเมล็ดพืชอยู่ แต่เมล็ดถั่วไม่มีฉากกั้น

ผลไม้ที่ไม่สุกมักมีสีเขียว แต่เมื่อสุก ต้นไม้หลายชนิดจะมีสีสันสดใส

การปฏิสนธิสองครั้งในพืชมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างมาก Navashin ค้นพบในปี พ.ศ. 2441 ต่อไปเราจะพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมว่าการปฏิสนธิสองครั้งในพืชเกิดขึ้นได้อย่างไร

ความสำคัญทางชีวภาพ

กระบวนการปฏิสนธิสองครั้งช่วยส่งเสริมการพัฒนาเนื้อเยื่อโภชนาการ ในเรื่องนี้ออวุลจะไม่เก็บสารไว้ใช้ในอนาคต สิ่งนี้จะอธิบายถึงการพัฒนาอย่างรวดเร็วของมัน

โครงการปฏิสนธิสองครั้ง

สามารถอธิบายปรากฏการณ์นี้โดยสังเขปได้ดังนี้ การปฏิสนธิสองครั้งในแองจิโอสเปิร์มประกอบด้วยการแทรกซึมของสเปิร์มสองตัวเข้าไปในรังไข่ หนึ่งฟิวส์กับไข่ สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดการพัฒนาของเอ็มบริโอซ้ำ อสุจิตัวที่สองเชื่อมต่อกับเซลล์ส่วนกลาง เป็นผลให้เกิดองค์ประกอบ triploid เอนโดสเปิร์มโผล่ออกมาจากเซลล์นี้ เป็นสารอาหารสำหรับตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา

การพัฒนาท่อละอองเรณู

การปฏิสนธิสองครั้งในแองจิโอสเปิร์มเริ่มต้นหลังจากการก่อตัวของการสร้างเดี่ยวที่ลดลงอย่างมาก มันถูกแสดงโดยเซลล์ไฟโตไฟต์ การปฏิสนธิสองครั้งของพืชดอกช่วยส่งเสริมการงอกของละอองเกสร มันเริ่มต้นด้วยการบวมของเมล็ดข้าวและการก่อตัวของท่อละอองเรณูในภายหลัง มันจะทะลุผ่านสปอโรเดิร์มในบริเวณที่บางที่สุด มันเรียกว่ารูรับแสง สารเฉพาะจะถูกปล่อยออกมาจากปลายท่อละอองเกสรดอกไม้ พวกเขาทำให้เนื้อเยื่อของสไตล์และความอัปยศอ่อนลง ด้วยเหตุนี้จึงมีท่อละอองเรณูเข้ามา เมื่อมันพัฒนาและเติบโตทั้งสเปิร์มและนิวเคลียสจากเซลล์พืชจะผ่านเข้าไป ในกรณีส่วนใหญ่ การแทรกซึมของท่อละอองเรณูเข้าไปในนิวเซลลัส (เมกะสปอรังเกียม) เกิดขึ้นผ่านทางไมโครไพล์ของออวุล เป็นเรื่องยากมากที่จะทำเช่นนี้ด้วยวิธีอื่น หลังจากเจาะเข้าไปในถุงเอ็มบริโอ ท่อละอองเกสรจะแตกออก เป็นผลให้เนื้อหาทั้งหมดถูกเทเข้าด้านใน การปฏิสนธิสองครั้งของพืชดอกยังคงดำเนินต่อไปด้วยการก่อตัวของไซโกตซ้ำ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยอสุจิตัวแรก องค์ประกอบที่สองเชื่อมต่อกับนิวเคลียสทุติยภูมิซึ่งตั้งอยู่ตรงกลางของถุงเอ็มบริโอ นิวเคลียส triploid ที่เกิดขึ้นนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นเอนโดสเปิร์มในเวลาต่อมา

การสร้างเซลล์: ข้อมูลทั่วไป

กระบวนการปฏิสนธิสองครั้งของพืชดอกนั้นดำเนินการโดยเซลล์เพศพิเศษ การก่อตัวของพวกมันเกิดขึ้นในสองขั้นตอน ระยะแรกเรียกว่าสปอโรเจเนซิส ระยะที่สองคือการสร้างเม็ดเลือด ในกรณีของการก่อตัวของเซลล์เพศชาย ระยะเหล่านี้เรียกว่า microsporogenesis และ microhematogenesis เมื่อองค์ประกอบอวัยวะเพศหญิงเกิดขึ้น คำนำหน้าจะเปลี่ยนเป็น "mega" (หรือ "macro") Sporogenesis ขึ้นอยู่กับไมโอซิส นี่คือกระบวนการสร้างองค์ประกอบเดี่ยว ไมโอซิสเช่นเดียวกับตัวแทนของสัตว์ต่างๆ นำหน้าด้วยการสืบพันธุ์ของเซลล์โดยการแบ่งไมโทติค

การสร้างอสุจิ

การก่อตัวหลักขององค์ประกอบการสืบพันธุ์ของผู้ชายเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อพิเศษของอับเรณู มันถูกเรียกว่าคลังเก็บ ในนั้นอันเป็นผลมาจากไมโทสทำให้เกิดองค์ประกอบหลายอย่าง - เซลล์แม่เรณู - เกิดขึ้น จากนั้นพวกเขาก็เข้าสู่ไมโอซิส เนื่องจากการแบ่งไมโอติกสองส่วน จึงเกิดไมโครสปอร์เดี่ยว 4 ตัว พวกมันนอนเคียงข้างกันสักพักจนกลายเป็นเตตราด หลังจากนั้นพวกมันจะสลายตัวเป็นละอองเรณู - ไมโครสปอร์แต่ละตัว แต่ละองค์ประกอบที่เกิดขึ้นเริ่มถูกปกคลุมด้วยเปลือกสองอัน: ภายนอก (exine) และภายใน (intina) จากนั้นขั้นตอนต่อไปก็เริ่มต้นขึ้น - microgametogenesis ในทางกลับกันประกอบด้วยการแบ่งไมโทติคสองส่วนติดต่อกัน หลังจากเซลล์แรกจะมีการสร้างเซลล์สองเซลล์: เซลล์กำเนิดและเซลล์พืช ต่อจากนั้นคนแรกก็ผ่านแผนกอื่น เป็นผลให้เซลล์ชายสองเซลล์เกิดขึ้น - สเปิร์ม

Macrosporogenesis และ megasporogenesis

ในเนื้อเยื่อของออวุล องค์ประกอบอาร์คีสปอเรียลตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไปจะเริ่มแยกตัวออกจากกัน พวกเขาเริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว ผลของกิจกรรมนี้ พวกมันจะมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์อื่นๆ ที่อยู่รอบๆ พวกมันในออวุลมาก องค์ประกอบอาร์คีสปอเรียลแต่ละองค์ประกอบผ่านการแบ่งแบบไมโทซีสหนึ่งหรือสองครั้งหรือมากกว่านั้น ในบางกรณีเซลล์สามารถเปลี่ยนเป็นเซลล์แม่ได้ทันที ไมโอซิสเกิดขึ้นภายในนั้น เป็นผลให้เกิดเซลล์เดี่ยว 4 เซลล์ ตามกฎแล้วสิ่งที่ใหญ่ที่สุดเริ่มพัฒนากลายเป็นถุงตัวอ่อน อีกสามคนที่เหลือก็ค่อยๆเสื่อมถอยลง ในขั้นตอนนี้ Macrosporogenesis จะสิ้นสุดลงและ Macrohematogenesis จะเริ่มต้นขึ้น ในระหว่างนั้นจะมีการแบ่งไมโทติคเกิดขึ้น (แองจิโอสเปิร์มส่วนใหญ่มีสามส่วน) Cytokinesis ไม่เกิดร่วมกับไมโทซิส อันเป็นผลมาจากการแบ่งสามส่วนทำให้เกิดถุงเอ็มบริโอที่มีนิวเคลียสแปดนิวเคลียส ต่อมาจะแยกออกเป็นเซลล์อิสระ องค์ประกอบเหล่านี้กระจายไปในทางใดทางหนึ่งตลอดถุงเอ็มบริโอ หนึ่งในเซลล์ที่แยกได้ซึ่งในความเป็นจริงแล้วคือไข่ร่วมกับอีกสองเซลล์ - การทำงานร่วมกันซึ่งครอบครองตำแหน่งที่ไมโครไพล์ซึ่งสเปิร์มเจาะเข้าไป ในกระบวนการนี้ การทำงานร่วมกันมีบทบาทสำคัญมาก มีเอนไซม์ที่ช่วยละลายเยื่อบนหลอดละอองเรณู ด้านตรงข้ามของถุงเอ็มบริโอจะมีเซลล์อีกสามเซลล์ พวกมันถูกเรียกว่าแอนติโพเดส ด้วยความช่วยเหลือขององค์ประกอบเหล่านี้ สารอาหารจะถูกถ่ายโอนจากออวุลไปยังถุงเอ็มบริโอ อีกสองเซลล์ที่เหลือจะอยู่ตรงกลาง บ่อยครั้งที่พวกเขารวมกัน จากการเชื่อมต่อทำให้เกิดเซลล์ส่วนกลางแบบดิพลอยด์ หลังจากการปฏิสนธิสองครั้งเกิดขึ้นและอสุจิทะลุรังไข่ หนึ่งในนั้นก็จะรวมเข้ากับไข่

คุณสมบัติของหลอดละอองเกสรดอกไม้

การปฏิสนธิสองครั้งจะมาพร้อมกับปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อสปอโรไฟต์ มันค่อนข้างเฉพาะเจาะจง กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยกิจกรรมของสารประกอบเคมี พบว่าหากล้างเกสรดอกไม้ในน้ำกลั่น จะทำให้สูญเสียความสามารถในการงอก หากสารละลายที่ได้มีความเข้มข้นและผ่านกระบวนการแล้ว สารละลายจะกลับมาสมบูรณ์อีกครั้ง การพัฒนาของท่อละอองเรณูหลังจากการงอกจะถูกควบคุมโดยเนื้อเยื่อของเกสรตัวเมีย ตัวอย่างเช่น ในฝ้าย การเจริญเติบโตไปจนถึงไข่จะใช้เวลาประมาณ 12-18 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไป 6 ชั่วโมง ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่าท่อละอองเรณูจะถูกส่งไปยังออวุลใด สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้เพราะการทำลายการทำงานร่วมกันเริ่มต้นขึ้น ในปัจจุบัน ยังไม่มีการกำหนดว่าโรงงานจะกำหนดทิศทางการพัฒนาท่อไปในทิศทางที่ต้องการได้อย่างไร และวิธีที่การทำงานร่วมกันเรียนรู้เกี่ยวกับแนวทางของมัน

"ห้าม" ในการผสมเกสรด้วยตนเอง

มักพบเห็นได้บ่อยในไม้ดอก ปรากฏการณ์นี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง "ข้อห้าม" ในการผสมเกสรด้วยตนเองนั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าสปอโรไฟต์ "ระบุ" ฮีมาโตไฟต์ตัวผู้ของมันเองและไม่อนุญาตให้เขามีส่วนร่วมในการปฏิสนธิ ในเวลาเดียวกันในบางกรณี การงอกของละอองเรณูของมันเองจะไม่เกิดขึ้นบนมลทินของเกสรตัวเมีย อย่างไรก็ตาม ตามกฎแล้ว การเจริญเติบโตของท่อจะเริ่มขึ้น แต่ต่อมาก็หยุดลง ส่งผลให้ละอองเรณูไปไม่ถึงไข่และส่งผลให้ไม่มีการปฏิสนธิซ้ำซ้อน ดาร์วินก็สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้เช่นกัน ดังนั้นเขาจึงค้นพบดอกไม้สองรูปแบบในดอกพริมโรสในฤดูใบไม้ผลิ บางชนิดมีลักษณะเป็นเสายาวและมีเกสรตัวผู้สั้น อื่นๆ เป็นเสาสั้น. เส้นใยเกสรตัวผู้ในตัวนั้นยาว พืชเสาสั้นมีละอองเรณูขนาดใหญ่ (มากกว่าพืชอื่นถึงสองเท่า) ในเวลาเดียวกัน เซลล์ในปานปาปิลมีขนาดเล็ก ลักษณะเหล่านี้ถูกควบคุมโดยกลุ่มยีนที่เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด

ตัวรับ

การปฏิสนธิซ้ำซ้อนจะมีประสิทธิภาพเมื่อละอองเรณูถูกถ่ายโอนจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่ง โมเลกุลตัวรับพิเศษมีหน้าที่รับรู้องค์ประกอบของตัวเอง เป็นสารประกอบเชิงซ้อนของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน เป็นที่ยอมรับกันว่ารูปแบบของกะหล่ำปลีป่าที่ไม่ได้สร้างโมเลกุลของตัวรับเหล่านี้ในเนื้อเยื่อปานนั้นมีความสามารถในการผสมเกสรด้วยตนเองได้ พืชปกติมีลักษณะเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต - โปรตีนในวันก่อนดอกบาน หากคุณเปิดตาและรักษาด้วยละอองเกสรดอกไม้ของคุณเองสองวันก่อนที่ดอกตูมจะบาน การปฏิสนธิซ้ำซ้อนจะเกิดขึ้น ถ้าทำก่อนวันเปิดก็จะไม่อยู่ตรงนั้น

อัลลีล

เป็นที่น่าสังเกตว่าในหลายกรณี “ความไม่เข้ากันในตัวเอง” ของละอองเกสรดอกไม้ในพืชนั้นเกิดขึ้นจากองค์ประกอบหลายอย่างของยีนตัวเดียว ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับความไม่ลงรอยกันในการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อในสัตว์ อัลลีลดังกล่าวถูกกำหนดด้วยตัวอักษร S จำนวนประชากรขององค์ประกอบเหล่านี้สามารถสูงถึงสิบหรือหลายร้อยได้ ตัวอย่างเช่น หากจีโนไทป์ของพืชที่สร้างไข่คือ s1s2 และจีโนไทป์ของพืชที่ผลิตละอองเกสรดอกไม้คือ s2s3 ในระหว่างการผสมเกสรข้าม การงอกจะถูกบันทึกไว้เพียง 50% ของอนุภาคฝุ่น พวกนี้จะเป็นพวกที่มีอัลลีล s3 หากมีองค์ประกอบหลายสิบองค์ประกอบ เกสรส่วนใหญ่จะงอกตามปกติด้วยการผสมเกสรข้าม ในขณะที่การผสมเกสรด้วยตนเองจะป้องกันได้อย่างสมบูรณ์

ในที่สุด

ซึ่งแตกต่างจากยิมโนสเปิร์มซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการพัฒนาเอนโดสเปิร์มเดี่ยวที่ทรงพลังพอสมควรโดยไม่คำนึงถึงการปฏิสนธิในเนื้อเยื่อแองจิโอสเปิร์มจะเกิดขึ้นในกรณีเดียวเท่านั้น เมื่อพิจารณาจากรุ่นต่อรุ่นจำนวนมาก การประหยัดพลังงานได้อย่างมากด้วยวิธีนี้ การเพิ่มขึ้นของระดับ ploidy ของเอนโดสเปิร์มมีส่วนช่วยให้เนื้อเยื่อเจริญเติบโตเร็วขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับชั้นดิพลอยด์ของสปอโรไฟต์

กลไกของการปฏิสนธิถูกค้นพบโดยนักเซลล์วิทยาและนักเพาะพันธุ์ตัวอ่อน S.G. นวชิน (พ.ศ. 2441)

การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิง

ในพืชที่มีเมล็ดสูง กระบวนการทางเพศประเภทเดียวเท่านั้นที่ถูกสังเกต - oogamy นอกจากนี้อันเป็นผลมาจากการผสมผสานระหว่างการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศทำให้เกิดพื้นฐานพิเศษ - เมล็ดด้วยความช่วยเหลือของพืชที่กระจายตัว

ในแองจิโอสเปิร์มจะมีอวัยวะสืบพันธุ์อยู่ ดอกไม้.

ไฟท์โตไฟต์ตัวผู้เป็นละอองเรณูเกสรตัวผู้ประกอบด้วยไส้หลอดและอับเรณู

อับเรณูแต่ละอันประกอบด้วยสองซีก โดยจะมีห้องเกสร (รัง) สองห้องเกิดขึ้น - ไมโครสปอรังเจีย ในรังของอับเรณูอ่อนมีเซลล์ซ้ำพิเศษ - ไมโครสปอโรไซต์, หรือเซลล์แม่ของไมโครสปอร์ ทั้งหมด ไมโครสปอโรไซต์ผ่านไมโอซิสและสร้างไมโครสปอร์สี่ตัว ที่นี่ ภายในรังละอองเกสร ไมโครสปอร์จะเพิ่มขนาด นิวเคลียสของมันจะแบ่งตัวแบบไมโทซิส และนิวเคลียสของพืชและเซลล์กำเนิดถูกสร้างขึ้น เซลล์แบ่งตัวด้วยไมโทซีส และเกิดอสุจิ 2 ตัว บนพื้นผิวของอดีต ไมโครสปอร์เปลือกเซลลูโลสที่แข็งแรงเกิดขึ้นจากหลาย ๆ อย่าง รูขุมขนกลมซึ่งท่อละอองเรณูจะเติบโตในที่สุด จากกระบวนการเหล่านี้ ไมโครสปอร์แต่ละตัวจะกลายเป็นละอองเกสรดอกไม้ เมล็ดข้าว (ละอองเกสร) - ไฟโตไฟต์ตัวผู้ของพืชดอก

ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวในเมล็ดเรณูที่อยู่ในอับละอองเกสรเซลล์กำเนิดจะแบ่งไมโทติคพร้อมกับการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศชายที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้สองตัว - สเปิร์ม

ในใบเลี้ยงคู่การก่อตัวของอสุจิจะเกิดขึ้นในภายหลัง เมื่อละอองเกสรดอกไม้ตกลงบนรอยตีน ดังนั้นละอองเรณูที่โตเต็มที่จึงประกอบด้วย จากสอง(พืชและกำเนิด) หรือจากเซลล์สามเซลล์ (เซลล์พืชและเซลล์อสุจิสองเซลล์)

การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง (ถุงเอ็มบริโอ)เกิดขึ้นในออวุล (ovule) ซึ่งอยู่ภายในรังไข่ของเกสรตัวเมีย ไข่เป็น megasporangium ที่ได้รับการดัดแปลง (นิวเซลลัส) ซึ่งได้รับการปกป้องโดยจำนวนเต็ม (จำนวนเต็ม) ส่วนที่ปลายยอดไม่เติบโตด้วยกันและเกิดเป็นช่องแคบซึ่งเป็นช่องละอองเกสร

(ไมโครไพล์). ในนิวเซลลัสใกล้กับทางเข้าละอองเกสร เซลล์ซ้ำเริ่มพัฒนา - มาโครสปอโรไซต์ เขาแบ่งปัน ในทางเดียวกันการให้ มาโครเดี่ยวหรือเมกาสปอร์สี่ตัว มักจัดเรียงเป็นเส้นตรงในไม่ช้า สามเมกะสปอร์จะถูกทำลาย และตัวที่สี่ซึ่งอยู่ห่างจากทางเข้าเกสรมากที่สุด จะพัฒนาเป็นถุงเอ็มบริโอ

ถุงเอ็มบริโอจะเติบโตและนิวเคลียสของมันจะแบ่งตัวแบบไมโทซิสสามครั้ง ส่งผลให้เกิดนิวเคลียสของลูกสาวแปดคน พวกมันแบ่งออกเป็นสองกลุ่มกลุ่มละสี่ - ใกล้ทางเข้าละอองเกสรของถุงเอ็มบริโอและที่ขั้วตรงข้าม จากนั้นมันจะเคลื่อนออกจากแต่ละขั้ว แต่มีนิวเคลียสหนึ่งนิวเคลียสเข้าสู่ใจกลางของถุงเอ็มบริโอ สิ่งเหล่านี้เรียกว่านิวเคลียสขั้วโลก ต่อจากนั้นพวกเขาสามารถรวมเข้าด้วยกันกลายเป็นนิวเคลียสซ้ำส่วนกลางหรือทุติยภูมิ (หรือฟิวชั่นเกิดขึ้นในภายหลังในระหว่างการปฏิสนธิ) นิวเคลียสที่เหลืออีก 6 นิวเคลียส สามนิวเคลียสอยู่ที่แต่ละขั้ว ถูกคั่นด้วยผนังเซลล์บาง ๆ ในกรณีนี้ อุปกรณ์สร้างไข่จะถูกสร้างขึ้นที่เสาใกล้กับทางเข้าละอองเกสร ซึ่งประกอบด้วยไข่หนึ่งใบและเซลล์เสริมฤทธิ์สองเซลล์ ที่ขั้วตรงข้ามเซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ antipodal จะปรากฏขึ้นซึ่งในช่วงระยะเวลาหนึ่งมีส่วนร่วมในการส่งสารอาหารไปยังเซลล์ของถุงตัวอ่อนแล้วหายไป โครงสร้างเซลล์เจ็ดเซลล์ที่มีนิวเคลียสแปดเซลล์นี้เรียกว่าถุงเอ็มบริโอ เป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียที่โตเต็มวัยและพร้อมสำหรับการปฏิสนธิ การก่อตัวของละอองเกสรและถุงเอ็มบริโอในพืชส่วนใหญ่เกิดขึ้นพร้อมกัน

การปฏิสนธิ

เมื่อเกสรตัวเมียอยู่ที่มลทิน เม็ดละอองเรณูก็เริ่มงอก จาก พืชพรรณ เซลล์พัฒนาท่อเรณูยาวเติบโตผ่านเนื้อเยื่อสไตล์ไปจนถึงรังไข่และต่อไป - ไปจนถึงออวุล ณ จุดนี้ จะเกิดเซลล์สองเซลล์ขึ้นมา อสุจิ,ซึ่งไหลลงสู่ท่อละอองเรณู การเจริญเติบโตของละอองเกสร หลอดกระตุ้น ออกซินผลิตโดยเกสรตัวเมีย และถูกส่งไปยังรังไข่อันเป็นผลมาจากเคมีบำบัด ท่อละอองเกสรจะเข้าสู่ออวุลผ่านทางท่อละอองเกสร แกนกลางของมันจะถูกทำลาย และปลายของท่อจะแตกเมื่อสัมผัสกับเยื่อหุ้มของถุงเกสร ปล่อยเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย อสุจิเข้าไปในถุงเอ็มบริโอเข้าไปในการทำงานร่วมกันหรือรอยแยกระหว่างไข่กับนิวเคลียสส่วนกลาง ไม่นานหลังจากที่ท่อละอองเรณูเข้าไปในถุงเอ็มบริโอ ซินเนอร์ไจด์และแอนติโพดก็จะตายไป

หลังจากนั้นอสุจิตัวหนึ่งจะผสมพันธุ์กับไข่- ผลที่ตามมา, ไซโกตซ้ำ, ซึ่งเป็นที่ที่ตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตพืชชนิดใหม่พัฒนาขึ้น สเปิร์มตัวที่สองหลอมรวมกับนิวเคลียสสองขั้ว (หรือกับนิวเคลียสซ้ำส่วนกลาง) ก่อตัวเป็น ทริปลอยด์เซลล์ที่เนื้อเยื่อโภชนาการเกิดขึ้นในเวลาต่อมา - เอนโดสเปิร์ม เซลล์มีสารอาหารที่จำเป็นต่อการพัฒนาเอ็มบริโอของพืช

เอ็มบริโอเกิดจากไข่พืชที่ปฏิสนธิซึ่งเป็นพืชแห่งอนาคต ดอกไม้เป็นอวัยวะของพืช เกสรตัวผู้และเกสรตัวผู้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุด ซึ่งช่วยให้แน่ใจว่ามีการผสมเกสรและกระบวนการปฏิสนธิ ก่อนการปฏิสนธิ การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์พืชจะเกิดขึ้น โดยตัวผู้เรียกว่าสเปิร์ม และตัวเมียเรียกว่าไข่ อสุจิพบได้ในเมล็ดละอองเรณู และไข่อยู่ในถุงเอ็มบริโอ ซึ่งก่อตัวอยู่ภายในเมล็ดพืช

เมื่อพืชใดมีขนาดถึงขนาดที่กำหนดและผ่านการพัฒนาหลายขั้นตอน ก็จะสืบพันธุ์สิ่งมีชีวิตที่มีสายพันธุ์คล้ายคลึงกัน การสืบพันธุ์คือการเพิ่มจำนวนบุคคลที่คล้ายกัน คุณสมบัติที่สำคัญนี้มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตใด ๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการขยายการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ใด ๆ โดยปกติแล้วสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่เข้าสู่ช่วงของการพัฒนาและช่วงอายุหนึ่งจะเริ่มสืบพันธุ์ พืชสามารถสืบพันธุ์ได้สองประเภท: แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นได้อย่างไรในพืชดอก? หลักการปฏิสนธิ

เซลล์สืบพันธุ์เพศชาย (หรือสเปิร์ม) ก่อตัวขึ้นในละอองเรณูที่พัฒนาในอนุภาคฝุ่นของเกสรตัวผู้ ละอองเรณูมักประกอบด้วยเมล็ดละอองเรณูจำนวนมากที่รวมกันเป็นกลุ่ม อสุจิถูกสร้างขึ้นในนั้น เซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง (หรือไข่) ก่อตัวขึ้นในตาของเมล็ด ซึ่งอยู่ในรังไข่เกสรตัวเมียของดอกไม้ เพื่อให้เมล็ดพัฒนาจากพรีมอร์เดียทั้งหมดจำเป็นต้องส่งสเปิร์มไปยังไข่แต่ละฟองเนื่องจากแต่ละเมล็ดได้รับการปฏิสนธิด้วยความช่วยเหลือของสเปิร์มที่แยกจากกันเท่านั้น

ก่อนที่จะมีการปฏิสนธิโดยตรง การผสมเกสรของพืชจะเกิดขึ้น เมื่อจุดฝุ่นถูกแมลงหรือลมถ่ายโอนไปยังมลทินของเกสรตัวเมีย มันจะงอกขึ้นมาทันที ผนังด้านหนึ่งยืดออกจนกลายเป็นท่อ ในกรณีนี้เซลล์อสุจิคู่หนึ่งจะก่อตัวขึ้นในอนุภาคฝุ่น และค่อยๆ เคลื่อนที่ไปจนสุดปลายท่อละอองเกสร เมื่อมันเคลื่อนผ่านรูปแบบและเนื้อเยื่อปาน ท่อนี้จะไปถึงรังไข่ จากจุดที่มันทะลุผ่านออวุล

บทความที่น่าสนใจที่คล้ายกัน

การสืบพันธุ์คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการสืบพันธุ์แบบของมันเอง การสืบพันธุ์เป็นลักษณะสำคัญอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเข้าใจความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิ ขณะนี้ปัญหานี้ได้รับการศึกษาในระดับสูงตั้งแต่ขั้นตอนหลักไปจนถึงกลไกระดับโมเลกุลและพันธุกรรม

การปฏิสนธิคืออะไร

การปฏิสนธิเป็นกระบวนการทางชีวภาพตามธรรมชาติของการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์: ชายและหญิง gametes เพศชายเรียกว่าสเปิร์มและ gametes เพศหญิงเรียกว่าไข่

ขั้นต่อไปหลังจากการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์คือการก่อตัวของไซโกตซึ่งถือได้ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่ ไซโกตเริ่มแบ่งโดยไมโทซิสซึ่งจะเพิ่มจำนวนเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบ เอ็มบริโอพัฒนาจากไซโกต

ไข่มีหลายประเภทและวิธีการแบ่ง ทั้งหมดขึ้นอยู่กับความเกี่ยวข้องทางอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิตที่เป็นปัญหา เช่นเดียวกับระดับของการพัฒนาทางวิวัฒนาการของมัน

ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิคืออะไร

การสืบพันธุ์เป็นการปรับตัวหลักเพื่อการให้กำเนิด อนาคตของมันขึ้นอยู่กับความสามารถในการสืบพันธุ์ของบุคคลในสายพันธุ์ดังกล่าว ดังนั้นสัตว์และพืชที่แตกต่างกันจึงมีวิธีการปรับตัวของตนเองเพื่อปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการทั้งหมด

ตัวอย่างเช่น หมาป่าและสิงโตตัวเมียมักจะปกป้องลูกหลานของพวกมันจากผู้ล่าที่อาจเกิดขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของลูกหมี และรับประกันความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพความเป็นอยู่ในอนาคต ปลาวางไข่เป็นจำนวนมากเนื่องจากโอกาสที่จะมีการปฏิสนธิภายนอกในสภาพแวดล้อมทางน้ำค่อนข้างต่ำ ผลก็คือ จากจำนวนลูกปลาที่มีศักยภาพนับพันตัว มีเพียงไม่กี่ร้อยตัวเท่านั้นที่พัฒนาได้

ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิก็คือ เซลล์เพศ 2 เซลล์จากสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันจะหลอมรวมกันเป็นไซโกต ซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรมของทั้งพ่อและแม่ สิ่งนี้อธิบายความแตกต่างของญาติซึ่งกันและกัน และนี่เป็นสิ่งที่ดี เพราะการเปลี่ยนแปลงกลุ่มยีนของประชากรใดๆ นั้นเป็นกลไกการปรับตัวเชิงวิวัฒนาการ ลูกหลานรุ่นแล้วรุ่นเล่าจะเก่งกว่าพ่อแม่ ในสภาวะของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมอย่างค่อยเป็นค่อยไป (การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเกิดขึ้นของปัจจัยภายนอกใหม่) ทักษะการปรับตัวจะมีความเหมาะสมเสมอ

ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในระดับชีวเคมีคืออะไร? ลองพิจารณาดู:

1. นี่คือรูปแบบสุดท้ายของไข่
2. นี่คือการกำหนดเพศของตัวอ่อนในอนาคตเนื่องจากยีนที่สอดคล้องกันที่มาจากเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย
3. และท้ายที่สุด การปฏิสนธิมีบทบาทในการฟื้นฟูชุดโครโมโซมซ้ำ เนื่องจากเซลล์สืบพันธุ์แยกจากกัน

การสืบพันธุ์ของพืชดอก

พืชมีลักษณะการสืบพันธุ์เมื่อเทียบกับสัตว์ ผู้ที่มีลักษณะการปฏิสนธิสองครั้ง (ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Navashin ในปี พ.ศ. 2441) ต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ

โครงสร้างที่กำหนดเพศของพืชดอกคือเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมีย ละอองเรณูทำให้สุกในเกสรตัวผู้ซึ่งประกอบด้วยเมล็ดพืชจำนวนมาก หนึ่งเมล็ดประกอบด้วยสองเซลล์: เซลล์พืชและเซลล์กำเนิด เม็ดละอองเรณูถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกสองอันและเปลือกด้านนอกมักจะมีผลพลอยได้และความหดหู่บางอย่าง

เกสรตัวเมียเป็นโครงสร้างรูปลูกแพร์ประกอบด้วยมลทิน รูปแบบ และรังไข่ ออวุลหนึ่งหรือหลายอันก่อตัวขึ้นในรังไข่ ซึ่งภายในรังไข่จะมีเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงเจริญเติบโตเต็มที่

เมื่อละอองเรณูตกลงบนรอยมลทินของเกสรตัวเมีย เซลล์พืชจะเริ่มก่อตัวเป็นท่อละอองเรณู คลองนี้ค่อนข้างยาวและสิ้นสุดที่ไมโครไพล์ของออวุล เซลล์กำเนิดแบ่งตามไมโทซีสและก่อตัวเป็นเซลล์อสุจิ 2 เซลล์ ซึ่งเข้าสู่เนื้อเยื่อของไข่ผ่านทางท่อละอองเกสร

ทำไมมีอสุจิสองตัว? ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในพืชแตกต่างจากกระบวนการเดียวกันในสัตว์อย่างไร? ความจริงก็คือถุงเอ็มบริโอของออวุลนั้นมีเซลล์เจ็ดเซลล์ซึ่งมีเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียเดี่ยวและเซลล์ส่วนกลางซ้ำ ทั้งสองจะหลอมรวมกับอสุจิที่เข้ามาทำให้เกิดไซโกตและเอนโดสเปิร์มตามลำดับ

ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิซ้ำซ้อนในพืช

การก่อตัวของเมล็ดเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของการสืบพันธุ์ในพืชดอกแองจิโอสเปิร์ม เพื่อให้ดินสุกเต็มที่นั้นต้องการสารอาหารจำนวนมาก ซึ่งรวมถึงเอนไซม์ คาร์โบไฮเดรต และส่วนประกอบอินทรีย์/อนินทรีย์อื่นๆ

เอนโดสเปิร์มในแองจิโอสเปิร์มนั้นเป็น triploid เนื่องจากเซลล์ส่วนกลางซ้ำของถุงเอ็มบริโอได้หลอมรวมกับสเปิร์มเดี่ยว นี่คือความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในพืช: โครโมโซมสามชุดมีส่วนทำให้มวลเนื้อเยื่อเอนโดสเปิร์มเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูง เป็นผลให้เมล็ดได้รับสารอาหารและพลังงานสำรองจำนวนมากเพื่อการงอก

ประเภทของเมล็ดพืช

ขึ้นอยู่กับชะตากรรมของเอนโดสเปิร์มเพิ่มเติม เมล็ดมีสองประเภทหลัก:

1. เมล็ดพืชใบเลี้ยงเดี่ยว เห็นได้ชัดว่าพวกมันมีเอนโดสเปิร์มที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีซึ่งมีปริมาตรมากกว่า ใบเลี้ยงจะลดลงและปรากฏเป็น scutellum เมล็ดประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับตัวแทนของธัญพืชทั้งหมด
2. เมล็ดพืชใบเลี้ยงคู่. ในที่นี้เอนโดสเปิร์มหายไปหรือคงอยู่ในรูปของเนื้อเยื่อก้อนเล็ก ๆ ที่บริเวณรอบนอก หน้าที่ทางโภชนาการของเมล็ดพืชดังกล่าวดำเนินการโดยใบเลี้ยงขนาดใหญ่สองใบ ตัวอย่างพืช: ถั่วลันเตา ถั่ว มะเขือเทศ แตงกวา มันฝรั่ง

ข้อสรุป

แน่นอนว่าอาจเป็นความผิดพลาดที่จะเรียกการปฏิสนธิเป็นสองเท่าเนื่องจากตอนนี้เรารู้คุณสมบัติหลักและหน้าที่ของกระบวนการนี้แล้ว เมื่อเซลล์ส่วนกลางรวมตัวกับอสุจิ การก่อตัวของไซโกตจะไม่เกิดขึ้น และชุดทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นจะกลายเป็นสามเท่า ถึงกระนั้น เมล็ดพืชก็ไม่ได้ประกอบด้วยเอ็มบริโอสองตัวที่แยกจากกัน

อย่างไรก็ตาม ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิสองครั้งนั้นยิ่งใหญ่มาก ในระหว่างการงอก เมล็ดต้องการสารอินทรีย์และอนินทรีย์จำนวนมาก และปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยการก่อตัวของเอนโดสเปิร์ม triploid