Двойное оплодотворение

Видео: Двойное оплодотворение цветковых растений

Зерна пыльцы, попавшие на рыльце тем или другим способом, начинают прорастать. Зерно разбухает, образуется пыльцевая трубка из вегетативной клетки. Таким образом, начинается прорастание. Оболочка прорывается в наиболее тонком месте пыльцевой трубкой. Из кончика трубки выделяются специальные вещества. Они размягчают ткани столбика и рыльца.

Ядро генеративной и вегетативной клетки переходят в пыльцевую трубку. Генеративная клетка делится и формирует два спермия. Сквозь микропиле (отверстие в оболочке) семязачатка происходит проникновение пыльцевой трубки в зародышевый мешок. Внутри мешка трубка разрывается, и все ее содержимое выливается.

Затем происходит слияние с яйцеклеткой одного из спермиев. Таким образом, формируется зигота, дающая впоследствии начало семенному зародышу. Вместе с этим происходит слияние второго спермия с центральным ядром. Это приводит к формированию триплоидного ядра, переходящего в последствии в триплоидный эндосперм, который является вторичным.

Весь вышеописанный процесс называется «двойное оплодотворение у цветковых растений».

Антиподы и синергиды (полярные ядра в зародышевом мешке) после завершения процесса растворяются, а интегументы (покровы) образуют семенную кожуру.

Двойное оплодотворение у растений было открыто русским ученым С. Г. Навашиным.

В ходе этого процесса ядра в зародышевом мешке, как правило, намного крупнее, чем ядра спермиев, что обусловлено нахождением первых в интерфазе (промежуточной фазе). При этом состояние и форма ядер зародышевого мешка могут изменяться. Так, у некоторых сложноцветных они могут быть удлиненными, иногда извитыми, не имеющими ядрышек. Как правило, спермии представлены в виде округлых интерфазных ядер с ядрышками, в некоторых случаях не имеющие отличие от структуры женских ядер.

Видео: Урок №15 "Опыление. Двойное оплодотворение"

Двойное оплодотворение может быть двух видов в зависимости от характера объединения женских и мужских ядер.

Так, при премитотическом процессе происходит погружение ядра спермия в женское ядро, где происходит деспирализация (раскручивание) хромосом. При этом объединение наборов хромосом обоих ядер осуществляется в интерфазе.

Постмитотическое двойное оплодотворение представляет собой вступление женского и мужского ядра, сохраняя оболочки, в профазу, которая завершается их объединением. Образование интерфазных ядер, которые содержат хромосомные наборы, происходит после того, как пройдет первое митотическое деление в зиготе.

При двойном оплодотворении в яйцеклетке происходит слияние двух гаплоидных (содержащих половинные наборы хромосом) ядер, поэтому зиготное ядро диплоидно (с полным набором хромосом).

Видео: Ботаника: Двойное оплодотворение ч2

В зависимости от числа полярных ядер, содержащихся в центральной клетке, формируется число хромосом ядер эндосперма.

Двойное оплодотворение способствует проявлению преобладающих признаков в эндосперме семян (гибридных) эндосперма от отцовского растения. При проникновении в зародышевый мешок нескольких пыльцевых трубок, в процессе участвуют спермии из первой трубки, в остальных трубках спермии дегенерируют. Двойное оплодотворение двумя спермиями встречается крайне редко.

Видео: Спорогенез, гаметогенез, двойное оплодотворение

В ходе нескольких эмбриологических исследований с использованием различных представителей покрытосеменных (сложноцветных, лютиковых, лилейных) Навашиным была доказана принадлежность эндосперма, как и зародыша, к половому процессу у цветковых растений. Данное явление свойственно только покрытосеменным представителям растительного мира.

Необходимо отметить, что работа Навашина позволила внести ясность в вопрос о происхождении эндосперма. В последствии выводы ученого получили дальнейшее развитие.