Оплодотворение.

Пыльцевые зерна, тем или иным образом попавшие на рыльце, - прорастают. Прорастание пыльцы начинается с разбухания зерна и образования пыльцевой трубки из вегетативной клетки. Пыльцевая трубка прорывает оболочку в более тонком ее месте – так называемой апертуре. Кончик пыльцевой трубки выделяет специальные вещества, размягчающие ткани рыльца и столбика. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит ядро вегетативной клетки и генеративной, которая делится и образует два спермия. Через микропиле семязачатка пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок, там она разрывается, и ее содержимое изливается внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, которая затем дает начало зародышу семени. Второй спермий сливается с центральным ядром, что приводит к образованию триплоидного ядра, развивающегося затем в триплоидный эндосперм. Таким образом, эндосперм у покрытосеменных триплоидный и вторичный, т.к. образуется после оплодотворения.

Весь этот процесс получил название двойного оплодотворения. Он был впервые описан русским ученым С.Г.Навашиным. (1898 г.).

3. Закономерности онтогенеза растений

Рассмотрим, преимущественно на примере злаковых, основные установленные наукой закономерности индивидуального развития (онтогенеза) растений, зависимость их роста и развития от влияния факторов внешней среды, прежде всего света и температуры.

Гипотеза Дж. Боннера

Создание клеточной теории, эволюционное учение, показавшее путь усложнения организмов по мере развития жизни, и расшифровка генетического кода, позволившая понять, как реализуется генетическая информация, обусловили возможность познания закономерностей индивидуального развития живых существ. Ученые вплотную подошли к решению вопроса о том, как в ходе онтогенеза реализуется закодированная в генотипе информация.

Наиболее удачно решается этот вопрос в гипотезе американского биохимика Дж. Боннера, разделяемой сейчас большинством биологов. Согласно Боннеру, в онтогенезе реализуется закодированная программа, состоящая из ряда подпрограмм. Каждая из них обусловливает формирование одной определенной группы признаков и свойств. После реализации первой подпрограммы включается в работу следующая генная система, ответственная за формирование другой группы признаков и свойств, за ней начинает работать третья – и так далее до завершения всего онтогенеза.

В приложении к растению, например злаковому, это выражается в следующем.

На начальных этапах онтогенеза включена подпрограмма, по которой реализуются набухание и прорастание семени, появление первых корней и листьев, растение укрепляется на земле, но питается в основном за счет веществ, запасенных в эндосперме еще на материнском организме. Затем, при включении следующей подпрограммы, начинается период образования новых листьев и корней, боковых побегов – фаза кущения (фаза розетки). На следующем этапе начинает формироваться соцветие, удлиняется стебель – фаза выхода в трубку. Позднее включаются подпрограммы образования соцветия, цветения, образования зерна, созревания.

Прохождение каждой из указанных фаз, связанных с формированием определенных признаков и свойств, строго необходимо и последовательно. Каждый следующий этап онтогенеза не может пройти ранее предыдущего, на каждом из них идет образование определенных морфологических структур, новых по сравнению с предыдущим этапом.

По таким же этапам идет развитие и растений других видов.

Изменение морфологии связано с изменением физиологических процессов и зависит от работы генетического аппарата. Чередование подпрограмм, включающих одновременное формирование ряда признаков и свойств, происходит в ответ на действие внутренних и внешних факторов; время переключения определяет длительность периода реализации каждой подпрограммы. Под действием внешних и внутренних факторов могут изменяться темпы онтогенеза, т. е. могут замедляться или ускоряться процессы прохождения фаз развития и их смены.