Augalų reprodukcija yra sudėtingas procesas, apimantis keletą etapų, tarp kurių svarbiausi yra apdulkinimas ir apvaisinimas. Supratimas apie apdulkinimo ir apvaisinimo skirtumus yra svarbus norint geriau suprasti augalų dauginimosi ciklą ir jų vaidmenį ekosistemoje.
Apdulkinimas
Apdulkinimas yra procesas, kurio metu žiedadulkės pernešamos nuo vieno augalo žiedo vyrinių lytinių organų į kitą augalo žiedo moterinius lytinius organus, esančius straublyje. Tai gali vykti vėjo, vandens, gyvūnų arba dirbtinai, žmogaus rankomis. Apdulkinimas yra būtinas etapas augalų reprodukcijos cikle, kad būtų įmanoma tolesnė apvaisinimo stadija.
Daugelyje kitų augalų vyriškas kuokelis turi stiebelį, o moteriška piestelė - liemenėlį. Abi šios dalys leidžia atsidurti tinkamose vietose apsidulkinimui svarbioms žiedo dalims: vyriškai dulkinei, kurioje subręsta žiedadulkės, ir moteriškai - purkai, ant kurios patenka žiedadulkės. Paprastai žiedadulkės kuokelio kotelio dėka nuo dulkinės patenka ant apdulkintojo (dažniausiai tai būna vabzdys) ir jo yra pernešami ant purkos.
Daugeliui augalų yra privalumas, jei jų žiedai apdulkinami ne savo pačių žiedadulkėmis. Tada atsiranda didesnė tikimybė naujiems genų deriniams, kas gali užtikrinti didesnį kintamumą, o su juo ir gebėjimą išgyventi ir prisitaikyti įvairesnėms sąlygoms. Būtent todėl dulkinės ir purka būna aktyvūs skirtingais žiedo žydėjimo etapais. Žiedadulkės aktyviausiai byra iki tol, kol purka tampa drėgna ir jautri.
Apvaisinimas
Apvaisinimas yra procesas, vykstantis po sėkmingo apdulkinimo, kuomet žiedadulkių branduoliai sudygsta ir per žiedadulkių vamzdelį nusileidžia iki kiaušialąstės. Apvaisinimo metu vyksta vyrinio ir moteriško genetinio medžiagos sujungimas, kuris veda prie naujos gyvybės - sėklos - susidarymo.
Žiedadulkės, gavusios iš purkos vandens išbrinksta ir sudygsta. Pradeda augti dulkiadaigis, kuris praaugęs piestelės liemenėlį atsiduria mezginėje, kur apvaisinama kiaušialąstė. Šio apvaisinimo pasekmėje užsimezga embrionas, augantis sėklos viduje. Aplink embrioną kaupiasi maisto medžiagos, susiformuoja endospermas.
Gaubtasėklių augalų apvaisinimas vadinamas dvigubu. Greitai dulkiadaigis per mikropilę įsiskverbia į sėklapradį, piestelės purkos sugeria jos skystį ir sudygsta, t.y. dulkiadaigį, ir jo turinys išsilieja į vidų, maišelį, užuomazgą t.y. diploidinė zigota. Vienas spermis susilieja su kiaušialąste, o kitas žūva. I-inis endospermo branduolys dalijasi, sudarydamas endospermą, antriniu branduoliu, kuris yra gemalinio maišelio centre. (antipodės) degeneruoja arba visai sunyksta. Iš zigotos vystosi gemalas. Sėklapradis virsta į sėklos luobelę, apsaugamčią gemalą. Endospermas - maitinamasis audinys, maitinantis gemalą, antriniu krakmolo, lipidų, baltymų ir kt. medž. maltymingas.
Trigeriniai augalai ir kolibrio mechanizmas
Dauguma augalų turi tobulus žiedus, sudarytus iš moteriškos ir vyriškos dalių. Šios dalys išsidėsto šalia viena kitos, bet yra fiziškai atskirtos ir veikia atskirai. Priešingai nei dauguma dvilyčių žiedų, trigeriniai augalai Stylidium turi moterišką ir vyrišką žiedo dalis sujungtas kartu. Nepaisant to, gaminamos skirtingos moteriškos ir vyriškos ląstelės, kurioms susijungus, formuojasi sėklos.
Kolona gali judėti seismonastijos principu, t.y. jos judesys nepriklauso nuo dirgiklio ir jo krypties. Nesvarbu, kas sujudina žiedą, ar vabzdys, nutūpęs atsigerti, ar vaikas, judinantis žiedą žolės šapeliu. Trigeris visada pajudės ta pačia kryptimi, apspręsta žiedo sandaros.
Vieną akimirką kolona atsilenkusi atgal ir pasislėpusi tarp žiedlapių, kitą - vabzdžio galva ir nugara jau padengtos žiedadulkių sluoksniu. Žiedai sudaryti taip, kad paskleistų žiedadulkes tam tikroje vietoje, ir būtent nuo šios vietos kitas tos pačios rūšies žiedas tas žiedadulkes surenka. Tam, kad atlikti šį veiksmą, trigeriniai augalai turi specialią kolonos zoną su aktyviomis, dirgliomis ląstelėmis.
Trigerio veikimo mechanizmo tyrimai prasidėjo pirmoje devynioliktojo amžiaus pusėje. Jie atliko prancūzų botanikas Charles Morren, 1838 metais paskelbdamas veikalą Recherches sur le Mouvement et l’Anatomie du column du Stylidium graminifolium, kuriame tyrimų objektas buvo Stylidium graminifoliuam (angl. Grass Triggerplant), aptinkamas augantis visoje vidutinio klimato rytų Australijoje.
Findlay et al. atrado, kad trigeriniai augalai kolonos judinimui naudoja tos pačios rūšies mechanizmą, kaip ir pupiniai, jie taip pat perkelia kalio chloridą, kuris įtakoja vandens judėjimą iš vienų ląstelių į kitas. Taigi, šis trigerinių augalų kolonus išlinkimo ir atsitiesimo mechanizmas nėra unikalus.
Kolibrių vaidmuo apdulkinime
Kolibriniai (Trochilidae) - čiurlinių paukščių (Apodiformes) būrio šeima, apimanti 116 genčių ir 338 rūšis. Paplitę Pietų ir Šiaurės Amerikoje, daugiausia tropinio ir subtropinio klimato juostoje. Tai labai maži paukščiai, kūno ilgis 6-22 cm, masė 1,6-20 gramų. Jie turi trumpą liemenį, didelę galvą, ploną, ilgą ar labai ilgą snapą. Liežuvis vamzdelio formos, judrus ir raumeningas. Kojos silpnos, tačiau sparnai stiprūs.
Apdulkinimo procese kolibrio vaidmuo yra gyvybiškai svarbus. Jo ilgas ir plonas snapas bei vamzdelio formos liežuvis leidžia jam pasiekti nektarą giliai žiedų viduje. Kai kolibris maitinasi nektaru, ant jo galvos ir krūtinės prilimpa žiedadulkės. Vėliau, skrisdamas prie kito tos pačios rūšies augalo žiedo, jis perneša šias žiedadulkes, taip atlikdamas apdulkinimą.
Kiti augalų reprodukcijos aspektai
Apomiksė ir Partenogenezė
Be apvaisinimo, kitaip dar vadinama partenogenezė, šis reiškinys gyvojoje gamtoje labai dažnai sutinkamas. Partenogenezė yra skirstoma į dirbtinę ir natūralią. Tai procesas, kai organizmai vystosi iš neapvaisintų kiaušialąsčių.
Natūrali partenogenezė būdinga vabzdžiams ir vėžiagyviams. Daugeliui rūšių būdinga ciklinė partenogenezė, o rudenį jau būdingas apvaisinimas. Dauginasi skruzdėlės, bitės, verpetės, driežams. Kiaušialąstės vystosi be apvaisinimo, kaip prisitaikymas kiekybiniam lyčių santykiui reguliuoti. Kiaušialąstės išsivysto patelės, o iš neapvaisintos - patinai.
Dirbtinė partenogenezė gali būti sužadinta moliuskams ir kitiems gyvūnams.
Sėklos formuojasi pseudolytinėmis priemonėmis, vadinamas apomikse. Apsivaisinimo, o gaubtasėklių - tik apsivaisinus rezervai. Apomiksės metu įvairios kilmės gemalai (poliembrionija), vadinamas apsivaisinimo, netinkamas. Apomiksė skirstoma į: Partenospermija (pvz. kiaušialąstės). Apogamija (ląstelės, toks procesas vadinamas apogamija). Aposporija (procesas vad. aposporija). Zigotos ir vad antriniu. Susidaro dalijantis ląstelei, skirtingai. Pvz. tada, kai gemaliniame maišelyje plazma sudaro pasieninį sluoksnį, branda viduje. Suspenzorių, medžiagų sujungdamas jį su endospermu, dalijasi, kol galiausiai susiformuoja gem...
Klonavimas - dirbtinas neseniai išrastas vegetatyvinis dauginimosi būdas, kai iš vienos motininės ląstelės ją padauginus išauginami visiškai identiški palikuonys.
Hermafroditas - individas, gaminantis mot. it vyr. lytines ląsteles arba turintis ir vyr. ir mot. lytinius organus.
Ontogenezė - gemalo vystymasis iš apvaisinto kiaušinėlio.
Netipiškas lytinis dauginimasis partenogenezė - tai gemalo vystymasis iš neapvaisintos kiaušialąstės. Šitaip dauginasi kai kurie nariuotakojai, bičių tranai, vapsvos.
Gaubtasėkliai augalai - labiausiai klestinti augalų grupė. Tą galima paaiškinti tuo, kad jų lytinio dauginimosi organai gerai prisitaikę prie sausumos sąlygų. Žiedas, gaubtasėklių dauginimosi organas, vystosi iš žiedinio pumpuro. Jame susidaro sporos, lytinio dauginimosi ląstelės (gametos), formuojasi sėklos ir vaisiai.
Tipiškas žiedas yra sudarytas iš žiedkočio, žiedsosčio, taurėlapių, vainiklapių, kuokelių ir piestelės. Taurėlapiai, žalios spalvos, lapelių pavidalo dalys, apsaugo pumpure esantį žiedą. Vainiklapiai - dideli ir spalvingi dariniai, viliojantys vabzdžius. Žiedai, apdulkinami vėjo, vainiklapių neturi. Kuokeliai - tai vyriškoji žiedo dalis, joje vystosi žiedadulkės. Sudaryti iš dulkinių ir kotelių. Piestelė - moteriškoji žiedo dalis, esanti jo centre, kurioje vystosi sėklapradžiai. Piestelę sudaro 3 dalys: purka (viršutinė dalis), liemenėlis (vidurinė dalis) ir mezginė (apatinė, paplatėjusi dalis).
Ne visi žiedai turi vainiklapius, taurėlapius, kuokelius ir piesteles. Daugumos augalų žiedai turi ir kuokelius, ir piesteles. Tokie vadinami dvilyčiais. Kai kurių augalų žiedai turi tik piesteles (piesteliniai žiedai) arba tik kuokelius (kuokeliniai žiedai). Piesteliniai ir kuokeliniai žiedai, augantys ant vieno augalo, vadinami vienanamiais (agurkai, kukurūzai), o ant skirtingų augalų augantieji - dvinamiais (kanapės, gluosnio).
Kad užsimegztų vaisius ir susidarytų sėklos, augalas pirmiausia turi apsidulkinti, o tada apsivaisinti. Apvaisinimas - tai dviejų lytinių ląstelių - gametų susiliejimas. Piestelės purka išskiria lipnų ir saldų skystį, todėl ant jos patekusios žiedadulkės sudygsta. Tuomet žiedadulkės vegetatyvinė ląstelė ištįsta ir virsta dulkiadaigiu, kuris per piestelės liemenėlį skverbiasi į mezginėje esantį sėklapradį. Iš žiedadulkės generatyvinės ląstelės susidarę 2 spermiai slenka dulkiadaigiu žemyn. Kai dulkiadaigis pasiekia sėklapradį, prasiskverbia pro mikropilę (siaurą kanalėlį, vedantį į gemalinį maišelį), jo viršūnėlė ištirpsta ir 2 spermiai patenka į gemalinį maišelį. Vienas spermis (n) apvaisina kiaušialąstę ir susidaro zigota (2n), antrasis spermis (/j) susijungia su dviem poliniais branduoliais ir susidaro triploidinis endospermo branduolys (3n). Susiformavus zigotai žiedas nuvysta.
Iš sėklapradžio išsivysto sėkla, o mezginė virsta vaisiumi. Sėkla - žiedinių augalų dauginimosi organas, kuris išsivysto iš sėklapradžio. Vaisius - tai subrendusi mezginė, kurioje būna sėklų. Jei piestelės mezginėje yra vienas sėklapradis, tuomet vaisiuje susidaro tik viena sėkla, o jei sėklapradžių daug - ir sėklų vaisiuje susidaro daug. Sėklą sudaro sėklos luobelė arba apyvaisis, sporofito gemalas ir maisto medžiagos. Sėklos luobelė susidaro iš sėklapradžio dangalų.
Iš mezginės sienelių ir pagalbinių žiedo dalių, kurios sustorėja, išsivysto vaisius. Jeigu žiede yra viena mezginė - paprastasis (kaulavaisis, uoga, ankštis), o jeigu kelios - sutelktinis (avietė, braškė) ar sudėtinis (ananasas).
Sėkla - tai iš sėklapradžio susiformavęs organas, turintis sporofito gemalą ir atsarginių maisto medžiagų, reikalingų besivystančiam gemalui. Dygimas - tai laikotarpis, kai sėklos naudoja sukauptas maisto atsargas ir greitai formuojasi naujas augalas. Sėkloms dygti reikia daug energijos. Jos dygsta labai sparčiai, kad kiti daigai augdami neužstotų šviesos arba neužimtų jos erdvės. Dygstančiose sėklose vyksta labai intensyvus kvėpavimas, nes skaidomos atsarginės maisto medžiagos (dažniausiai krakmolas, baltymai, riebalai), sukauptos sėklaskiltėse (dviskilčių augalų) ar endosperme (vienaskilčių). Sėklos nedygsta tol, kol nepraeina jų ramybės laikotarpis. Joms dygti būdina drėgmė, optimali temperatūra, deguonis.
Savdulka, augalo žiedo apsidulkinimas ir apvaisinimas to paties žiedo arba to paties augalo kitų žiedų žiedadulkėmis. 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 apdultintojų stygiaus susidarius tam tikroms aplinkos sąlygoms. Prie savidulkos prisitaikiusių augalų kuokeliai ir piestelė yra maždaug vienodo ilgio. Savidulkos atvejų pasitaiko tarp įvairių šeimų augalų, bet būdingiausia pupinių, miglinių, erškėtinių ir kitų šeimų augalams. Savidulka būdingesnė vienamečiams ir naujose, nebūdingose buveinėse įsikuriantiems augalams. Kai kurie augalai esant tam tikroms sąlygoms gali būti savidulkiai arba kryžmadulkiai, o augalų, kurių žiedai apdulkinami vien savidulkos būdu, yra labai mažai. Daug kultūrinių augalų arba tam tikros jų veislės yra savidulkiai (pvz., žirniai, pomidorai, avižos, persikai). Kleistogamija yra savidulkos atmaina.
Dvigubas apvaisinimas gaubtasėkliuose
Aukštaūgis pomidoras „Kolibri“ yra anksti nokstanti veislė, sukurta prancūzų selekcininkų. Nepaisant pietinės kilmės, jis pasiteisino vidutinio klimato Rusijoje. Tai gerai žinomos „Slivok“ veislės porūšis, turintis stiprius stiebus ir tankiai išsidėsčiusias kekes. „Kolibri f1“ pomidoras yra aukštas augalas. Dėl stiprios imuninės sistemos jis atsparus vėlyvajam marui. Žaliąją masę sudaro du stiebai, kurie paprastai išaugina 8-10 kiaušidžių. Mažas tarpas tarp mazgų sukuria iškyšą, kuri palengvina derliaus nuėmimą. Šios daržovės agronomines vystymosi savybes lemia krūmo aukštis, kuris siekia 2 metrus. Jo lapai yra vidutinio dydžio, žali arba tamsiai žali. Lapų lapų storis ir išsivystymas atitinka stiebo storį ir išsivystymą. Hibridinio vaisiaus aprašyme jis apibūdinamas kaip daržovė, pasižyminti unikaliu saldžiarūgščiu skoniu ir nepaprastomis savyėmis. Šis augalas priklauso šilumamėgių veislių grupei ir tinka auginti šiltnamiuose bei šiltnamiuose. Dėl savo dydžio jį galima valgyti žalią, keptą arba konservuotą. Pomidorų odelė tokia tanki, kad įdėjus į stiklinius indelius, kaitinant verdančiu vandeniu, ji nesprogsta. Nepaisant visų teigiamų savybių, augalas turi ir trūkumų. Pagrindinis trūkumas yra dažnų šoninių ūglių poreikis. Tai yra dėl intensyvaus šoninių ūglių augimo, kurie, jei negenimi, išaugina perteklinę lapiją. Pomidorams taip pat reikia reguliariai prilaikyti. Intensyvus augimas lemia trapias šakas. Sėklas į dirvą galite pradėti sėti vasario pabaigoje arba kovo prad...
tags: #piestele #augalai #apvaisinimas
