MI A KETTŐS MEGTERMÉKENYÍTÉS? (LEÍRÁS) - BIOLÓGIA - 2025

A kettős megtermékenyítés egy növényben zajló folyamat, amelynek során az egyik virágpor gametikus magja (hím gametofita) megtermékenyíti a nőstény reproduktív sejtet (petesejt), egy másik pedig termékenyít egy másik sejtet, amely más lesz, ha angiosperm vagy a gnetál.

Angiospermokban a gametofita második magja a pollenzsák központi sejtjében lévő két poláris atommal összeolvad, hogy később az endospermisz kialakuljon. A szájüregekben viszont a hím gametofita második magja összeolvad a ventrális csatorna magjával, hogy második embriót hozzon létre.

Trágyázás növényekben. 1) sporofit; 2) a portok; 3) petesejt; 4) petefészek; 5) mikrospóra őssejtek; 6) megaspóra őssejtek; 7) mikrospóra; 8) megaspórák; 9) pollenmag (hím gametofit); 10) embriózsák (érett női gametofita); 11) vetőmag; 12) endoszperm (3n); 13) érett vetőmag; I) diploid (2n); II) haploid (n); III) meiozis; IV) mitózis; V) beporzás; VI) kettős megtermékenyítés; Felvétel és szerkesztés: TheLAW14.

A botanikusok eredetileg úgy vélték, hogy a kettős megtermékenyítés az ánizsnövények kizárólagos jelensége, ám ezt a folyamatot később a szájcsonti csoport növényeire is leírták.

Történelem

Az orosz eredetű botanikus, Szergej Gavrilovich Nawashin, a Lilium martagon és a Fritillaria tenella fajok angipermeivel dolgozva volt az első, aki megfigyelte a kettős megtermékenyítés folyamatát. Ezt a jelenséget később a híres lengyel-német botanikus, Eduard Strasburger bizonyította.

A felfedezés után különféle botanikusok rendellenes kettős megtermékenyülési eseményeket jelentettek a gimnoszpermek különböző csoportjaiban (többek között Thuja, Abies, Pseudotsuga). A második megtermékenyítés termékei degenerálódhatnak, szabad magokat hozhatnak létre, vagy további embriókat eredményezhetnek.

Később kimutatták, hogy a kettős megtermékenyítés normális esemény volt a szellemi csoport növényeiben, ám ezekben, az angiospermokkal ellentétben, a második megtermékenyítés mindig további embriókat eredményez, nem pedig endospermeket.

Leírás

Angiospermsben

A legtöbb angiospermiumban a megaspóra prekurzor sejt (megasporocita) négy haploid megaspórát termel meiózissal, ezek közül csak az egyik fejlődik megagametofitának, míg a többi degenerálódik.

A megagametofita nyolc magot termel, amelyek közül kettő (poláris mag) a megagametofita vagy az embrionális zsák központi zónája felé vándorol, így egy binukleáris sejt alakul ki.

A többi atommag három csoportban van elrendezve a periférián, amelyek közül az egyik az ovocellát alkotja, a két szomszédos atom képezi a szinergiákat, míg a fennmaradó három, az ellentétes végén helyezkedik el az antipódákat.

A férfi gametofita (pollen szemcse) három magot termel; két spermatikus és egy vegetatív. Amikor a pollenmag érintkezésbe kerül a stigmával, akkor csírázik, és egy pollencsőből áll, amely a stíluson keresztül növekszik, és amelyet a szinergisták által termelt anyagok vonzanak.

A két spermamag ezután a pollencsőn vándorol át, hogy kettős megtermékenyítést végezzen. Az egyik spermiummag összeolvad a petesejtmagjával és olyan zigótát képez, amely az embriót hozza létre, míg a másik a központi sejt két magjával összeolvad, és az endospermium kialakulásához vezet.

Az endospermium

Az endospermium egy triploid szövet, amely az embriózsák központi sejtjének (binukleátum) és a pollenmag két spermamagjának egyikének fúziójából képződik. Az endospermiumsejtek gazdag keményítő-granulátumban vannak beágyazva egy fehérje mátrixba, és feladata, hogy táplálékot nyújtsanak a fejlődő embrióhoz.

A tudósok között nincs konszenzus az endosperma evolúciós eredetéről angiospermsben. Egyes szerzők szerint ez egy extra embrió, amelynek fejlődését táplálkozási szövetté alakították át a másik embrió javára.

Más szerzők azt állítják, hogy az endospermium nem a szexuális szaporodás terméke, hanem az embrió zsák fejlődésének vegetatív fázisa, ahogyan az a gimnoszpermekben előfordul. Mindkét hipotézisnek van megtévesztői és védői.

Gnetales-ben

Az egyetlen gymnosperm növény, amelyben kettős megtermékenyítés bizonyított, a Gnetum és az Ephedra (Gnatales) nemzetségbe tartozik. Az endospermium azonban egyikben sem származik e kettős megtermékenyítés eredményeként.

Ephedra

Legalább két Ephedra-fajban a nőstény ivarsejt archegoniaban alakul ki a monoszporos gametofitákban. A spermatikus cső a maga négy magját tartalmazza, amelyek közül kettő reproduktív.

Ezek a spermamagok felszabadulnak a megagametofitában, és egyikük összeolvad a petesejtmagjával, míg a másik összeolvad a ventrális csatorna magjával.

Az eredmény két zigóta, amelyek genetikailag azonos életképes embriókká alakulnak ki, mivel a két nőmag egy monoszporos gametofitában jött létre, míg az azonos pollencsőből származó két spermamag szintén genetikailag azonos.

Két vagy több archegonia alakulhat ki minden női gametofitban, és több kettős megtermékenyülési esemény következhet be egyidejűleg egy gametofiton belül.

gnétum

A kettős megtermékenyítés a Gnetumban jelentős különbségeket mutat az Efedrában előforduló kettős megtermékenyítéshez képest. Gnetumban, az Efedrával ellentétben, a női gametofiták tetrasporosak és nem monosporosak.

Egy másik különbség az, hogy Gnetumban sem archegonia, sem előre meghatározott petesejtek nem alakulnak ki. Az ocellák elvesztése miatt számos női gametofitikus mag megtermékenyíthető; ily módon a pollencsőből származó két spermamag megtermékenyítheti bármelyik két női magot.

Mint az Efedrában, a Gnetumban a kettős megtermékenyítési folyamat két életképes zigótot fog előállítani, de ebben a zigóta nem lesz genetikailag azonos a női gametofita tetrasporos jellege miatt. Gnetumban többszörös kettős megtermékenyítés is előfordulhat, ha elegendő mennyiségű pollenmag van.

Gnetális Ephedra viridis növény. Felvétel és szerkesztés: Dcrjsr.

Kettős megtermékenyítés és evolúció növényekben

A kettős megtermékenyülés felfedezése a Gnetumban és az Efedrában alátámasztja azt az evolúciós hipotézist, amely szerint ez a folyamat a Gnetales és az ánizsnövények közös őseiből származott, ezért egy szinaptomorfia (megosztott származékos karakter) lehetővé tenné őket az antifiták klímájába csoportosításában. (monofiletikus).

A szinappomorfok származtatott karakterek, amelyeket kettő vagy több faj vagy taxon megoszt, és ezért bizonyos fokú rokonságot mutathatnak. Az ősi karakter (plesiomorf) ebben az esetben egyszerű megtermékenyítés lenne.

Ilyen módon a csigák alapcsoportot képezhetnek az anofiták klímáján belül, amelyben a kettős megtermékenyítés két életképes zigót eredményez, míg az endospermium kettős megtermékenyülés termékeként történő megjelenése egyedülálló szinaptomorfia lenne a csírakéregben..

Irodalom

1. Endospermium. A Wikipedia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
2. Kettős fecskendezés. A Wikipedia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
3. C. Lyre. Mi a monofiletikus csoport? Helyreállítva a lifeder.com webhelyről.
4. MW Nabors (2004). Bevezetés a botanikába. Pearson Education, Inc.
5. JS Carmichael és WE Friedman (1996). Kettős megtermékenyítés a Gnetum gnemonban (Gnetaceae): Ennek hatása a nemi szaporodás fejlődésére a Gnetales-ban és az Antophita Kládban. American Journal of Botany.
6. WE Friedman (1990). Szexuális szaporodás az Ephedra nevadensis-ben (Ephedraceae): a kettős megtermékenyítés további bizonyítéka egy nem virágzó magnövényben. American Journal of Botany.
7. 24. egység: Megtermékenyítés és embriógenezis. 24.3. Angiospermae. Az érrendszeri növények morfológiájában. Helyreállítva a biologia.edu.ar webhelyről.