Біологія. Міні-довідник. ЗНО

Запліднення у вищих спорових і покритонасінних рослин

Органи статевого розмноження мохів (антеридії і архегонії) багатоклітинні і захищені від несприятливих умов багатоклітинним зовнішнім покривним шаром, тому гаметам не загрожує висихання. Гаметангії, формуючись найчастіше групами, швидше накопичують і краще зберігають вологу. Для запліднення у мохоподібних обов’язковою умовою є вода. Під час дощу або роси антеридії розкриваються і випускають численні сперматозоїди. Рухаючись у воді, вони притягуються речовинами, які архегоній виділяє разом із слизом, проникають через канадець шийки до яйцеклітини. Злиття гамет і подальший розвиток зиготи відбувається всередині черевця архегонія. Хоча в більшості мохів розвивається кілька архегоніїв, але запліднюється лише один.

В інших вищих спорових рослин домінуючим, відповідно більш розвинутим, є спорофіт (диплобіонт).

Їхні спори розповсюджуються вітром або водою і, потрапивши в сприятливі умови, проростають, утворюючи заростки. Зaростки мають вигляд багатоклітинних маленьких зелених серцеподібної форми пластинок. Тіло кожного заростка (гаметофіта) складається з гаплоїдних клітин і є гаплобіонтом. Згодом на нижній частині заростка виникають антеридії, потім архегонії. В антеридіях і архегоніях з редукцією кількості хромосом формуються гамети-сперматозоїди і яйцеклітини.

З дозріванням архегонія шийка розкривається, канальцеві клітини ослизнюються і утворена слизиста речовина виходить у воду й хімічно діє на сперматозоїди, що вийшли з антеридіїв. Рух сперматозоїдів до архегоніїв і проникнення їх до черевця, де міститься яйцеклітина, підкоряється законам хемотаксису. З прониклих сперматозоїдів лише один зливається з яйцеклітиною, запліднюючи її. Решта сперматозоїдів гине. Запліднена яйцеклітина вкривається оболонкою і ділиться мітотично.

Після запилення в голонасінних жіночі шишки щільно закриваються. Пилок проростає. Проростання пилку розпочинається з поділу антеридіальної клітини. Унаслідок цього утворюється дві клітини: одна маленька — стерильна (вона швидко руйнується) і друга більша — спермагенна. Одночасно з цим за участі сифональної клітини внутрішня оболонка пилку (інтина) витягується в довгу пилкову трубку. До пилкової трубки потрапляє спермагенна клітина, там вона ділиться з утворенням двох чоловічих гамет. Гамети позбавлені джгутиків, їх називають сперміями.

Кінець пилкової трубки проходить крізь тканину нуцелуса, потрапляє до архегонія, і один спермій запліднює яйцеклітину, а другий гине.

Запліднення в голонасінних відбувається всередині насінного зачатка, тобто статевий процес тут внутрішній (закритий). Після запліднення з утвореної зиготи доволі складним шляхом розвивається зародок.

Перед заплідненням у квіткових відбувається відповідний підготовчий процес. Розпочинається він після того, як сформуються пилинки і зародковий мішок. Мітотичний поділ ядра пилинки з наступною диференціацією вмісту на дві клітини і є початком проростання мікроспори. З утворених клітин маленька є репродуктивною, велика — вегетативною.

Пилинка, потрапивши на приймочку маточки, набрякає, вегетативна клітина починає рухатися до зав’язі, утворюючи вегетативну трубку (пилкову трубку). Трубка проходить крізь пори екзини й потрапляє всередину зав’язі до насінного зачатка. Напрям росту трубки зумовлюється позитивним хемотропізмом, тому вона рухається до подразника, яким є у даному випадку насінний зачаток з яйцеклітиною. Розвиток пилкової грубки називають чоловічою гаметофазою, бо вона несе спермії.

У процесі росту в пилкову трубочку опускаються протопласт вегетативної клітини з ядром і генеративна клітина. Ядро міститься недалеко від кінчика трубочки.

З генеративної клітини спермії утворюються по-різному. В одному випадку вона розпадається на два спермії ще в пилинці, у другому — у трубочці вегетативної клітини (що буває частіше). Ці два спермії і є чоловічими статевими клітинами. Однак перш ніж зустрітися із зародковим мішком, на шляху пилкової трубки стають клітини нуцелуса. Щоб пройти крізь цю перешкоду, пилкова трубка, очевидно, виділяє відповідні ензими, які руйнують клітини насінного зачатка, проходячи до зародкового мішка. У зародковому мішку трубочка росте у напрямку до яйцеклітини. Зустрівшись з яйцеклітиною, кінець її розкривається і її вміст (цитоплазма і два спермії) виливається у зародковий мішок. Сама вегетативна клітина дегенерує. У зародковому мішку синергіди починають руйнуватись, один із сперміїв зливається з яйцеклітиною, запліднюючи її. Таким чином утворюється зигота з диплоїдним набором хромосом. Другий спермій направляється до центра зародкового мішка і зливається з вторинним ядром. У процесі розвитку із зиготи утворюється зародок, а з вторинного ядра — ендосперм із триплоїдним набором хромосом.

Після запліднення зародковий мішок зазнає таких перетворень: у ньому руйнуються антиподи і паралельно формуються зародок і ендосперм; причому першим починає розвиватись ендосперм, а потім зародок.