Gamtos mokslai suteikia galimybę atsakyti į daugelį žmoniją dominančių ir jai svarbių klausimų apie supantį pasaulį remiantis įrodymais, pagrįstais patirtimi, stebėjimais ir tyrimais. Šiame straipsnyje nagrinėsime apdulkinimo ir apvaisinimo procesus žieduose, jų svarbą augalų dauginimuisi, skirtingus apdulkinimo būdus ir žiedo sandarą.
Žiedo sandara ir lytinės ląstelės
Kad susidarytų sėklos, augalas pirmiausia turi užauginti žiedus. Žiedas - gaubtasėklių lytinio 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.
Žiede subręsta lytinės ląstelės:
- Vyriškosios lytinės ląstelės: bręsta žiedadulkėse. Žiedadulkės susidaro kuokelių dulkinėse.
- Moteriškoji dalis: piestelė, esanti žiedo centre, kurioje vystosi sėklapradžiai.
Piestelę sudaro 3 dalys: purka (viršutinė dalis), liemenėlis (vidurinė dalis) ir mezginė (apatinė, paplatėjusi dalis). 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).
Apdulkinimas: žiedadulkių kelionė
Kad užsimegztų vaisius ir susidarytų sėklos, augalas pirmiausia turi apsidulkinti. Apdulkinimas - tai procesas, kai tos pačios rūšies augalo žiedadulkės patenka nuo dulkinės ant purkos. Žiedadulkių pernešimas vyksta įvairiais būdais:
Savidulka - tai apsidulkinimas to paties žiedo ar kitų to paties augalo žiedų žiedadulkėmis. Jei žiedas apdulkinamas to paties žiedo žiedadulkėmis, tai vadinama autogamija, jei to paties augalo kito žiedo - geitonogamija. Prie savidulkos prisitaikiusių augalų kuokeliai ir piestelė yra maždaug vienodo ilgio.
Kryžmadulka - apdulkinimas tos pačios rūšies kito augalo žiedadulkėmis. Po to susilieja skirtingų augalų gametos, todėl padidėja tikimybė susidaryti įvairesnėms genų kombinacijoms negu po savidulkos. Taip apdulkinti gali vėjas, vabzdžiai ar net tropiniai paukščiai.
Kaip veikia apdulkinimas
Vabzdžiadulkiai ir vėjadulkiai augalai
Augalai turi padėjėjų, pernešančių žiedadulkes. Vabzdžiaidulkiai sudaro daugumą, nes apie 80 % visų augalų apdulkinami bitėmis ir kitais vabzdžiais. Gamtoje viskas genialiai apgalvota: augalai vilioja vabzdžius aromatu, nektaru ir ryškia žiedų spalva.
Palyginkime pagrindinius apdulkinimo būdų skirtumus:
| Požymis | Vabzdžiaidulkiai augalai | Vėjadulkiai augalai |
|---|---|---|
| Žiedų išvaizda | Dideli, spalvingi vainiklapiai | Maži, neišvaizdūs, dažniausiai žali |
| Nektaras ir kvapas | Išskiria nektarą, turi stiprų aromatą | Neišskiria nektaro |
| Žiedadulkės | Stambios, nelygiais kraštais, lipnios | Smulkios, lengvos, jų subręsta labai daug |
| Dulkinės ir purkos | Išsidėsčiusios žiedų viduje | Kyšo žiedo išorėje, kad pagautų vėją |
Apvaisinimas: naujos gyvybės pradžia
Žiedadulkėms patekus ant piestelės, jos sudygsta ir piestelės mezginėje įvyksta apvaisinimas. Piestelės purka išskiria lipnų ir saldų skystį, todėl žiedadulkė sudygsta. Jos vegetatyvinė ląstelė ištįsta ir virsta dulkiadaigiu, kuris per piestelės liemenėlį skverbiasi į mezginėje esantį sėklapradį.
Apvaisinimas - tai dviejų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimas. Iš žiedadulkės generatyvinės ląstelės susidarę 2 spermiai slenka dulkiadaigiu žemyn. Kai dulkiadaigis pasiekia sėklapradį, jo viršūnėlė ištirpsta ir spermiai patenka į gemalinį maišelį. Čia įvyksta dvigubas apvaisinimas:
- Vienas spermis apvaisina kiaušialąstę ir susidaro zigota (2n).
- Antrasis spermis susijungia su dviem poliniais branduoliais ir susidaro triploidinis endospermo branduolys (3n), kuriame bus kaupiamos maisto medžiagos.
Sėkla ir vaisius: augalo palikimas
Susiformavus zigotai žiedas nuvysta. Iš sėklapradžio išsivysto sėkla, o mezginė virsta vaisiumi. Sėklą sudaro sėklos luobelė, sporofito gemalas ir maisto medžiagos. Jei piestelės mezginėje yra vienas sėklapradis, tuomet vaisiuje susidaro tik viena sėkla, o jei sėklapradžių daug - ir sėklų vaisiuje susidaro daug.
Vaisiai gali būti įvairūs: jei žiede yra viena mezginė - tai paprastasis vaisius (kaulavaisis, uoga, ankštis), o jeigu kelios - sutelktinis (avietė, braškė).
Trigeriniai augalai: mokslininkų stebimas mechanizmas
Priešingai nei dauguma dvilyčių žiedų, trigeriniai augalai Stylidium turi moterišką ir vyrišką žiedo dalis sujungtas kartu į specialią koloną. Kolona gali judėti seismonastijos principu. Trigeriniai augalai naudoja ATP energiją, kad kolona trinkteltų vabzdžiui apdulkintojui. Naudodamiesi savo kolonomis, trigeriniai augalai yra labai tikslūs pernešant žiedadulkes ant konkrečių vabzdžio kūno vietų.
tags: #augalu #ziedu #apdulkinimo #ir #apvaisinimo #schema