Plantereproduktion er et sæt af processer, der fører til en stigning i antallet af individer af en bestemt art ; planter har aseksuel , seksuel og vegetativ (ukønnet og seksuel reproduktion kombineres i begrebet generativ reproduktion ). Studiet af forskellige aspekter af reproduktion er genstand for reproduktionsbiologi [1] .
| Type af reproduktion | Genetisk grundlag | Underliggende processer | Typer af diasporer (det vil sige begyndelsen af nye individer) |
|---|---|---|---|
| Vegetativ | Den oprindelige ploiditet er bevaret | Regenerering | Fragmenter af vegetative organer, yngellegemer og knopper |
| Generativ: a) aseksuel reproduktion; b) seksuel formering og seksuel reproduktion c) frøformering |
Dobbelt ændring i ploiditet i løbet af livscyklussen | Meiose (aseksuel) Seksuel proces (seksuel) |
Meiosporer Gameter Frø og frugter |
Aseksuel reproduktion adskiller sig fra vegetativ reproduktion ved, at under vegetativ reproduktion modtager datterindividet, genetisk identisk med moderen ( klon ), nødvendigvis et fragment af moderens organisme, da det er dannet af det [2] ; Dette sker ikke med aseksuel reproduktion.
Generativ reproduktion er baseret på vekslen mellem to nukleare faser - haploid og diploid . Denne veksling skyldes to alternative processer - befrugtning og reduktionsdeling (meiose). Hos planter kaldes den haploide fase, der danner de haploide kønsceller, for gametofytten , og den diploide fase, der danner de haploide sporer , hvorfra gametofytterne udvikler sig, kaldes sporofytten . Sporofytten og gametofytten kan enten adskille sig fra hinanden morfologisk ( heteromorf livscyklus ), eller være af samme struktur ( isomorf livscyklus ) [3] .
Forskellen mellem seksuel reproduktion og seksuel reproduktion er, at i det første tilfælde dannes et enkelt sporofytembryo på gametofytten, og i det andet tilfælde flere. De fleste planter formerer sig seksuelt [3] .
Hos alger udføres vegetativ reproduktion på tre hovedmåder:
Hos kiselalger består den vegetative formering i delingen af modercellen, hvor hver dattercelle arver en af moderskallens klapper og fuldender den manglende [5] . Nogle brunalger til vegetativ formering er specielle, der let kan knækkes af korte grene (slægten Sphacelaria ) [6] . [4] har også ynglegrene .
Næsten alle højere planter er i stand til vegetativ formering [2] . Dette skyldes deres høje regenerative kapacitet, som er baseret på tilstedeværelsen af meristemer og evnen af levende celler af permanente væv til at dedifferentiere [4] .
Der er tre hovedtyper af vegetativ formering:
Partikulering består i opsplitning af en plante i fragmenter - partikler på grund af døden af den centrale del af rodsystemet og den stærkt lignificerede base af skuddet ( caudex ) (ofte er jordstængler også partikelformede ). Separerede partikler har stilke og rødder og er i stand til at eksistere selvstændigt. Normalt, men ikke altid, forekommer partikler i gamle planter [4] .
Partikler findes i nogle buske og flerårige urteagtige planter : malurt , rygsmerter , wrestler , lærkespore , anemone [4] .
SarmentationUnder sarmentering adskilles nye individer fra moderplanten efter deres forankring, det vil sige overgangen til selvstændig eksistens [7] .
Sarmentering omfatter reproduktion ved lagdeling (rodfæstede grene adskilt fra moderplanten), skud , der roder ved knuderne , stoloner , vipper og overskæg (vipper, i modsætning til overskæg, har veludviklede blade ). Derudover kan rhizom deltage i vegetativ formering efter sarmenteringstype (nye skud dannet fra knopper på rhizomet slår rod, og rhizomet dør mellem dem; dette sker f.eks. hos Ivan Chai ) og overvintrende knopper . Endelig omtales reproduktion med rodafkom som sarmentation - skud, der har udviklet sig på roden fra en adnexal knop [7] .
Vegetativ diasporiaFragmenter af skud, modificerede organer såvel som specialiserede diasporaer deltager i den vegetative diasporia. Denne metode giver det største antal afkom og effektiviteten af dets genbosættelse [8] .
Eksempler på planter, der formerer sig ved fragmenter af skud, er pil og elodea . Aktiv reproduktion sker ved hjælp af knolde , løg , knolde , rodkegler. Ferskvands andemad formerer sig ekstremt effektivt med phylloclades (blade) [8] .
I nogle planter udføres vegetativ formering ved hjælp af adnexale knopper ( aspid officinalis , nogle typer kerne osv.). I akserne på tigerliljens blade dannes blomsterstanden af blågræs , de løgformede løg , små løg og knuder - begyndelsen på metamorfoserede skud [8] .
Højt specialiserede diasporaer er rhizomatøse aksillære knopper af nogle anemonearter (f.eks. Anemone flucciola ), knoprodsknolde af spring chistyak [8] . Med dens dannelse dannes ikke kun en nyre, men også en rod, hypertrofieret på grund af ophobning af reservestoffer. Besynderlige yngellegemer er til stede i levermosen marchantia , der udvikler sig på særlige udvækster af thallus -yngelkurvene. Mange bladmoser har også særlige ynglestrukturer [9] .
En separat type vegetativ diasporia er levende fødsel eller viviparia . I tilfælde af en falsk levende fødsel udvikles miniatureplanter på moderplantens vegetative organer, som har alle de vegetative organer. Sådanne knopper udvikler sig på bladene af bryophyllum og Kalanchoe , nogle bregner (for eksempel viviparøse ossikler ). Ved ægte levende fødsel spirer embryoet indeholdt i frøet direkte på moderindividet , som i nogle mangrovetræer , for eksempel rhizophora [10] .
Knolde af forårschistyak ( Ranunculus ficaria )
Avlslegemer på thallus af Marchantia polymorpha
Blomsterknopper med rødder på blade af Kalanchoe daigremontiana
Liljeløg ( Lilium bulbiferum ) i bladaks
Løg i blomsterstand løgformet blågræs ( Poa bulbosa )
Fuldt dannet frøplante på moderplanten til rhizophora Rhizophora racemosa
Aseksuel reproduktion af planter udføres af haploide sporer - aplanomeiosporer . De er dannet i specielle organer - sporangier . Hos alger er sporangier i de fleste tilfælde encellede (kun hos nogle alger er sporangier flercellede, men ikke differentieret til væv) [11] .
| Plantens generative organer: archegonium (øverst) og antheridium (nederst) |
Hos højere planter er sporangier flercellede, deres celler er differentierede. De fertile celler udgør archesporium , et sporogent væv, mens de ydre sterile celler udgør den beskyttende væg. Fra de ydre celler i archesporium dannes et foringslag - tapetum , som spredes danner periplasmodium . Næringsstofferne i det bruges på dannelsen af sporer [11] .
Archesporium-celler, der deler sig ved mitose , giver anledning til sporocytter , som ved at dele sig ved meiose danner tetrader af sporer [12] .
Sporer er dækket af en to- eller tre-lags membran - sporoderm . Sporer er lette, rige på cytoplasma , har en stor kerne , pro plastider ; reservestoffer er ofte repræsenteret af fedtstoffer [13] .
Gametofytter ( vækster ) udvikler sig fra sporer [14] . I tilfælde af isosporøse planter er alle sporer lige store. Dette fænomen kaldes isospore [15] . Med heterosporia dannes sporer af forskellige størrelser. Større sporer ( megasporer ) giver ophav til hunlige gametofytter, og mindre ( mikrosporer ) til mandlige; sådanne planter kaldes heterosporøse [16] .
Grundlaget for seksuel reproduktion (eller reproduktion) er den seksuelle proces - sammensmeltningen af mandlige og kvindelige kønsceller. De organer, der danner dem - antheridia og archegonia - udvikler sig på planter af den seksuelle generation - gametofytter. Hos alger (med undtagelse af characeae [17] ) er de encellede, hos højere planter er de altid flercellede, ligesom sporangier [14] .
De indre fertile celler i antheridium udgør det spermatogene væv, der danner de mandlige kønsceller (spermer). Den typiske modne archegonium består af en udvidet mave og en smal hals fyldt med cervikale tubulære celler . I evolutionsprocessen er antallet af fertile celler blevet reduceret til et enkelt æg . Befrugtning er intern, i abdomen af archegonium. Den resulterende zygote er den første celle i sporofytten [18] .
Ovenfor er det mest almene kendetegn ved planters seksuelle formering; på samme tid har den i individuelle grupper af planter sine egne væsentlige træk.