Žiediniai augalai, arba gaubtasėkliai, yra labiausiai paplitusi augalų grupė Žemėje. Jų sėklos subręsta specialiame organe - mezginyje, kuris apsaugo gemalą ir vėliau virsta vaisiumi. Šiame straipsnyje išsamiai aptarsime žiedinių augalų apsivaisinimo procesą, pradedant nuo apdulkinimo ir baigiant sėklos formavimusi.

Įvadas

Žiediniai augalai dauginasi lytiniu būdu, o tai reiškia, kad naujam augalui susidaryti reikalingos dviejų tėvinių augalų lytinės ląstelės - gametos. Šis procesas apima apdulkinimą, kai žiedadulkės pernešamos nuo kuokelių ant piestelės, ir apvaisinimą, kai spermiai susilieja su kiaušialąste ir antriniu branduoliu gemaliniame maišelyje. Galutinis rezultatas - sėkla, kuri išdygusi gali išaugti į naują augalą.

Žiedo Sandara ir Funkcijos

Norint suprasti apvaisinimo procesą, būtina susipažinti su žiedo sandara. Pagrindinės žiedo dalys yra:

• Žiedkotis: Laiko žiedą.
• Žiedsostis: Išplėstinė žiedkočio dalis, prie kurios tvirtinasi kitos žiedo dalys.
• Taurėlapiai: Apsaugo žiedą pumpuro fazėje. Dažniausiai būna žalios spalvos.
• Vainiklapiai: Paprastai spalvingi, pritraukiantys apdulkintojus.
• Kuokeliai: Vyriškoji žiedo dalis, susidedanti iš dulkinės (kurioje susidaro žiedadulkės) ir kotelio. Žiedadulkė yra vyriškas gametofitas (mikrogametofitas).
• Piestelė: Moteriškoji žiedo dalis, sudaryta iš purkos (lipnus paviršius, ant kurio patenka žiedadulkės), liemenėlio (jungia purką su mezgine) ir mezginės (kurioje yra sėklapradžiai, kuriuose vystosi kiaušialąstės). Gemalinis maišelis yra moteriškas gametofitas (megagametofitas).

Žiedai gali būti dvilyčiai (turintys ir kuokelius, ir piesteles) arba vienalyčiai (turintys tik kuokelius arba tik piesteles). Vienalyčiai žiedai gali būti vienanamiai (ant to paties augalo) arba dvinamiai (ant skirtingų augalų).

Apdulkinimas: Žiedadulkių Kelionė

Apdulkinimas - tai procesas, kai žiedadulkės pernešamos nuo kuokelio dulkinės ant piestelės purkos. Šis procesas yra būtinas apvaisinimui. Yra du pagrindiniai apdulkinimo būdai:

• Savidulka: Apdulkinimas to paties žiedo arba to paties augalo žiedadulkėmis. Savidulkiai augalai dažnai apsidulkina dar neišsiskleidus žiedui. Jeigu žiedas apdulkinamas ir apvaisinamas to paties žiedo žiedadulkėmis, tokia savidulka vadinama autogamija, jeigu to paties augalo kito žiedo žiedadulkėmis - geitonogamija. Manoma, savidulka atsirado dėl apdulkintojų stygiaus susidarius tam tikroms aplinkos sąlygoms.
• Kryžmadulka: Apdulkinimas kito to paties rūšies augalo žiedadulkėmis. Kryžmadulka užtikrina didesnę genetinę įvairovę. Po to susiliejus skirtingų augalų gametos, todėl padidėja tikimybė susidaryti įvairesnėms genų kombinacijoms negu po savidulkos.

Žiedadulkes gali pernešti įvairūs veiksniai:

• Vėjas: Augalai, apdulkinami vėjo, paprastai turi mažus, nepastebimus žiedus ir daug lengvų žiedadulkių.
• Vabzdžiai: Augalai, apdulkinami vabzdžių, turi ryškius, kvapnius žiedus ir lipnias žiedadulkes. Kryžmadulką gali vykdyti vėjas, vanduo, vabzdžiai (bitės, drugeliai ir kt.) ar kiti gyvūnai, pavyzdžiui, tropiniai paukščiai - kolibriai. Ryškiais vainiklapiais, nektaru žiedai vilioja vabzdžius apdulkintojus.
• Vanduo: Kai kurie vandens augalai apdulkinami vandens pagalba.
• Kiti gyvūnai: Paukščiai (pvz., kolibriai) ir žinduoliai (pvz., šikšnosparniai) taip pat gali apdulkinti žiedus.

Patekusios ant purkos, žiedadulkės sugeria jos skystį ir sudygsta, išleisdamos dulkiadaigį.

Dvigubas Apsivaisinimas: Unikalus Gaubtasėklių Bruožas

Gaubtasėkliams būdingas dvigubas apvaisinimas - procesas, kurio metu dalyvauja du spermiai iš žiedadulkės. Tai yra esminis procesas. Patekusios ant piestelės purkos žiedadulkės sudygsta. Iš žiedadulkės išauga dulkiadaigis, kuris slenka piestelės liemenėliu į mezginę. Dulkiadaigiu slenka du spermiai (n), kurie pro mikropilę patenka į gemalinį maišelį.

Įvyksta dvigubas apvaisinimas:

• Pirmasis spermis (n) susilieja su kiaušialąste (n), suformuodamas diploidinę zigotą (2n). Zigota vėliau išsivysto į embrioną - būsimo augalo užuomazgą. Iš zigotos susidaro sėklos gemalas, iš kurio išauga daigas.
• Antrasis spermis (n) susilieja su centriniu diploidiniu branduoliu (2n), esančiu gemaliniame maišelyje, suformuodamas triploidinį endospermą (3n). Endospermas yra maitinamasis audinys, aprūpinantis embrioną maisto medžiagomis dygimo metu.

Kitų gemalinio maišelio ląstelių (sinergidžių ir antipodžių) funkcijos nėra iki galo aiškios, tačiau jos paprastai degeneruoja po apvaisinimo.

Dvigubas apvaisinimas yra unikalus gaubtasėklių bruožas, kuris skiria juos nuo plikasėklių augalų.

Sėklos ir Vaisiaus Formavimasis

Po apvaisinimo įvyksta reikšmingi pokyčiai žiede:

• Sėklapradis virsta sėkla. Sėkla susideda iš: embriono (išsivysto iš zigotos), endospermo (maitinamasis audinys, aprūpinantis embrioną maisto medžiagomis) ir sėklos luobelės (apsauginis sėklos dangalas, susiformuojantis iš sėklapradžio dangalų).
• Mezginė virsta vaisiumi. Vaisiaus funkcija - apsaugoti sėklas ir padėti joms plisti. Vaisiaus forma ir struktūra priklauso nuo augalo rūšies. Piestelės mezginėje užsimezga vaisius, kuris apsaugo viduje esančia sėklas.

Žiedlapiai ir taurėlapiai: Dažniausiai nudžiūsta ir nukrenta, nes jų funkcija (pritraukti apdulkintojus ir apsaugoti žiedą) jau atlikta. Tačiau kai kurių augalų žiedlapiai gali išlikti ir dalyvauti formuojant vaisių. Kuokeliai ir piestelės liemenėlis: Nudžiūsta ir nukrenta, nes jų funkcija atlikta. Kartais piestelės likučiai gali išlikti ant vaisiaus viršūnės.

Endospermo ir Gemalo Vystymasis

Endospermo Vystymasis: Endospermas yra gyvybiškai svarbus besivystančiam embrionui, nes aprūpina jį maisto medžiagomis. Endospermo vystymasis prasideda po antrojo apvaisinimo, kai spermis susilieja su centriniu branduoliu. Susidarius triploidiniam endospermui, prasideda jo branduolio dalijimasis, sudarant endospermą. Endospermo sudėtyje yra krakmolo, lipidų, baltymų ir kitų medžiagų. Pagal cheminę endospermo sudėtį sėklos skirstomos į krakmolingas, aliejingas ir baltymingas. Endospermas gali vystytis skirtingais būdais, priklausomai nuo augalo rūšies.

Gemalo Vystymasis: Embrionas vystosi iš zigotos. Zigota ištįsta ir dalijasi. Viena zigotos ląstelė sudaro suspenzorių - struktūrą, kuri padeda aprūpinti gemalą maisto medžiagomis, jungdama jį su endospermu. Kitos ląstelės daug kartų dalijasi, kol susiformuoja gemalas. Gemalas susideda iš šaknelės (būsimos šaknies), stiebelio (būsimo stiebo), skilčių (pirmųjų augalo lapų; vienaskilčiai augalai turi vieną skiltį, o dviskilčiai - dvi) ir pumpuro (pliumulės - būsimų lapų ir stiebo užuomazga).

Apomiksė: Dauginimasis Be Apsivaisinimo

Apomiksė - tai nelytinio dauginimosi būdas, kai sėklos susidaro be apvaisinimo. Šis reiškinys būdingas kai kuriems augalams. Yra kelios apomiksės formos: partenogenezė (gemalas vystosi iš neapvaisintos kiaušialąstės), apogamija (gemalas vystosi iš kitos gemalinio maišelio ląstelės, o ne iš kiaušialąstės), aposporija (gemalas formuojasi iš sėklapradžio vegetatyvinės ląstelės), poliembrionija (vietoj normalaus gemalo išsivysto keli įvairios kilmės gemalai). Apomiksė gali būti vegetatyvinė (kai dauginimasi vegetatyviniais organais) arba agamospermija (kai sėklos formuojasi pseudolytinėmis priemonėmis). Agamospermijos metu gemalas formuojasi iš motininio audinio, todėl palikuonys genetiškai identiški motininiam augalui.

Apomiksė suteikia augalams galimybę greitai daugintis ir išsaugoti genetiškai vienodas populiacijas. Tačiau apomiksė taip pat mažina genetinę įvairovę, kuri yra svarbi prisitaikymui prie besikeičiančių aplinkos sąlygų. Taip pat pasitaiko atvejų, kai apvaisinimas įvyksta, tačiau gemalas neišsivysto, o sėklos būna nedaigios. Šis reiškinys vadinamas partenospermija.

Sėklų Plitimas

Vaisiui susiformavus, jo paskirtis - padėti sėkloms plisti. Yra įvairių sėklų plitimo būdų:

• Vėjas: Platina lengvas, skristukų turinčias sėklas (pavyzdžiui, kiaulpienės, klevo).
• Vanduo: Platina sėklas, kurios plūduriuoja vandenyje.
• Gyvūnai: Platina vaisių, turinčių skanų apyvaisį, sėklas, nes jų luobelė yra atspari virškinimo sultims ir su išmatomis sėklos pašalinamos nepakitusios (pavyzdžiui, vyšnios, obels). Taip pat gyvūnai platina sėklas, kurios turi kabliukus ar spyglius, prisikabindamos prie kailio.
• Saviplita: Kai kurie augalai išbarsto sėklas mechaniškai, pavyzdžiui, sprogdindami vaisius.

Sėklų Genetinį Kintamumą Lemiantys Veiksniai

Sėklų genetinį kintamumą lemia:

• Mejozės metu vykstanti rekombinacija (krosingoveris) ir atsitiktinai išsiskyrusios homologinės chromosomos bei susiliejusios lytinės ląstelės.
• Mutacijos, kurios taip pat keičia sėklų genetinę medžiagą.

Mitozė ir Mejozė: Pagrindiniai Ląstelių Dalijimosi Procesai

Mitozė (interfazė, profazė, metafazė, anafazė, telofazė) - vyksta visose augalinėse, gyvūninėse ir grybų somatinėse ląstelėse. Jos metu susidaro dvi dukterinės ląstelės. Abi turi diploidinį chromosomų rinkinį. Genetiškai vienodos - kiekvienam dukteriniam branduoliui perduodama visa paveldimoji informacija. Sutrikus mitozės eigai, ląstelė žūva arba pakinta jos gyvybinė veikla - atsiranda mutacijos.

Mejozė (redukcinis ir ekvatorinis dalijimasis). Redukcinis dalijimasis (interfazė, I profazė, I metafazė, I anafazė, I telofazė). Gyvūnų pasaulyje, vykstant spermatogenezei, susidaro du haploidiniai antros eilės spermatocitai, o vykstant ovogenezei, susidaro antros eilės ovocitas ir polinis kūnelis. Ir ovocitas, ir polinis kūnelis yra haploidiniai. Augalų pasaulyje mikrosporogenezės ir megasporogenezės metu susidaro po dvi haploidines sporas. Augalų pasaulyje pradinės ląstelės, iš kurių vystosi sporos, yra archesporio audinys, o iš jų susiformavusios sporos vadinamos mikrosporomis. Gyvūnų pasaulyje ovogenezės pabaigoje susidaro viena haploidinė kiaušialąstė ir trys poliniai kūneliai. Augalų pasaulyje po mikrosporogenezės susidaro keturios haploidinės mikrosporos. Po megasporogenezės susidaro viena haploidinė megaspora.

Nelytinis Dauginimasis

Be lytinio dauginimosi, augalai gali daugintis ir nelytiniu būdu:

• Dauginimasis dalijimosi būdu - ląstelė skyla į 2 lygias dalis (bakterijos ir žem.dumbliai).
• Vegetatyvinis dauginimasis - iš savo ląstelių dalių tam tikrų regeneruoja naują individą.
• Dauginimasis sporomis - susidaro be branduolio susiliejimo.

tags: #apvaisinimas #tos #pacios #veisles #augalo #ziedadulkemis

• vaisingumas ir ovuliacija
• Gyvenimas Lietuvoje XIX amžiuje
• Kaip pradėti mokyti vaiką groti pianinu
• Ironijos ir grotesko meistriškumas „Dievų miške“
• Kaip gauti globos pašalpą Lietuvoje