Blomsternes opbygning og funktioner

Det kvindelige forplantningsorgan: frugtbladet

Den kvindelige del af en blomst består af en æggestok, som indeholder en eller flere ægblærer, en stil og en stigma. Æggestokken ligger i bunden af blomsten.

Ud fra æggestokken strækker sig en rørformet struktur kaldet stilen, og på toppen af stilen er der en overflade, der er modtagelig for pollen, kaldet stigmaet.

Stigmaet kan have mange forskellige former, hvoraf de fleste er designet til at hjælpe med at fange pollen. Der findes mange variationer over dette grundlæggende strukturelle tema.

Efter befrugtning bliver æggestokken til frøet, og æggestokken bliver til frugten.

Det mandlige forplantningsorgan: støvdrageren

De mandlige dele af en blomst består af et eller flere støvdragere. Hver støvdrager består af parvis af støvknapper (sække, der indeholder pollen) på en tråd eller stilk.

Støvknapper er de orange/gule strukturer, der ofte ses i midten af en blomst.

Pollen fra støvdragere fra én blomst overføres til stigmaet på en anden blomst normalt enten af vinden eller af dyr, især insekter.

Petaler, krone, bægerblade, bægerbæger

De reproduktive strukturer hos højere planter er indeholdt i blomsterne. Blomster har mere end ét kronblad, og blomstens kronblade kaldes tilsammen for blomsterkroner. En blomsterknop er beskyttet af grønne bladstrukturer, der kaldes bægerblade. Tilsammen danner alle bægerbladene bægerbægeret.

Korollaen eller kronbladene er ofte farvestrålende med markeringer, der er attraktive for insekter. Blomsterne kan også være duftende. F.eks. har kaprifolie prangende, attraktive blomster, som tiltrækker insekter om dagen. I mørke er deres farvestrålende show imidlertid ikke til megen nytte, og deres berusende duft er da med til at tiltrække natflyvende møl.

I insektbestøvede planter er der normalt også nektarer, som udskiller sukkerholdig nektar, der er placeret i blomsten. Disse giver insekterne et incitament til at besøge blomsterne. I deres søgen efter nektar vil insekterne ofte få pollenkorn fanget på deres kroppe. Dette kan så stryge af på stigmaet på den næste blomst, der besøges, og på denne måde bestøves blomsterne.
Recipienten er det sted på stænglen, hvor blomsterorganerne udspringer og sætter sig fast.

Kønscellernes dannelse

Kønscellerne i den blomstrende plante kaldes gameter. Der findes både hanlige og hunlige kønsceller, således at blomsten gennemgår seksuel formering.

Pollendannelse: Udvikling af et pollenkorn i en støvkapsel fra en støvkapsel:

Et tværsnit af den udviklende støvkapsel viser fire kamre. Disse kamre kaldes pollensække (se øverste illustration). Hver pollensæk er fyldt med celler, der indeholder store kerner. Efterhånden som støvfanget vokser, gennemgår hver af disse celler to meiotiske delinger og danner en tetrad. Disse celler kaldes mikrosporer. Hver af disse mikrosporer bliver til sidst til et pollenkorn. Hver pollensæk er omsluttet af en beskyttende epidermis og et fibrøst lag. Inde i det fibrøse lag findes tapetet. Dette er et fødevarelager og vil give energi til fremtidige celledelinger.

Hvert pollenkorn er omgivet af en hård beskyttende væg kaldet en exine. Dette er en hård kappe, der gør det muligt for pollenkornet at overleve barske forhold i lange perioder. Intinen er en anden tynd beskyttende belægning.

Først deler hver kerne sig ved mitose og bliver til to kerner. Den ene er rørkernen. Den anden er en generativ kerne. Cellevæggen bliver tykkere for at beskytte det udviklende pollenkorn. Efterhånden som støvknappen modnes, forsvinder væggen mellem de parvise pollensække. Pollensækkene sprænger op, og de modne pollenkorn er klar til spredning.

Embryosækkens udvikling

Hver æggestok indeholder en eller flere ægblærer. Den grønne struktur øverst i diagrammet er ægkapslen. Integumenterne er de 2 vægge i æggelederen. Der er en lille åbning i væggene kaldet en mikropyle. Det er her, pollenrøret kommer ind. (Vil blive diskuteret senere.) Nucellus er de celler, der giver næring til vækst af æggelederen. Embryosækken, også kendt som megaspore, deler sig ved meiose til 4 haploide celler. Tre af disse celler degenererer, og en forbliver tilbage. Der overlever kun én megaspore i hver ægkapsel. Denne bliver til embryosækken. Den haploide kerne i den overlevende megaspore gennemgår tre mitotiske delinger. Der er nu otte haploide kerner til stede. I den opsvulmede megasporecelle dannes der seks haploide celler og to polære kerner. Hele strukturen kaldes embryosækken. En af cellerne nær den mikropyle ende af æggelederen er den haploide hunlige gamet (ægcelle).

Den karpel med en moden embryosæk vil se ud som vist nedenfor:

Bestøvning

Bestøvning er overførsel af pollen (mandlig gamet) fra støvknappen til et stigma. Krydsbestøvning: Pollen overføres til stigmaet på en anden plante. Øger den genetiske variation, populationen er mere modstandsdygtig over for miljøændringer.

Selvbestøvning: Pollen overføres til stigmaet på den samme blomst eller en blomst af samme plante. Garanterer reproduktion, hvis bestøveren er fraværende eller ikke er effektiv.

Bestøvning kan foretages af vinden eller af dyr. Insekter er de mest almindelige dyr, der vil bestøve et frugtblad.

De mest sofistikerede relationer mellem planter og insekter er generelt dem, der involverer bier. Bierne indsamler pollen og nektar ikke kun til sig selv, men også til at fodre deres unger. Derfor har bierne udviklet en række tilpasninger, der gør dem til særligt gode pollentransportører. Bierne har særlige hår, der er arrangeret til at danne pollen-“kurve” på deres bagben og på undersiden af deres bagkrop. Disse tilpasninger gør det muligt for dem at samle og bære store mængder pollen. Bier er ideelle bestøvere, fordi de besøger mange blomster, mens de bærer masser af pollen med sig, inden de vender tilbage til deres rede. Så chancen for, at en bi overfører pollen mellem blomster af samme art, er meget stor.

Mange insekter spiser pollen. I forbindelse med spisningen bliver de dækket af det. Bestøvning sker, når pollenføderen overfører pollenet til pollenmodtagerne på den samme plante eller en anden plante af samme art, når insektet leder efter mere pollen at spise.

Fertilisering

Fertilisering er foreningen af han- og hunkønnet kønsceller til en zygote. Da han- og hun-gameteterne er haploide (n), når de to forenes, er zygoten diploid (2n).

Fertilisationen starter, når et pollenkorn lander på stigmaet. Pollenkornet spirer derefter korn og danner et pollenrør. Rørkernen styrer pollenrørets vækst. Pollenrøret er et eksempel på kemotropisme, da det vokser i retning af kemikalier, der produceres fra æggestokken. Den generative kerne bevæger sig ned gennem pollenslangen. Den gennemgår mitose og danner to haploide hanlige gametkerner. Pollenrøret kommer ind i æggestokken via mikropylen. De to hanlige gametkerner frigives i embryosækken. Rørets kerne opløses.

Dobbeltbefrugtning

Da der er 2 sædkerner, der er nået frem til embryosækken, vil begge kerner fusionere med hunlige gameter. Den ene sædkerne vil fusionere med ægcellen for at danne zygoten (2n), mens den anden sædkerne fusionerer med de 2 polære kerner i embryosækken for at danne en endospermkerne (3n).

Sæddannelse

Den befrugtede bliver til frøet. Integumenterne bliver til frøets væg kaldet testa. Mikropylen lukker sig. Endospermkernen fører til dannelsen af den triploide endosperm, et fødevæv. Den diploide zygote udvikler sig ved hjælp af mitose til et planteembryo. Det udviklende embryo henter næring fra endospermen. Embryoet ophører med at udvikle sig og går i dvale. Æggelederen bliver til et frø, som indeholder et hvilende planteembryo, en fødevarereserve og den beskyttende hinde kaldet testa.

Embryoet

Embryoet består af radiklen eller den fremtidige rod og plumula eller det fremtidige skud. Endospermcellerne deler sig mange gange og optager nucellus. Dette er næringen (hovedsageligt fedtstoffer, olier og stivelse) til embryoet.

Der findes 2 typer frø. Nogle er endospermiske, mens andre er ikke-endospermiske. I endosperme frø er næringsreserven endospermen, som befinder sig uden for planteembryoet. Eksempler på denne type frø er majs og hvede. Ikke-endospermefrø har fødevarereserven i planteembryoets cotyledon(er). Dette forekommer i bønner.

Monokotyper og dikotyper

Monokotyper har ét kimblad i frøet, mens dikotyper har to kimblade. Kotyledonerne er fødevarereserver til den unge plante, efter at den er spiret fra jorden. Den bruger disse fødevarereserver, indtil den er i stand til at lave sin egen føde. Hos monokotyperne optages maden fra endospermen, mens maden hos dicotyperne lagres i kimbladene.

Monokot:

Dicot:

Frugtudvikling

Eggestokken bliver til en frugt. Væggen i æggestokken bliver til væggen i frugten kaldet perikarp. Frugten beskytter de udviklede frø og spiller en vigtig rolle i frøspredningen. Denne proces styres af auxiner, der produceres af frøene. Når frugten dannes, dør resten af blomsterdelene og falder væk.

Frugt- og frøspredning

Sædspredning er spredningen af afkom væk fra hinanden og fra moderplanten. Som følge af spredning er der en forbedret chance for succes ved at reducere konkurrence og overbelægning. Spredning muliggør også kolonisering af nye egnede levesteder, og dermed er der en øget chance for arternes overlevelse.

Metoder til frøspredning:

Vind: Frøene fra vindspredte planter er lette frø. De har en høj luftmodstand, så de kan bæres langt væk fra moderplanten.

Vandspredning:

Frugter, der flyder, som f.eks. frugter af vandlilje og kokospalme, bæres af vand. Kokosnødder kan rejse tusindvis af kilometer på tværs af have og oceaner.

De oprindelige kokospalmer på Sydhavsøerne voksede af frugter, som blev båret dertil fra fastlandet med havstrømme.

Dyrs spredning:

Nogle planter har saftige frugter, som dyr gerne spiser.

Dyret spiser frugten, men kun den saftige del fordøjes.
Kernerne og kernerne passerer gennem dyrets fordøjelsessystem og udskilles for at danne nye planter. Disse kan være langt væk fra moderplanten. Brombær-, kirsebær- og æblefrø spredes på denne måde.

Fugle kan også godt lide at spise frugt, og de er med til at sprede frøene til andre områder gennem deres ekskrementer.

Mistelten har klæbrige frugter, der er attraktive for fugle. De klæbrige frø klæber sig fast til fuglenes næb. De gnider derefter deres næb rent på barken af træerne. De klæbrige frø bliver siddende på barken og vokser til nye misteltenplanter – mistelten er en parasitplante.

Egern samler nødder som f.eks. agern og graver dem ned som vintermad, men de glemmer ofte, hvor de har begravet dem, og disse vokser til nye træer.

Nogle frugter som f.eks. burreplanten har frø med kroge. Disse hænger fast i dyrenes pels og bliver båret væk.

Selvspredning: Nogle planter har bælg, der eksploderer, når de er modne, og skyder frøene ud. Lupiner, gøgeurt og gyvel spreder deres frø på denne måde. Ærte- og bønneplanter beholder også deres frø i en bælg. Når frøene er modne, og bælgen er tørret, springer bælgen op, og ærterne og bønnerne spredes.

Dormancy

Dormancy er en periode af inaktivitet. Der er meget lidt celleaktivitet og ingen vækst. En eller flere af følgende årsager medfører dvaletilstand:

Auxiner, der hæmmer væksten- Væksthæmmere

Testa er uigennemtrængelig for vand og ilt- Testaen vil efterhånden gå i stykker og tillade vand og ilt at trænge ind i frøet.

Testa kan være for hård til, at embryoet kan spire.

En Auxin (vækstregulator) kan være fraværende, indtil der udvikles passende miljøforhold.

Kimning

Embryoet vil spire fra frøet, hvis de rette miljøforhold er til stede. Når dette sker, genoptager embryoet sin vækst.

For at spiring kan finde sted, skal følgende betingelser være til stede:
Vand skal være til stede. Dette gør det muligt for frøet at svulme op og for enzymerne at fungere.
Syre skal være til stede i jorden.
Temperaturen skal være passende for den pågældende planteart. Passende temperaturer er normalt mellem 5-30 grader celsius afhængigt af arten.
Den hvilende periode skal være afsluttet.
Nogle frø har brug for lys, og andre har brug for mørke.

Kimningsbegivenheder

Når spiringen begynder, er det første, der sker, at frøet optager vand gennem mikropylerne og gennem testa.

Enzymer i jorden fordøjer nu de fødevarer, der er lagret i frøene:
Olier bliver til fedtsyrer og glycerol
Stivelse bliver til glukose
Protein bliver til aminosyrer
Disse fødevarer bliver nu optaget af embryoet.
Glukosen og aminosyrerne danner nye strukturer som cellevægge og enzymer.
Fedtstofferne og glukosen bruges i celleatmningen til at producere energi.
Frøets lagrede føde bliver brugt op, mens embryoet vokser sig større.
Radiklen vokser sig større og bryder igennem testa. Den bliver til den nye plantes rødder.
Plomben vokser sig større og kommer op over jorden.
Lave dannes.

Germinationen sker forskelligt hos forskellige planter. Hos nogle planter forbliver kimbladet under jorden, mens kimbladet hos andre planter kommer op over jorden. Diagrammerne nedenfor viser disse 2 spiringsmetoder.