Växtreproduktion är en uppsättning processer som leder till en ökning av antalet individer av en viss art ; växter har asexuell , sexuell och vegetativ (osexuell och sexuell reproduktion kombineras till begreppet generativ reproduktion ). Studiet av olika aspekter av reproduktion är föremål för reproduktionsbiologi [1] .
| Typ av reproduktion | Genetisk grund | Underliggande processer | Typer av diasporer (det vill säga början av nya individer) |
|---|---|---|---|
| Vegetativ | Den ursprungliga ploidin är bevarad | Regeneration | Fragment av vegetativa organ, yngelkroppar och knoppar |
| Generativ: a) asexuell reproduktion; b) sexuell reproduktion och sexuell reproduktion c ) fröreproduktion |
Dubbel förändring i ploidi under livscykeln | Meios (asexuell) Sexuell process (sexuell) |
Meiosporer Gameter Frön och frukter |
Asexuell reproduktion skiljer sig från vegetativ reproduktion genom att under vegetativ reproduktion får dotterindividen, genetiskt identisk med modern ( klon ), nödvändigtvis ett fragment av moderns organism, eftersom den bildas av den [2] ; Detta händer inte med asexuell reproduktion.
Generativ reproduktion är baserad på växlingen av två kärnfaser - haploida och diploida . Denna växling beror på två alternativa processer - befruktning och reduktionsdelning (meios). I växter kallas den haploida fasen som bildar de haploida könscellerna gametofyten , och den diploida fasen som bildar de haploida sporerna från vilka gametofyterna utvecklas kallas sporofyten . Sporofyten och gametofyten kan antingen skilja sig från varandra morfologiskt ( heteromorf livscykel ), eller vara av samma struktur ( isomorf livscykel ) [3] .
Skillnaden mellan sexuell reproduktion och sexuell reproduktion är att i det första fallet bildas ett enda sporofytembryo på gametofyten och i det andra flera. De flesta växter förökar sig sexuellt [3] .
Hos alger utförs vegetativ reproduktion på tre huvudsakliga sätt:
Hos kiselalger består den vegetativa reproduktionen i delning av modercellen, där varje dottercell ärver en av moderskalets klaffar och fullbordar den saknade [5] . Vissa brunalger för vegetativ förökning är speciella som lätt bryts av korta grenar (släktet Sphacelaria ) [6] . [4] har också yngelgrenar .
Nästan alla högre växter är kapabla till vegetativ förökning [2] . Detta beror på deras höga regenerativa kapacitet, som är baserad på närvaron av meristemer och förmågan hos levande celler i permanenta vävnader att dedifferentiera [4] .
Det finns tre huvudtyper av vegetativ förökning:
Partikelbildning består i att en växt splittras i fragment - partiklar på grund av döden av den centrala delen av rotsystemet och den starkt lignifierade basen av skottet ( caudex ) (ofta är rhizomer också partikelformiga ). Separerade partiklar har stjälkar och rötter och kan existera oberoende. Vanligtvis, men inte alltid, förekommer partiklar i gamla växter [4] .
Partiklar finns i vissa buskar och fleråriga örtartade växter : malört , ryggvärk , brottare , larksporre , anemon [4] .
SarmentationUnder sarmenteringen separeras nya individer från moderväxten efter deras rotsättning, det vill säga övergången till självständig existens [7] .
Sarmentering inkluderar reproduktion genom skiktning (rotade grenar separerade från moderväxten), skott som rotar vid noderna , stoloner , fransar och mustascher (fransar, till skillnad från mustascher, har välutvecklade blad ). Dessutom kan rhizom delta i vegetativ förökning genom typ av sarmentering (nya skott som bildas från knoppar på rhizomen slår rot, och rhizomen dör mellan dem; detta händer till exempel i Ivan Chai ) och övervintrande knoppar . Slutligen benämns reproduktion av rotavkomma som sarmentation - skott som har utvecklats på roten från en adnexal knopp [7] .
Vegetativ diasporiaFragment av skott, modifierade organ, såväl som specialiserade diasporor deltar i den vegetativa diasporin. Denna metod ger det största antalet avkommor och effektiviteten av dess vidarebosättning [8] .
Exempel på växter som förökar sig genom fragment av skott är pil och elodea . Aktiv reproduktion sker med hjälp av knölar , lökar , knölar , rotkottar. Sötvattensandmat reproducerar sig extremt effektivt med phylloclades (blad) [8] .
I vissa växter utförs vegetativ förökning med hjälp av adnexala knoppar ( aspid officinalis , vissa typer av kärna , etc.). I axlarna på tigerliljans blad bildas blomställningen av blågräs , den lökformade löken, små lökar och knölar - början på metamorfoserade skott [8] .
Högt specialiserade diasporor är rhizomatösa axillära knoppar av vissa anemonarter (t.ex. Anemone flucciola ), knopp-rotknölar av vårchistjak [8] . Med dess bildande bildas inte bara en njure, utan också en rot, hypertrofierad på grund av ackumuleringen av reservämnen. Speciella avelkroppar finns i levermossen marchantia , som utvecklas på speciella utväxter av tallus -kullkorgar. Många lummiga mossor har också speciella yngelstrukturer [9] .
En separat typ av vegetativ diasporia är levande födelse, eller viviparia . I fallet med en falsk levande födsel utvecklas miniatyrväxter på moderväxtens vegetativa organ, som har alla vegetativa organ. Sådana knoppar utvecklas på bladen av bryophyllum och Kalanchoe , vissa ormbunkar (till exempel viviparösa ossiklar ). Vid sann levande födsel gror embryot som finns i fröet direkt på moderindividen, som i vissa mangroveträd , till exempel rhizophora [10] .
Knopprotsknölar av vårchistjak ( Ranunculus ficaria )
Avelskroppar på tallus av Marchantia polymorpha
Brodknoppar med rötter på blad av Kalanchoe daigremontiana
Liljelökar ( Lilium bulbiferum ) i bladax
Lökar i blomställning lökigt blågräs ( Poa bulbosa )
Helformad planta på moderplantan till rhizophora Rhizophora racemosa
Asexuell reproduktion av växter utförs av haploida sporer - aplanomeiosporer . De bildas i speciella organ - sporangier . Hos alger är sporangier i de flesta fall encelliga (endast hos vissa alger är sporangier flercelliga, men inte differentierade till vävnader) [11] .
| Växtgenerativa organ: archegonium (överst) och antheridium (botten) |
Hos högre växter är sporangier flercelliga, deras celler är differentierade. De fertila cellerna utgör archesporium , en sporogen vävnad, medan de yttre sterila cellerna utgör den skyddande väggen. Från de yttre cellerna i archesporium bildas ett foderskikt - tapetum , som sprider sig bildar periplasmodium . Näringsämnena som finns i det spenderas på bildandet av sporer [11] .
Archesporiumceller, som delar sig genom mitos , ger upphov till sporocyter , som genom att dela sig med meios bildar tetrads av sporer [12] .
Sporer är täckta med ett två- eller treskiktsmembran - sporoderm . Sporer är lätta, rika på cytoplasma , har en stor kärna , pro plastider ; reservämnen representeras ofta av fetter [13] .
Gametofyter ( utväxter ) utvecklas från sporer [14] . När det gäller isosporösa växter är alla sporer lika stora. Detta fenomen kallas isospor [15] . Med heterosporia bildas sporer av olika storlekar. Större sporer ( megasporer ) ger upphov till kvinnliga gametofyter, och mindre ( mikrosporer ) till manliga; sådana växter kallas heterosporösa [16] .
Grunden för sexuell reproduktion (eller reproduktion) är den sexuella processen - sammansmältningen av manliga och kvinnliga könsceller. De organ som bildar dem - antheridia och archegonia - utvecklas på växter av den sexuella generationen - gametofyter. Hos alger (med undantag för characeae [17] ) är de encelliga, hos högre växter är de alltid flercelliga, som sporangier [14] .
De inre fertila cellerna i antheridium utgör den spermatogena vävnaden som bildar manliga gameter (spermier). Det typiska mogna arkegoniumet består av en expanderad buk och en smal hals fylld med cervikala tubulära celler . I evolutionsprocessen har antalet fertila celler reducerats till ett enda ägg . Befruktningen är intern, i buken av arkegonium. Den resulterande zygoten är den första cellen i sporofyten [18] .
Ovan är det mest allmänna kännetecknet för växternas sexuella reproduktion; samtidigt har den i enskilda grupper av växter sina egna väsentliga egenskaper.