Ziedputekšņu caurulīte — definīcija, funkcija un apaugļošanās process
Ziedputekšņu caurulīte — definīcija, funkcija un apaugļošanās process. Uzzini, kā tā vada spermatozoīdus, nodrošina dubulto apaugļošanu un sēklu veidošanos.
Ziedputekšņu caurulīte ir īpaša šūna, kas veidojas no putekšņa graudiņa un darbojas kā kanāls, pa kuru spermatozoīdi no putekšņiem tiek nogādāti līdz olšūnai, lai notiktu apaugļošanās un veidotos sēklas. Tā ir būtiska ziedošo augu pavairošanās procesa sastāvdaļa.
Kā veidojas un kā izaug ziedputekšņu caurulīte
Pēc tam, kad putekšņa graudiņš nokļūst uz stigmas virsmas, tas dīgst un no tā izveidojas ziedputekšņu caurulīte. Caurulīte izaug caur stigmas virsmu un vārpstiņu, šķērso olnīcas audus un turpina virzīties pretī olšūnai. Šo virzību nodrošina šūnu galapunkta tipa (tipa) izauguma pieaudzēšana, kurā membrānu vezikulu piegāde, citoskeleta reorganizācija un jonu gradientsi (piemēram, kalcija) kontrolē šūnas galotni.
Fiziskais un šūnu mehānismu pamats
Ziedputekšņu caurulītes augšana notiek, piegādājot jaunu šūnas sienas materiālu un plazmas membrānu caur vezikulām caur augšanas zonu. Šajā procesā svarīga loma ir aktīnam citoskeletam (mikrotubuliem un aktīna šķiedrām) un kalcija koncentrācijas gradientam pie caurulītes gala. Caurulītes iekšpusē atrodas transportieru sistēma, kas piegādā organellus, barības vielas un divas spermatozoīdu šūnas, kuras pašas nav kustīgas—tās tiek transportētas caurulītē līdz olšūnai.
Virziena noteikšana un saziņa ar sievišķajiem audiem
Sieviešu dzimuma audi izdala ķīmiskas signalizējošas vielas, kas virza ziedputekšņu caurulīti uz olšūnu. Šīs vielas var būt peptīdi (piem., LURE proteīniem līdzīgas molekulas), olbaltumvielas un ogļhidrāti; tās piesaista caurulītes galu un nodrošina, ka tas nonāk pie mērķa. Olšūnas pavadītājšūnas (piem., sinergīdas) satur īpašas struktūras, kas palīdz piesaistīt un novirzīt caurulīti.
Apaugļošanās process — dubultā apaugļošana
Kad caurulītes gals sasniedz olšūnu vai tās tuvumu, caurulīte plīst un atbrīvo divas spermatozoīdu šūnas. Notiek dubultā apaugļošana — viens spermatozoīds saplūst ar olšūnu, veidojot zigotu, kas attīstīsies par embriju (jaunu augu), bet otrs spermatozoīds saplūst ar centrālo šūnu (polāro kodolu), veidojot diploīdu vai triploīdu endospermu atkarībā no sugas. Endosperms ir barības audi jaunajai sēklai; tajā ir daudz cietes, olbaltumvielu un eļļu, un tas ir galvenais pārtikas avots cilvēkam (piemēram, kvieši, mieži, rudzi, auzas, kukurūza).
Piemēri un īpašas iezīmes
Dažiem augiem ziedputekšņu caurulīte var izaugt ļoti garas. Piemēram, kukurūzā viena caurulīte var pārlikt lielu attālumu — reizēm tās garums pārsniedz 30 cm, lai sasniegtu olšūnu olnīcas apakšā. Putekšņraža caurulītēm ir atšķirīgas augšanas ātruma un virziena kontroles stratēģijas dažādās sugās, un tie sacenšas, lai pirmie sasniegtu olšūnu (pollen competition).
Bioloģiskā un praktiskā nozīme
Ziedputekšņu caurulīšu veiksmīga izaugsme un vadība ir ļoti svarīga augļu un sēklu ražai, kas savukārt ietekmē lauksaimniecību un pārtikas ražošanu. Defekti caurulītes attīstībā vai sievišķo audu signālu traucējumi var izraisīt neveiksmīgu apputeksnēšanos. Zinātnē ziedputekšņu caurulītes pētīšanai izmanto gan mikroskopiju, gan molekulārā līmeņa analīzes; rezultāti palīdz izstrādāt šķirnes ar uzlabotu apputeksnēšanās efektivitāti un noturību pret vides stresu.
Galvenie fakti īsumā
- Ziedputekšņu caurulīte ir ceļš, pa kuru tiek nogādāti spermatozoīdi no putekšņiem līdz olšūnai.
- Tā aug no putekšņa graudiņa un virzās cauri stigmai, vārpstiņai un olnīcai.
- Spermatozoīdi ziedošiem augiem nav motīli; tie tiek transportēti caur caurulīti.
- Noslēgumā notiek dubultā apaugļošana: viens spermatozoīds veido zigotu, otrs — endospermu.
- Endosperms satur cieti, olbaltumvielas un eļļas, kas ir svarīgs barības resurss.
Ziedputekšņu caurulītes, kas aug no putekšņu graudiņiem (kā redzams mikroskopā)
Diagramma, kurā parādītas nobrieduša zieda galvenās daļas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ziedputekšņu caurule?
A: Putekšņvads ir eja, pa kuru no putekšņgrauda uz olšūnām pie sēklas augiem pie virspulkstenīša pamata tiek transportētas spermatozoīdu šūnas.
J: Kā notiek apaugļošanās pie blakussēklām?
A.: Pūpēdājsveces dzimtas augos putekšņraža caurulīte dīgst no ziedputekšņa graudiņa un aug cauri vārpai, vārpstiņlapai, olnīcai un olšūnām, lai nonāktu līdz olšūnām. Sasniedzot olšūnu, tā plīst un izdala divas spermatozoīdus, kas izraisa dubultu apaugļošanu. Viens spermatozoīds savienojas ar olšūnu, lai radītu embriju, bet otrs spermatozoīds savienojas ar centrālo šūnu (polāro kodolu), lai radītu endospermu.
J: Kāda veida organismiem ir biču dzimtas spermatozoīdi?
A: Bārkstveida spermatozoīdi sastopami papardēs, citos pamata sauszemes augos, daudzās aļģēs un dažos ģīmospermos.
J: Kā bārkstiņkaulnieku spermatozoīdi apaugļo olšūnas?
A: Bārkstveida spermatozoīdi peld ūdens šķidrumā, lai apaugļotu olšūnas.
J: Kas ir endosperms?
A: Endosperms veidojas, kad viens no diviem atbrīvotajiem spermatozoīdiem apvienojas ar polārajiem kodoliem dubultās apaugļošanas procesā. Tas satur cieti, olbaltumvielas un eļļas un ir galvenais cilvēka pārtikas avots, piemēram, kviešu, miežu, rudzu auzu vai kukurūzas.
J: Cik ilgi var augt viena kukurūzas auga šūna?
A: Kukurūzas augā viena šūna var izaugt garāka par 12 collām, lai šķērsotu stublāja garumu.
Meklēt