О плодотворение цветковых растений.

После того как пыльца попала на рыльце пестика, она начинает прорастать. Ее прорастание зависит от жизнеспособности рыльца, которое способно воспринимать пыльцу в течение 2 – 5 дней. Эпидермальные (покровные) клетки рыльца выделяют особые вещества (жиры, сахара), стимулирующие прорастание пыльцы. Пыльцевое зерно набухает, экзина разрывается, а интина выпячивается в виде узкой «пыльцевой трубки», которая быстро растет вниз внутри столбика к завязи и подходит к пыльцевходу семязачатка.

Ее рост регулируется ядром пыльцевой трубки (вегетативным), а направление – специальными сигнальными веществами, выделяемыми зародышевым мешком (пример хемотропизма). Пыльцевая трубка проходит либо по специальным проводящим каналам между ослизняющимися клетками, либо по межклетникам рыхлой паренхимной ткани. Обычно одновременно развиваются несколько пыльцевых трубок, но «успех» зависит от индивидуальной скорости роста.

Во время роста пыльцевой трубки ядро вегетативной клетки рассасывается и исчезает, а генеративная клетка делится митозом на 2 мужские гаметы – спермии (неподвижны и могут добраться до яйцеклетки только по пыльцевой трубке). Проникнув через пыльцевход (микропиле) в зародышевый мешок, конец пыльцевой трубки лопается, и спермии попадают внутрь. Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу; другой спермий соединяется с диплоидным ядром – центральной клеткой, образуя триплоидное ядро (первичное ядро эндосперма). Этот процесс называется двойным оплодотворением и свойствен только цветковым растениям. Открытие и описание этого процесса в 1898 г. Принадлежит русскому ученому Сергею Гавриловичу Навашину (1857 – 1930).

П оследовательность двойного оплодотворения.

Из зиготы развивается зародыш семени, а из оплодотворенной центральной клетки – вторичный триплоидный эндосперм (питательная ткань зародыша). Вся семяпочка после оплодотворения превращается в семя. Из ее покровов образуется оболочка семени, а из стенок завязи образуется стенка плода – околоплодник (перикарпий). Микропиле сохраняется в семенной кожуре. Через него поступает вода и кислород при прорастании семян.

1. Спермий (1n) + яйцеклетка (1n) зигота (2n) зародыш семени

2. Спермий (1n) + центральная клетка (2n) эндосперм (3n)

3. Покровы (интегументы) семяпочки кожура семени

4. Стенка завязи пестика околоплодник

Остальные части цветка увядают, отмирают и сбрасываются, подобно листьям. В образовании «ложных плодов» (розоцветные) принимают участие цветоложе, чашелистики, которые могут участвовать и в распространении семян.

Кроме эндосперма, у некоторых видов, может образовываться еще и другой вид питательной ткани – перисперм, возникающий из делящихся клеток нуцеллуса (зародышевого мешка).

У некоторых растений зародыш семени может развиваться из неоплодотворенной яйцеклетки, т.е. партеногенетически (одуванчик, ястребинка, манжетка, яблоня, груша, виноград и др.). Возможно развитие зародыша не из яйцеклетки, а из синергид или антипод. Такой тип партеногенеза называется апогамией (подорожник, цитрусовые, земляника, малина).

Все случаи партеногенеза у растений называются апомиксис – бесполосеменное размножение. Оно характерно для семейств: астровых, розовых, мятликовых. Возникло оно как адаптация (приспособление) к экстремальным условиям среды у растений полярных, альпийских областей и пустынь.

От партеногенеза следует отличать партенокарпию – образование плодов без оплодотворения и без семян. Такие плоды очень ценятся потребителями (изюм, инжир, мандарины, апельсины, японская хурма, культурный банан, крыжовник и др.). Размножаются такие растения только вегетативно (черенками, отводками ).