Подвійне запліднення необхідне квітковим рослинам для того, щоб зав'язалося насіння. У голонасінних видів процес утворення насіння відбувається дещо по-іншому. В результаті еволюції покритонасінні представники флори, знайшовши механізм подвійного запліднення, отримали деякі переваги перед іншим типом рослинності.

Переваги подвійного запліднення

Подвійне запліднення рослин виникло в ході еволюційного процесу і забезпечило їм відразу кілька переваг.Квіткові види отримали можливість формувати запас харчування зародка на ранніх стадіях його розвитку. У той час як у голонасінних рослин на цей процес йде велика кількість ресурсів, сім'япочки не мають запасу поживних речовин.

При подвійному заплідненні триплоїдний ендосперм розвивається швидше і відбувається його розвиток тільки в тому випадку, якщо сформувався насіннєвий зародок. У голонасінних рослин процес відбувається зовсім по-іншому, вони витрачають ресурси на побудову ендосперму навіть тоді, коли зародок відсутній.

Подвійне запліднення у покритонасінних рослин

У процесі запліднення квіткових (покритонасінних) рослин задіяний жіночий гаметофіт, що складається з зародкового мішка, що знаходиться в маточці і чоловічий гаметофіт - пилок, що формується в пильовику.

Формування чоловічих гамет

Будівельним матеріалом для чоловічого гаметофіту стають стовбурові клітини, які починають ділитися та утворюють гаплоїдні мікроспори. Пізніше мікроспори перетворюються на пилкове зерно. Зверху таке зернятко вкрите подвійною оболонкою, що захищає його від зовнішніх впливів.

Всередині укладені вегетативна та генеративна клітини. Пилок остаточно дозріває в пильовиках на момент розпускання квіток. На заключному етапі оболонка пилкової камери розривається, пилок висипається назовні.

Формування жіночих гамет

Формування жіночих гамет відбувається в маточці. Тут утворюються сім'язачатки, кількість яких у різних рослин варіюється. Формування сім'язачатка походить з виростів стінки зав'язі. Усередині сім'язачатка відбувається формування гаплоїдної мегаспори та 3 спрямованих тілець, які пізніше відмирають.

Через процес розподілу ядра мегаспори відбувається формування зародкового мішка. Дозрілий гаметофіт жіночої статі є утворенням, що складається з 6 гаплоїдних клітин і 1 диплоїдної.

Процес запилення

У процесі запилення пилок тим чи іншим способом переноситься на рильце маточка.За способом запилення рослини поділяються на 2 групи. У видів, що самозапиляються, запилення відбувається пилком цієї ж квітки. Перехресне запилення має на увазі перенесення пилкових зерен з одного бутону, що розкрився, на інший.

Запиленню квіток допомагає вітер, пилок можуть переносити комахи та тварини. При вирощуванні культурних рослин запилення іноді доводиться проводити штучно.

Послідовність подвійного запліднення

Жіночі та чоловічі гаметофіти беруть участь у виробленні ферментів та гормонів, необхідних для запліднення. У рильці маточка міститься амінокислота триптофан, а в пилку - фермент, що перетворює її на гормон росту ауксин. Коли пилок потрапляє на маточка, запускаються процеси, що сприяють проростанню пилку, що призводить до утворення пилкової трубки.

Далі послідовність така:

    Генеративна клітина ділиться, утворюючи два спермію.
  1. Спермії переміщаються по сформованій пилковій трубці поступово, в процесі її зростання.
  2. Діаметр трубки збільшується від приймочка до зав'язі.
  3. Досягнув зав'язі, пилкова трубка проникає в сім'язачаток, а потім у зародковий мішок.
  4. Після цього головка пилкової трубки розривається, випускаючи в зародковий мішок спермії.
  5. Один спермій зливається з яйцеклітиною, а другий з центральною диплоїдною клітиною зародкового мішка.

Надалі ці клітинні утворення беруть участь у формуванні насіння.

Одночасно із заплідненням у тканинах відбувається синтез ауксину, що призводить до зростання зав'язі та подальшого формування плодів та насіння. Період між запиленням та заплідненням може становити від 15 хвилин до кількох годин, днів і навіть місяців. Відкрив процес подвійного запліднення та докладно описав його російський ботанік С.Г. Навашин.

Покритонасінні квіткові рослини - це найчисленніша група. Їхньою відмінністю є наявність навколоплідника навколо насіння. Відповідно до класифікації покритонасінні види поділяються на однодольні та дводольні. Приклади таких рослин - лілейні, злакові, пасльонові, хрестоцвіті, рожеві, бобові, складноцвіті.

Відсутність подвійного запліднення у голонасінних рослин

Група голонасінних рослин включає невелику кількість видів. Приставку голо- вони отримали через те, що насіння формується в сім'япочках, що лежать на поверхні, а не прихованих. Голосонасінні види не мають замкнутих вмістилищ для насіння. У цю групу входять хвойні дерева і чагарники (ялина, туя, сосна, ялівець).

Для голонасінних видів не характерне подвійне запліднення. Процес запилення у разі відбувається виключно з допомогою вітру.Цьому передує формування на рослині чоловічих та жіночих шишок. На жіночих шишках дозрівають сім'язачатки, а на чоловічих утворюються пилкові мішечки, в яких зріє пилок.

Після того як пилкові зерна разом з вітром потрапляють на жіночу шишку, відбувається запилення. Лусочки склеюються смолою і закриваються. Процес дозрівання сперміїв займає близько року. В результаті один із них зіллється з яйцеклітиною, а інший загине. Приблизно через 1,5 роки шишка змінює своє забарвлення і дерев'яніє, а потім розкривається, випускаючи назовні насіння. Від моменту запилення до моменту випадання насіння проходить 2-3 роки.

За допомогою виникнення механізму подвійного запліднення природа удосконалила процес розмноження квіткових рослин, зробивши його максимально швидким. Голосонасінні види стоять на нижчому еволюційному щаблі, процес формування насіння протікає в них набагато повільніше.

Категорія:

Дерева