Народження невидимок 1975 Терьохін е

народження невидимок

Слід знову повернутися думкою до папоротям. Колись вони поставили нашим уважним предкам першу загадку, так як були в усьому, на перший погляд, схожі на інші рослини і в той же час ніхто не бачив їх цвітіння. Безсилі знайти точне, наукове пояснення цьому явищу, предки дали йому пояснення поетичне, придумавши легенду про квітку Торез ночі. Але з того часу, як наука, відшукавши заростки папоротей і відкривши у них чергування поколінь, спростувала легенду, виникла друга загадка. На цей раз вона ставилася до квітковим рослинам і питала, як же у них відбувається зміна статевого і безстатевого поколінь.

Для того щоб відповісти на неї, потрібен був великий і скрупульозна праця ботаніків, простежити, як розвиваються чоловічі і жіночі генеративні органи рослин, як утворюються в них пилок і зародкові мішки.

Отже, в попередньому розділі ми залишили тичинки, що почала розвиватися з зачатка, на самому початку її зростання. Зростання триває далі, причому клітини частіше діляться і активніше розтягуються по довжині горбка, ніж поперек нього.

Через деякий час зростання тичинки в довжину припиняється і її верхова область починає "розбухати", потовщуватись. Це означає, що розвиток тичинки вступає в стадію утворення пильовика. На якомусь етапі цієї стадії, коли стають помітними зачаток пильовика і тонка, несуча його частина, яка називається тичинкової ниткою, в певних місцях самого пильовика закладаються спорангії, або, інакше, пилкові гнізда. Найчастіше їх буває чотири - це майже правило. Рідше - два. І зовсім уже й рідко - один або більше чотирьох.

У міру розвитку спорангіев (якщо їх чотири) пильовик приймає Чотирьохлопатевий форму і ті клітини його, що розташовані в центрі кожної з лопатей під поверхневим шаром, починають ділитися. Але перед цим вони трохи збільшуються в розмірах і їх цитоплазма стає густішою, ніж раніше і чим цитоплазма оточуючих клітин. Діляться ці центральні клітини (їх називають археспоріальнимі) в напрямку, строго паралельному поверхні пильовика. Назовні, в сторону поверхневого шару, відокремлюються клітини, які згодом утворюють стінку спорангия. Всередину йдуть клітини спорогенной тканини. Після декількох звичайних мітотичних поділів вони діляться два рази мейотіческі. В результаті утворюються чотири пилкових зерна, кожне з яких має кількість хромосом, зменшене вдвічі. Відразу після утворення пилкові зерна починають вести себе дуже агресивно: поглинають тканини стінок спорангия, розташовані навколо, і посилено ростуть.

У період дозрівання пилкових зерен відбувається ще одне або два митотических ділення ядер. В результаті першого утворюються велика вегетативна клітина і маленька генеративная. Остання немов плаває в цитоплазмі першої. Вегетативна клітина далі не ділиться, а генеративної належить ще одну поділку, в результаті якого утворюються два спермії. Зріле пилкові зерно стає таким чином трехклеточним. Як правило, це відбувається вже після того, як пилкові зерно потрапляє на рильце - приймає пилок апарат жіночих генеративних органів.

Мал. 13. Різноманітність форм і розмірів пилкових зерен

Пилкові зерно і є чоловічий в майбутньому гаметофит - статеве покоління квіткової рослини, "тато" того рослини, яке розвинеться в майбутньому з насіння. З моменту утворення пилкового зерна життя його можна і слід розглядати як особливу, хоча якийсь час вона ще тече всередині тканин материнської рослини - спорофіта.

Зовнішня оболонка дозрілого пилкового зерна може бути гладкою, більш-менш шорсткою або, нарешті, липкою. Це залежить від способу запилення у тих чи інших квіток. Пилок може розпадатися на окремі пилкові зерна, але часто тетради не розпадаються, так і переносяться при запиленні разом.

Розміри пилкових зерен у різних рослин дуже різні. У платана, наприклад, пилок настільки мілка, що ні помітна неозброєним оком. Найбільша пилок у мальви і гарбузових - розмір кожного зерна досягає декількох десятих міліметра. По-різному і кількість пилку в пильовика різних видів рослин: у одних утворюються лише сотні і навіть десятки пилкових зерен, у інших - тисячі, а у третіх в кожному пильовику астрономічне число їх - кілька мільйонів. Неоднакова і життєздатність пилку. У більшості злаків вона зберігає здатність до проростання на рильце жіночого квітки лише протягом 1 - 3 днів, а в деяких орхідних - навіть до 178 днів. Ще більш висока життєздатність пилку у фінікової пальми - вона зберігається протягом майже цілого року. У країнах, де культивується ця пальма, здавна знають про чудову властивість її пилку, тому в давні часи вона служила предметом жвавої торгівлі.

Простеживши освіту пилкових зерен, ми можемо далі перейти до ознайомлення з тим, як розвиваються семяпочка і жіночий гаметофіт.

На перших порах плодолистики - так називаються жіночі органи квітки, в яких згодом утворюються семяпочки, - розвиваються приблизно за тим же планом, як і тичинки, тобто спочатку вони представляють собою горбок з однорідних клітин освітньої тканини. Але потім плодолистики у більшості покритонасінних рослин в тій чи іншій мірі зростаються в єдиний орган - зав'язь. (Іноді зав'язь може бути утворена лише одним плодолистків.) Верхівка її витягується і розростається, утворюючи стовпчик і рильце. У внутрішній порожнині самої зав'язі починається розвиток жіночих спорангіев - семяпочек. Будова їх у покритонасінних рослин відрізняється великою різноманітністю. Є особливості і в розвитку семяпочек. Розповідати про цей процес найкраще на конкретному прикладі.

Як приклад візьмемо грушанку - часте і звичайне рослина лісів середньої смуги Європейської частини Радянського Союзу.

Сім'ябрунька, як раніше сам плодолистик, починається з невеликого горбка з однорідної освітньої тканини. Незабаром після зародження горбка вершина його внаслідок спрямованого ділення клітин і нерівномірного їх зростання починає згинатися. У той же час у верхній частині зачатка семяпочки одна з клітин на деякий час втрачає здатність до поділу, швидко збільшується в розмірах і заповнюється густий цитоплазмою. Це - археспоріальная клітина. Саме вона дасть згодом початок новому поколінню.

Мал. 14. Так формується в квітці семяпочка з зародковим мішком. Спочатку це був просто горбок з клітин однорідної освітньої тканини, серед яких відокремилася одна - археспоріальная

У грушанки в жіночому спорангії, на відміну від чоловічого, закладається тільки одна археспоріальная клітина. Незабаром вона перетворюється в материнську клітину жіночих суперечка. Ядро її відчуває ряд складних перетворень, і, нарешті, після подвійного (1-е - мейотіческое, 2-е - митотическое) ділення з материнської клітини утворюється тетрада - чотири лежать або один за одним, або Т-образно жіночі суперечки.

В кінцевому підсумку семяпочка згинається настільки сильно, що верхній її кінець направляється тепер уже до того місця, де колись виник первісний горбок. Зовнішній покрив одягає тіло семяпочки таким чином, що над її вершиною залишається тільки невеликий канал - микропиле, або пилковхід. Згодом, коли буде відбуватися процес запліднення, через цей канал в семяпочку проникне пилкова трубка зі спермою.

У чоловічому спорангії всі суперечки мають рівні можливості для розвитку. У жіночому ж таку можливість отримує лише одна з чотирьох суперечка. Незабаром після завершення редукційного поділу ця "обраниця" починає прискорено зростати. Три інші, навпаки, поступово руйнуються, і продукти їх руйнування використовує зростаюча спору, так само як і багато клітини навколишнього її тканини.

Жіночий гаметофіт, який розвивається з жіночої суперечки, носить в ембріології рослин назву зародкового мішка.

Але перш ніж перейти до опису його розвитку і будови, слід нагадати, що нами було розглянуто лише один варіант розвитку семяпочки. Можливі й інші. Наприклад, микропиле в процесі розвитку повертається на 360 °, і семяпочка стає в кінцевому підсумку як би знову прямий. Трапляється і так, що в тілі семяпочки виникає не одна, а дві чи навіть ціла група археспоріальних клітин. Розвиток їх протікає зазвичай на основі конкуренції, і та, що в силу будь-яких обставин виривається вперед, пригнічує і поглинає своїх "сестер", Є й інші особливості "біографії", семяпочек.

Але перейдемо до розвитку зародкового мішка.

У жіночій суперечці починається розподіл ядра, але своєрідне - воно не супроводжується утворенням клітинних оболонок. Після першого поділу дочірні ядра розходяться до полюсів клітини. Кожне з дочірніх ядер ділиться ще два рази. В кінцевому підсумку утворюється восьмиядерна клітина з чотирма ядрами у кожного з її полюсів. До речі, полюса ці мають свою назву. Найближчий до микропиле іменується мікропілярного, далі відстоїть - халазальним. На халазальном полюсі три ядра одягаються оболонками. Формуються три Однакові клітини. Четверте ядро ​​разом з одним з найближчих ядер мікропілярного полюса утворюють нову двоядерну клітку - центральну клітку розвивається зародкового мішка, якої в майбутньому спіткає особлива роль. Три інших ядра мікропілярного полюса також одягаються оболонками і всі разом складають так званий яйцевої апарат. При цьому дві з сестринських клітин набувають подібну форму, а третя відмінна від них: вона перетворюється в жіночу статеву клітину - яйцеклітину.

Таким чином кінцева структура зародкового мішка включає в себе наступні компоненти: яйцеклітину, дві сестринські клітини, звані синергіди і, центральну двоядерну клітку і три однакові клітини в халазальном полюсі - антиподи. Синергіди і центральна клітина надалі беруть участь в заплідненні і подальшому розвитку зародкового мішка. Антиподи ж беруть на себе постачання зародкового мішка поживними речовинами.

Настільки докладне знайомство з розвитком і структурою зародкового мішка необхідно нам для того, щоб в подальшому перейти до опису свята-святих інтимного життя рослини - процесу подвійного запліднення. Знайомлячись з описаним розвитком, слід постійно пам'ятати, що мова йде в даному випадку не про становлення одного з органів рослини, а про життя в тканинах рослини особливого, по суті, організму - гаметофітного покоління, "мами" того проростка, який з'явиться в майбутньому з насіння.

Мал. 15. У тканинах квітки приховано протікає своя, особлива життя гаметофіту - статевого покоління рослини. Розвиваючись від одноядерной клітини до семіклеточного і восьмиядерного освіти, формується і готується до подвійного запліднення зародковий мішок - гаметофит грушанки

Часом гаметофит розвивається іншим шляхом. У деяких рослин редукційний розподіл материнської клітини жіночих суперечка в семяпочке не йде до кінця: ядро ​​клітини ділиться не два рази, а один; утворюються не чотири, а дві жіночі суперечки; в зародковий мішок перетворюється тільки одна з цих двох дочірніх клітин. Структура зародкового мішка також буває відмінною від описаної вище "класичної" - він може складатися не з 8, а, наприклад, з 4 або 16 ядер; клітин-антипод теж може бути значно більше, ніж три. Але не варто перераховувати ці відхилення далі. У кожному з таких випадків є або може бути знайдено своє пояснення факту. Воно, це пояснення, базується на особливостях походження, способу життя або розвитку того чи іншого конкретного рослини, і розповідь про кожного з подібних випадків повів би нас занадто далеко в сторону. Тому обмежимося лише сказаними вище кількома рядками та ще захопленими словами героя криловской байки:

"Куди на вигадки природа щедрий."