Żeńskie organy rozrodcze: Karpiel
Żeńskie części kwiatu składają się z zalążni, która zawiera jedną lub więcej zalążni, słupka i znamienia. Zalążnia znajduje się u podstawy kwiatu.
Z zalążni rozciąga się rurkowata struktura zwana stylem, a na szczycie stylu znajduje się powierzchnia podatna na pyłek zwana znamieniem.
Stygmat może przybierać wiele różnych form, z których większość została zaprojektowana tak, aby pomóc w wychwytywaniu pyłku. Istnieje wiele wariacji na temat tej podstawowej struktury.
Po zapłodnieniu zalążnia staje się nasionem, a zalążnia owocem.
Męski organ rozrodczy: pręcik
Męskie części kwiatu składają się z jednego lub więcej pręcików. Każdy pręcik składa się ze sparowanych pylników (woreczków zawierających pyłek) na włóknie lub łodydze.
Pylniki są pomarańczowymi/żółtymi strukturami często widzianymi w środku kwiatu.
Pyłek z pylników jednego kwiatu jest przenoszony na znamię drugiego zwykle albo przez wiatr, albo przez zwierzęta, zwłaszcza owady.
Płatki, korona, działki, kielich
Struktury rozrodcze w roślinach wyższych są zawarte w kwiatach. Kwiaty mają więcej niż jeden płatek, a płatki kwiatów są wspólnie nazywane koroną. Pąk kwiatu jest chroniony przez zielone liściaste struktury zwane działkami. Wspólnie wszystkie działki tworzą kielich.
Korona lub płatki są często jaskrawo kolorowe z oznaczeniami atrakcyjnymi dla owadów. Kwiaty mogą być również pachnące. Na przykład, wiciokrzew ma efektowne, atrakcyjne kwiaty, które przyciągają owady w ciągu dnia. Jednak w ciemności, ich kolorowy pokaz nie jest dużo używać, a ich mocny zapach następnie pomaga przyciągnąć nocnych ćmy.
W owadów zapylanych roślin, są również zazwyczaj nektarniki, które wydzielają słodki nektar, znajduje się w kwiatach. Stanowią one zachętę dla owadów do odwiedzenia kwiatów. W poszukiwaniu nektaru owady często łapią na swoje ciała ziarna pyłku. To może następnie pędzla off na znamię następnego kwiatu odwiedził i w ten sposób kwiaty są zapylane.
Pojemnik jest miejsce na łodydze, gdzie organy kwiatowe pochodzą i attach.
Formation of Sex Cells
Komórki płciowe roślin kwitnących są nazywane gamet. Istnieją zarówno męskie, jak i żeńskie gamety, więc kwiat ulega rozmnażaniu płciowemu.
Formacja pyłku: Development Of A Pollen Grain Within The Pollen Sac Of An An Anther:
Przekrój poprzeczny rozwijającej się pylni ukazuje cztery komory. Komory te nazywane są woreczkami pyłkowymi (patrz górna ilustracja). Każdy woreczek pyłkowy wypełniony jest komórkami zawierającymi duże jądra. W miarę wzrostu pylnika, każda z tych komórek przechodzi przez dwa podziały mejotyczne, tworząc tetrad. Komórki te nazywane są mikrosporami. Każda z tych mikrospor staje się w końcu ziarnem pyłku. Każdy woreczek pyłkowy jest otoczony ochronnym naskórkiem i warstwą włóknistą. Wewnątrz warstwy włóknistej znajduje się tapetum. Jest to magazyn żywności i zapewni energię dla przyszłych podziałów komórkowych.
Każde ziarno pyłku jest otoczone twardą ścianą ochronną zwaną egziną. Jest to twarde pokrycie, które pozwala ziarnu pyłku przetrwać trudne warunki przez długi okres czasu. Jelito jest kolejną cienką powłoką ochronną.
Pierwsze, każde jądro dzieli się przez mitozę, stając się dwoma jądrami. Jedno z nich jest jądrem rurkowym. Drugie jest jądrem generatywnym. Ściana komórki zagęszcza się, aby chronić rozwijające się ziarno pyłku. Gdy pylnik dojrzewa, ściana pomiędzy sparowanymi woreczkami pyłkowymi zanika. Woreczki pyłkowe pękają i dojrzałe ziarna pyłku są gotowe do rozproszenia.
Rozwój zarodka
Każdy zalążek zawiera jeden lub więcej zalążków. Zielona struktura w górnej części diagramu to komórka jajowa. Integumenty to dwie ściany komórki jajowej. W ścianach tych znajduje się mały otwór zwany mikropylem. To właśnie tam dostanie się rurka pyłkowa. Jajowód jest komórką, która dostarcza substancji odżywczych dla wzrostu zalążka (będzie to omówione później). Woreczek zarodkowy, znany również jako megaspora, dzieli się w wyniku mejozy, tworząc 4 haploidalne komórki. Trzy z tych komórek degenerują się, a jedna pozostaje. W każdej owule przeżywa tylko jedna megaspora. Staje się on woreczkiem zarodkowym. Haploidalne jądro ocalałej megaspory ulega trzem podziałom mitotycznym. Powstaje teraz osiem haploidalnych jąder. Wewnątrz nabrzmiałej komórki megaspory powstaje sześć haploidalnych komórek i dwa polarne jądra. Cała ta struktura nosi nazwę woreczka zarodkowego. Jedna z komórek w pobliżu mikropylego końca zalążka jest haploidalną żeńską gametą (komórką jajową).
Karpel z dojrzałym woreczkiem zarodkowym będzie wyglądał jak pokazano poniżej:
Zapylenie
Zapylenie to przeniesienie pyłku (męskiej gamety) z pylnika na znamię słupka. Zapylenie krzyżowe: pyłek jest przenoszony na znamię słupka innej rośliny. Zwiększa zmienność genetyczną, populacja jest bardziej odporna na zmiany środowiskowe.
Samozapylenie: pyłek przenoszony na znamię słupka tego samego kwiatu lub kwiatu tej samej rośliny. Gwarantuje reprodukcję, jeśli czynnik zapylający jest nieobecny lub nieskuteczny.
Zapylanie może być realizowane przez wiatr lub przez zwierzęta. Owady są najczęstszymi zwierzętami, które zapylają karpiel.
Najbardziej wyrafinowane relacje między roślinami i owadami są generalnie te z udziałem pszczół. Pszczoły zbierają pyłek i nektar nie tylko dla siebie, ale także do karmienia swoich młodych. Z tego powodu pszczoły rozwinęły szereg przystosowań, które czynią je szczególnie dobrymi nosicielami pyłku. Na kończynach i spodzie odwłoka pszczoły mają specjalne włoski, które układają się w „koszyczki” na pyłek. Te przystosowania pozwalają im na zbieranie i przenoszenie dużych ilości pyłku. Pszczoły są idealnymi zapylaczami, ponieważ przed powrotem do gniazda odwiedzają wiele kwiatów, przenosząc przy tym dużą ilość pyłku. Tak więc szansa, że pszczoła przeniesie pyłek między kwiatami tego samego gatunku jest bardzo wysoka.
Wiele owadów zjada pyłek. W procesie jedzenia pokrywają się nim. Do zapylenia dochodzi, gdy karmiciel przenosi pyłek do odbiorcy pyłku tej samej rośliny lub innej rośliny tego samego gatunku, ponieważ owad szuka więcej pyłku do zjedzenia.
Zapłodnienie
Zapłodnienie to połączenie gamety męskiej i żeńskiej w celu utworzenia zygoty. Ponieważ gamety męskie i żeńskie są haploidalne (n), gdy te dwie się jednoczą, zygota jest diploidalna (2n).
Płodnienie zaczyna się, gdy ziarno pyłku ląduje na znamieniu. Ziarno pyłku następnie ziarno kiełkuje tworząc rurkę pyłkową. Jądro rurki kontroluje wzrost rurki pyłkowej. Rurka pyłkowa jest przykładem chemotropizmu, ponieważ rośnie ona w kierunku substancji chemicznych wytwarzanych przez zalążnię. Jądro generatywne przemieszcza się w dół rurki pyłkowej. Przechodzi ono mitozę, tworząc dwa haploidalne jądra gamet męskich. Rurka pyłkowa wnika do zalążni przez mikropyle. Dwa jądra gamet męskich zostają uwolnione do woreczka zarodkowego. Jądro rurki rozpada się.
Podwójne zapłodnienie
Ponieważ do woreczka zarodkowego dotarły 2 jądra plemników, oba jądra połączą się z gametami żeńskimi. Jedno jądro plemnika połączy się z komórką jajową, tworząc zygotę (2n), podczas gdy drugie jądro plemnika połączy się z 2 jądrami biegunowymi w woreczku zarodkowym, tworząc jądro bielma (3n).
Tworzenie nasienia
Zapłodnione staje się nasieniem. Integumenty stają się ścianą nasienia zwaną testa. Mikropyle zamyka się. Jądro endospermy prowadzi do powstania triploidalnego bielma, tkanki pokarmowej. Z diploidalnej zygoty, w wyniku mitozy, powstaje zarodek roślinny. Rozwijający się zarodek czerpie pożywienie z bielma. Zarodek przestaje się rozwijać i przechodzi w stan uśpienia. Zalążnia staje się nasionem, które zawiera uśpiony zarodek roślinny, zapas pokarmu i płaszcz ochronny zwany jądrem.
Zarodek
Zarodek składa się z radikuli lub przyszłego korzenia i plumulek lub przyszłego pędu. Komórki bielma dzielą się wielokrotnie i wchłaniają jądro. Jest to pożywienie (głównie tłuszcze, oleje i skrobia) dla zarodka.
Istnieją 2 rodzaje nasion. Niektóre są endospermiczne, podczas gdy inne są nieendospermiczne. W nasionach endospermicznych rezerwą pokarmową jest bielmo, które znajduje się poza zarodkiem rośliny. Przykładami tego typu nasion są kukurydza i pszenica. Nasiona nieendospermiczne mają rezerwę pokarmową w liścieniu (liścieniach) zarodka rośliny. Występuje to u bobu.
Monocots i Dicots
Monocots mają jeden liścień w nasionach, podczas gdy dicots mają dwa liścienie. liścienie są rezerwami żywności dla młodej rośliny po jej wykiełkowaniu z gleby. Roślina korzysta z tych rezerw pokarmowych do czasu, aż stanie się zdolna do wytwarzania własnego pokarmu. U jednoliściennych pożywienie jest pobierane z bielma, natomiast u dwuliściennych jest ono magazynowane w liścieniach.
Monocot:
Dicot:
Rozwój owoców
Jajnik staje się owocem. Ściana zalążni staje się ścianą owocu zwaną owocnią. Owoc chroni rozwijające się nasiona i odgrywa ważną rolę w rozsiewaniu nasion. Proces ten jest kontrolowany przez auksyny produkowane przez nasiona. Po uformowaniu się owocu reszta części kwiatowych obumiera i odpada.
Rozproszenie owoców i nasion
Rozproszenie nasion to rozproszenie potomstwa od siebie i od rośliny macierzystej. W wyniku rozproszenia istnieje zwiększona szansa na sukces poprzez zmniejszenie konkurencji i przeludnienia. Dyspersja umożliwia również kolonizację nowych, odpowiednich siedlisk, a tym samym zwiększa szanse na przetrwanie gatunku.
Metody rozpraszania nasion:
Wiatr: Nasiona roślin rozpraszanych przez wiatr są nasionami lekkimi. Mają one duży opór powietrza, więc mogą być przenoszone daleko od rośliny macierzystej.
Rozpraszanie przez wodę:
Owoce, które unoszą się na wodzie, takie jak te z lilii wodnej i palmy kokosowej, są przenoszone przez wodę. Orzechy kokosowe mogą przemierzać tysiące kilometrów przez morza i oceany.
Pierwotne palmy kokosowe na Wyspach Morza Południowego wyrosły z owoców, które zostały tam przeniesione z lądu przez prądy oceaniczne.
Rozpraszanie zwierząt:
Niektóre rośliny mają soczyste owoce, które zwierzęta lubią jeść.
Zwierzę zjada owoce, ale tylko soczysta część jest trawiona.
Pestki i pestki przechodzą przez układ pokarmowy zwierzęcia i są wydalane, tworząc nowe rośliny. Może to być daleko od rośliny macierzystej. Nasiona jeżyn, wiśni i jabłek są rozpraszane w ten sposób.
Ptaki również lubią jeść owoce i pomagają w rozprzestrzenianiu nasion na inne obszary poprzez swoje odchody.
Jemioła ma lepkie owoce, które są atrakcyjne dla ptaków. Lepkie nasiona przyklejają się do dzioba ptaka. Następnie pocierają one swoje dzioby o korę drzew. Lepkie nasiona pozostają na korze i wyrastają z nich nowe rośliny – jemioła jest rośliną pasożytniczą.
Szczurki zbierają orzechy, takie jak żołędzie, i zakopują je na zimę, ale często zapominają, gdzie je zakopały, i wyrastają z nich nowe drzewa.
Niektóre owoce, takie jak owoce łopianu, mają nasiona z haczykami. Te zaczepiają się o futro zwierząt i są przenoszone.
Samorozpraszanie: Niektóre rośliny mają strąki, które eksplodują, gdy dojrzeją i wystrzelą nasiona. Łubin, gorse i miotła rozproszyć swoje nasiona w ten sposób. Rośliny grochu i fasoli również trzymają swoje nasiona w strąku. Gdy nasiona są dojrzałe, a strąk wyschnie, strąk pęka i groch i fasola są rozproszone.
Dormancy
Dormancy jest okresem bezczynności. Występuje bardzo mała aktywność komórkowa i brak wzrostu. Jeden lub wiele z następujących powodów powoduje stan spoczynku:
Aksyny, które hamują wzrost- Inhibitory wzrostu
Jestwo jest nieprzepuszczalne dla wody i tlenu- Jądro w końcu rozpadnie się i wpuści wodę i tlen do nasion.
Jestwo może być zbyt twarde, aby zarodek mógł wykiełkować.
Auxin (Regulator Wzrostu) może być nieobecny, dopóki nie rozwiną się odpowiednie warunki środowiskowe.
Zarodkowanie
Zarodek wykiełkuje z nasion, jeśli obecne są odpowiednie warunki środowiskowe. Kiedy to nastąpi, zarodek wznawia swój wzrost.
Aby kiełkowanie mogło nastąpić, muszą być obecne następujące warunki:
Woda musi być obecna. Pozwala to na pęcznienie nasion i funkcjonowanie enzymów.
Tlen musi być obecny w glebie.
Temperatura musi być odpowiednia dla danego gatunku rośliny. Odpowiednie temperatury są zazwyczaj pomiędzy 5-30 stopni Celsjusza w zależności od gatunku.
Okres spoczynku musi być zakończony.
Niektóre nasiona potrzebują światła, a inne ciemności.
Eventy kiełkowania
Gdy kiełkowanie się rozpoczyna, pierwszą rzeczą, która się dzieje jest wchłanianie wody przez nasiona przez mikropyle i przez jądro.
Enzymy w glebie trawią teraz pokarmy przechowywane w nasionach:
Oleje stają się kwasami tłuszczowymi i glicerolem
Skrobia staje się glukozą
Białko staje się aminokwasami
Te pokarmy są teraz wchłaniane przez zarodek.
Glukoza i aminokwasy tworzą nowe struktury, takie jak ściany komórkowe i enzymy.
Tłuszcze i glukoza są wykorzystywane w oddychaniu komórkowym do produkcji energii.
Zmagazynowany w nasionach pokarm jest zużywany, gdy zarodek rośnie w siłę.
Roślina rozrasta się i przebija jądro. Staje się ona korzeniami nowej rośliny.
Wyrostek powiększa się i wyłania się ponad ziemię.
Powstają liście.
Zarodkowanie zachodzi w różny sposób u różnych roślin. U niektórych roślin liścień pozostaje pod ziemią, a u innych wyłania się ponad ziemią. Poniższe schematy przedstawiają te 2 metody kiełkowania.
.