Gyvybės tęstinumas užtikrinamas dauginimosi dėka, o apvaisinimas yra esminis lytinio dauginimosi procesas, vedantis prie naujo organizmo užuomazgos. Augalų pasaulyje apvaisinimas yra sudėtingas ir nuostabus procesas, apimantis lytinių ląstelių susiliejimą ir gemalo vystymąsi.
Apvaisinimo esmė augalų pasaulyje
Apvaisinimas - tai augalų ir gyvūnų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimas, kurio metu susidaro nauja ląstelė - zigota, iš kurios vėliau vystosi naujas organizmas, dar kitaip vadinamas gemalu.
Skiriami įvairūs apvaisinimo tipai, priklausomai nuo gametų panašumo ir sandaros:
- Hologamija: Kai kurių vienaląsčių dumblių apvaisinimas įvyksta susiliejus jų ląstelėms.
- Izogamija: Primityvios sandaros dumblių vyriškosios ir moteriškosios gametos morfologiškai nesiskiria.
- Heterogamija: Sudėtingesnės sandaros augalų (samanų, paparčių) gametos yra dvejopos - didesnės makrogametos (moteriškosios lytinės ląstelės) ir mažesnės mikrogametos (vyriškosios lytinės ląstelės).
Sėklinių augalų nejudrios moteriškosios gametos vadinamos kiaušialąstėmis. Vyriškosios gametos, vadinamos spermiais, yra smulkesnės ir jų yra labai daug. Gaubtasėklių augalų kiaušialąstė yra mezginėje esančiame gemalo maišelyje, o spermiai susidaro iš kuokelių dulkinėse esančių žiedadulkių generatyvinės ląstelės.
Žiedinių augalų apvaisinimo mechanizmas
Žiediniai augalai, kaip viena klestinčiausių augalų grupių, pasižymi sudėtingu lytinio dauginimosi ciklu. Šiam procesui būtina subrendusios, gyvybingos žiedadulkės ir susiformavęs gemalinis maišelis sėklapražio viduje.
Žiedadulkės kelionė ir apvaisinimas
Kai žiedadulkė patenka ant piestelės purkos, ji sugeria jos skystį ir sudygsta, išleisdama ploną vamzdelį - dulkiadaigį. Generatyvinė ląstelė greitai dalijasi, sudarydama du spermius, kurie kartu su vegetatyvinės ląstelės branduoliu patenka į dulkiadaigį. Greitai dulkiadaigis per mikropilę įsiskverbia į sėklapradį. Pasiekęs gemalinį maišelį, dulkiadaigio viršūnėlė plyšta ir jo turinys išsilieja į vidų, leisdama abiem spermiams patekti į gemalinį maišelį.
Dvigubas apvaisinimas - unikalus procesas
Gaubtasėklių augalams būdingas dvigubas apvaisinimas, kurį 1898 metais išaiškino S. Navašinas. Šio proceso metu:
- Vienas spermis susilieja su kiaušialąste, sudarydamas diploidinę zigotą - sėklos gemalo užuomazgą.
- Antrasis spermis susilieja su diploidiniu gemalinio maišelio centriniu branduoliu, susidarydamas triploidinis endospermas.
Endospermas yra maitinamasis audinys, aprūpinantis gemalą maisto medžiagomis, tokiomis kaip krakmolas, lipidai ir baltymai. Kitos gemalinio maišelio ląstelės (sinergidės ir antipodės) degeneruoja arba sunyksta.
Plikasėklių apvaisinimas skiriasi tuo, kad tik vienas spermis susilieja su kiaušialąste, o kitas žūva. Plikasėklių endospermas vystosi nepriklausomai nuo apvaisinimo, o gaubtasėklių - tik po apvaisinimo.
Zigotos ir gemalo vystymasis
Įvykus apvaisinimui, prasideda keli svarbūs procesai:
- Endospermo vystymasis: Pirminis endospermo branduolys dalijasi, sudarydamas endospermutį.
- Gemalo vystymasis: Iš zigotos vystosi gemalas.
- Sėklos luobelės formavimasis: Sėklapražio apvalkalas (integumentum) virsta į sėklos luobelę, apsaugančią gemalą.
- Vaisiaus formavimasis: Mezginės sienelė ir su ja susijusios struktūros formuoja vaisių.
Sėklos formavimasis prasideda nuo zigotos, kuri esanti sėklapražio ištįsta ir dalijasi. Viena zigotos ląstelė sudaro suspensorių, kuris padeda aprūpinti gemalą maisto medžiagomis, sujungdamas jį su endospermu. Kitos ląstelės mitoziškai dalijasi, kol galiausiai susiformuoja gemalas - naujo individo užuomazga sėkloje.
Daugumos augalų sėklose būna po vieną gemalą, kuris sudarytas iš meristeminių ląstelių. Gemalo ašį sudaro šaknelė ir stiebelis, o viršutinėje stiebelio dalyje prisitvirtinę sėklos skiltys. Vienaskilčių augalų skiltis yra viena, o dviskilčių - dvi. Šios skiltys yra pirmieji augalo lapai.
Partenogenezė ir apomiksė augaluose
Nors apvaisinimas yra įprastas dauginimosi būdas, kai kurie augalai gali daugintis ir be jo. Partenogenezė - tai procesas, kai organizmas išsivysto iš neapvaisintos kiaušialąstės. Šis reiškinys dažniau sutinkamas augalų, nei gyvūnų pasaulyje.
Apomiksė yra nelytinis dauginimasis, kai sėklos formuojasi be gametų susiliejimo. Ji gali būti dviejų formų:
- Vegetatyvinė apomiksė: Dauginimasis vegetatyvinis, kai lytinis dauginimasis yra sunkus ar neįmanomas.
- Agamospermija: Sėklos formuojasi pseudolytinėmis priemonėmis.
Šiais atvejais gemalas formuojasi iš motininio audinio taip, kad palikuonys genetiškai identiški motininiam augalui.
Žydinčių augalų (angiospermedžių) dauginimasis ATNAUJINTAS
Apie 10% žiedinių augalų sėklas gali sudaryti ir be apvaisinimo. Tai vadinama apomikse. Kai dygios sėklos gemalas susidaro iš neapvaisintos kiaušialąstės, tai vadinama partenogenezė. Kai gemalas neišsivysto ir sėklos yra nedaigios, nors apvaisinimas įvyko, toks reiškinys vadinamas partenospermija (pvz., liepų, maumedžių, kai kurių klevų sėklų).
Kai gemalas išsivysto ne iš kiaušialąstės, bet iš kito gemalinio maišelio ląstelės, toks procesas vadinamas apogamija. O kai gemalas formuojasi iš sėklapražių vegetatyvinės ląstelės neįvykus mitotiniam pasidalijimui, toks procesas vadinamas aposporija.
Kiaušialąstė - moteriškoji lytinė ląstelė
Kiaušialąstė, dar vadinama kiaušinėliu (lot. ovum, ootidium), yra moteriškoji lytinė ląstelė, esanti kiaušidėse. Iš apvaisintos kiaušialąstės gali išsivystyti naujas organizmas.
Sėklinių augalų kiaušialąstė yra nejudri, turi daug maisto medžiagų ir yra kur kas didesnė už vyriškąją lytinę ląstelę (mikrogametą). Jos sienelė plona, plazminga, gerai praleidžia spermius ir maisto medžiagas. Kai kurių augalų kiaušialąstes sienelė gaubia ne ištisai - apie 1/3 kiaušialąstės dalies gali gaubti tik plazminė membrana. Apvaisintos kiaušialąstės sienelė sustorėja, joje susikaupia celiuliozė.
Kiaušialąstės branduolys dažniausiai yra centre, tik magnolijūnų kiaušialąstėse - apatinėje dalyje. Viršutinėje dalyje yra vakuolė. Kiaušialąstės citoplazmoje yra tokių organelių, kaip ir kitose ląstelėse (mitochondrijų, leukoplastų, chromoplastų).
Kiaušialąstės vystymosi procesas (ovogenezė) susijęs pirminių folikulų augimu ir brendimu kiaušidžių žieviniame sluoksnyje. Jei apvaisinimas neįvyksta, kiaušialąstė žūva. Subrendusi kiaušialąstė, lygiai kaip ir spermatozoidas, turi haplodinį (pusinį) chromosomų rinkinį.
tags: #kas #augaluose #issivysto #is #apvaisintos #kiauselastes
