A virágos növények egyedfejlődése, életciklusa a zigóta kialakulásával kezdődik. A zigóta az ivarsejtek és azok magjainak egyesüléséből létrejövő diploid kromoszómaszámú sejt, amelynek osztódásával kezdődik el az egyedfejlődési program. Az ivarsejtek fúziója vezet az utód, a zigóta kialakulásához, amelynek osztódásai során formálódik az embrió.
Az embrió a növények korai egyedfejlődési szakaszában a megtermékenyített petesejt, a zigóta osztódásai során kialakuló differenciált szöveti struktúra, amely rendelkezik a kifejlett növény kialakulásához szükséges szövetkezdeményekkel. Az embriózsákban a petekészülékkel ellentétes póluson található három sejt az ellenlábas sejtek.
Mi a magcsíráztatás? | MAGCSÍRÁZÁS | Növénycsíráztatás | Dr. Binocs Show | Peekaboo Kidz
Az embrió fejlődése
A virágos növények embriója a mag védelmében fejlődik. A mag tápszövete (primer és szekunder endospermium) látja el a szükséges tápanyagokkal, és abban vannak a fejlődés elindulásához szükséges hormonok is. Az embrió táplálására szolgáló raktározó szövet az endospermium, amely az embriózsák megtermékenyített központi sejtmagjának osztódásából alakul ki, és triploid kromoszómakészlettel rendelkezik.
A zigótából a magképzés során kifejlődik a csíra, amely gyökérkezdeményre (gyököcskére) és hajtáskezdeményre (rügyecskére) tagolódik. A hajtás-tenyészőkúpját védő burok a pázsitfűfélék embriójának rügyhüvelye (koleoptill). A csíratengely sziklevelek alatti megnyúlt része a hipokotil (szik alatti szár).
A legfejlettebb alakját a virágos növények csoportjában éri el, ahol úgynevezett dipólusos embrió alakul ki két ellentétes oldallal: a rügyecskével és a gyököcskével. Előbbiből bontakozik ki a növény fotoszintetizáló hajtásrendszere, utóbbiból pedig a növényt rögzítő és a tápanyagokat felvevő gyökérrendszer.
Az egyedfejlődés kezdeti szakasza, amely során a kialakuló embrióban a differenciálódási folyamatok a hajtás- és gyökérmerisztéma-kezdemények létrejöttét biztosítják, az embriogenezis. A hajtás csúcsában osztódó, illetve osztódásra képes sejtekből álló szövet a hajtásmerisztéma.
Az embrió környezete és tápanyagai
A termés a zárvatermőkre jellemző, a magház, ill. a termő falából jön létre a megtermékenyítést követően. A termés a magokat védi és segíti az elterjedésüket. A virág beporzása után elkezdődik a magok fejlődése.
A magképzés során a növények kétféle stratégiát követnek: vagy csekély számú, de nagyméretű magot hoznak létre (pl. kókuszdió), vagy sok kicsit. A kis mag kevesebb tápanyagot tud raktározni, így csírázási esélyei rosszabbak.
A növényi magvak fontos alkotója az endospermium, amely nemcsak a növényembriót, hanem az embereket is táplálja. Összetétele, struktúrája befolyásolja táplálékaink élettani hatásait. A raktározott anyag leggyakrabban keményítő, de lehet olaj és fehérje is. Például keményítőt tartalmazó lisztes magvakat, olajat raktározó olajos magvakat, fehérjét raktározó aleuron tartalmú magvakat különböztetünk meg.
A zárvatermő növények egy részénél (pl. szegfűfélék) a nucelluszból jön létre a táplálószövet (perispermium). A fészkesvirágzatúaknál az endospermium, a pázsitfüveknél pedig mindkét táplálószövet raktároz. Pillangósvirágúak magjában a tápanyagok az embrióból differenciálódó sziklevelekben raktározódnak.
Fehérjék és vitaminok az embrióban
- g-gliadin: Magvakban raktározott fehérje, amely a kénben gazdag prolaminokhoz tartozik.
- HMW fehérje: Nagy molekulatömegű, prolamin típusú, a magvakban megtalálható raktározott fehérje.
- b-karotin: Az A-vitamin elővitaminja, amely a szervezet szükségleteinek megfelelően a májban A-vitaminná alakul.
- aszparagin: Az aszparaginsav amidálásával létrejövő aminosav-származék.
- glutamin: A glutaminsav g-amidja.
- tokoferol: E vitamin.
A mag terjedése
A termés a magokat védi és segíti a elterjedésüket. A folyók, patakok, tavak vizei állandó mozgásban vannak, így alkalmasak a magok terjesztésére. Trópusi fajok közül említést érdemel a kókuszdió. Sok növény termése horgas vagy ragadós. Egyes fajok magjai, termései ehetőek. Esetenként állatok egyszerűen elraktározzák egy odúba vagy az avar alá télire a magot.
Egyes növények képesek arra, hogy aktív mozgás segítségével segítsék saját terjedésüket, ennek során a növények különböző módon felnyíló termése nagy erővel, jókora távolságra lövi ki és szórja szét a magokat. Ilyen például a becő, a Keresztesvirágúak termése, melynek két kopácsa alulról felfelé hasadva nyílik fel a középen lévő válaszfalról, amelyen a magvak foglalnak helyet. Ha szélességénél nem sokkal hosszabb, becőkének hívjuk.
A pongyolapitypang termése a bőrszöveten levő repítőszőrök segítségével terjed.
Sejtek és szövetek az embrió fejlődésében
A sejtek a szervezet olyan legkisebb egységei, amelyek még életjelenségeket mutatnak, például növekednek, osztódnak, anyagcserét folytatnak, alkalmazkodnak környezetük változásaihoz. Az osztódás során egy sejt meghatározott érési állapot elérésekor kettéválik, tehát egyetlen kiindulási sejtből általában két hasonló utódsejt jön létre.
A szövet egy adott funkció elvégzésére specializálódott (többnyire azonos eredetű) sejtek és a sejtek közötti terekben található sejtközötti állomány együttese. A hajtásos növények osztódószövetének sejtjei rendszerint aprók, sejtmagjuk nagy, sejtfaluk vékony, sejtplazmájukban nincsenek zöld színtestek. A sejtek ugyanakkor élénk anyagcserét folytatnak, gyors ütemben növekednek és osztódnak. Mindez sok energiát igényel, amit a sejtlégzés biztosít. Az osztódószövet sejtjei ezért sok oxigént vesznek fel környezetükből, és sok szén-dioxidot termelnek.
Az osztódással létrejövő sejtek kisebb része megtartja osztódó képességét, a sejtek többsége azonban a fejlődő szerv állandósult szövetévé alakul a differenciálódás során. A test hosszanti növekedését a gyökércsúcs, illetve a hajtáscsúcs osztódószövetei biztosítják. Az egyes szervek, például a szár vastagodását az edénynyalábokban található osztódószövet, a kambium okozza.
A bőrszövet a hajtásos növények testének felszínét borítja. Sejtjei szorosan kapcsolódnak egymáshoz, védik a szervek belső sejtjeit. A bőrszövet nemcsak elhatárol, hanem összeköttetést is teremt a külvilággal, mert rajta keresztül a növény anyagokat vesz fel és ad le. A gyökér bőrszövetét nem borítja kutikula és gázcserenyílások sincsenek rajta. Jellegzetes sejtjei a megnyúlt, hosszúkás gyökérszőrök, amelyek nagymértékben növelik a gyökér felszínét.
Az ivarsejtek és a megtermékenyítés
Az ivaros szaporodás erre szakosodott ivarsejtekkel történik. A hím ivarsejteket spermiumoknak vagy spermatozoidoknak, a női ivarsejteket pedig petesejteknek nevezzük. Mint már említés történt róla, a virágos növények esetében a virág generatív szerv. A hím és női ivarsejtek összeolvadása során megtermékenyített petesejt - zigóta - képződik. A zigótából új szervezet jön létre.
A bibére kerülő pollen csírázásával kialakuló struktúra a pollentömlő, amely az embriózsákba behatol. A pollentömlő felrepedésével a hím gaméták egyike a petesejttel, a másik az embriózsák központi magjával egyesül.
Amennyiben a pollentömlő eléri az embriózsákot, megtörténik a kettős megtermékenyülés: egyik generatív sejt a petesejtet, a másik az embriózsák központi, diploid magját termékenyíti meg. Ezután rendszerint intenzív sejtosztódás következik, a zigótából kifejlődik a csíra, a megtermékenyített központi sejtből pedig a triploid belső táplálószövet (endospermium).
Szaporodási módok
Minden élő szervezet szaporodásra képes. A szaporodásnak köszönhetően minden faj egyedei magukhoz hasonló szervezeteket hozhatnak létre. Háromféle szaporodástípust ismerünk: ivaros, ivartalan és vegetatív szaporodási módot.
Ivaros szaporodás
Az ivaros szaporodás erre szakosodott ivarsejtekkel történik. Az ivarsejtek hordozzák a szervezet örökletes információ-készletét. Vagyis a rendeltetésük az, hogy a szervezet jellegeire és tulajdonságaira vonatkozó információt átadják a szülői szervezetektől az utódoknak. Az ivarsejtek (spermium és petesejt) összeolvadásakor a zigótában mindkét szülői egyed örökletes anyaga egyesül.
Ivartalan szaporodás
Az ivartalan szaporodás nem ivarsejtek közreműködésével megy végbe. Például a moszatok és magasabbrendű spórás növények spórákkal szaporodnak. A spóra - különálló, védőburokkal körülvett ivartalan sejt. A különböző szervezetek spórái alakjukban, méretükben, terjedési módjukban különböznek egymástól. A moszatok spórái lehetnek mind mozgékonyak, mind nem mozgékonyak. A magasabbrendű spórás növényeknek (mohák, zsurlók, páfrányok, korpafüvek) csak nem mozgékony spórái vannak.
Vegetatív szaporodás
A többsejtű szervezetek vegetatív úton is képesek szaporodni. A növények vegetatív szaporodása különböző módokon történik. Ez a növények regenerációs képességének köszönhető. Majdnem minden növény képes a vegetatív úton történő szaporodásra. Ilyen például a burgonya, csicsóka szárgumókkal, a földieper indákkal, a vöröshagyma, fokhagyma, tulipán hagymákkal, a meggy, szilva, málna gyökérhajtásokkal történő szaporítása.
A vegetatív szaporodás elősegíti a faj egyedszám-növekedését és elterjedését. Ez különösen fontos azoknak a fajoknak az esetében, amelyek élettartama rövid.