植物の繁殖

地球 上に存在するさまざまな植物種の永続を保証するための基本的なステップは、繁殖です。 植物には有性生殖と無性生殖という 2 つの形式の生殖があります 。 有性生殖には 遺伝子組換え と 2 つの配偶子の結合が含まれ、これにより 種 の 遺伝的多様性 が保証されます。 無性生殖は 、同じ植物の一部が互いに同一の別の個体を生み出し、いわゆるクローンを形成することです。

有性生殖には減数分裂と受精が含まれます。減数分裂は配偶子で起こる 細胞分裂 の一種で、二倍体細胞 ( 2n ) の 染色体 の数が半分 ( n ) に減ります。受精は、2 つの一倍体配偶子が結合して二倍体接合子を形成し、二倍体の染色体数を再確立するプロセスです。このように、 減数分裂 により、受精後も染色体の数が維持されます。

植物では、このタイプの生殖は 世代交代 の現象に関連しています。つまり、植物はライフサイクル全体を通じて、配偶体 ( n ) と呼ばれる一倍体の段階を経て、 胞子体 ( ) として知られる二倍体の世代と交代します。 2n )。配偶子の生産は 配偶体 で行われ、そこで雄の配偶子が雌の配偶子と結合して接合子を形成し、胞子体が生じます。減数分裂を通じて、胞子体は胞子を生成し、それが新しい配偶体を生じさせ、サイクルを完了します。世代交代の詳細は、植物の主要なグループを定義するのに役立ちます。

コケ植物 では、優勢な世代は配偶体です。土壌中で発芽すると、胞子は配偶体を生成します。配偶体は通常、頂端領域にアルケゴニア（雌の配偶子の生成部位）とアンテリディア（雄の配偶子の生成部位）を持ちます。雌の配偶子はオースフェアと呼ばれ、アンテロゾイドは鞭毛のある雄の配偶子です。配偶子は有糸分裂によって生成され、配偶体と同様に一倍体です。雨や霧雨が降った後は、施肥が行われる場合があります。雄の配偶体の頂点に達する 水滴 は、花肉類を植物の外に放出し、雌の配偶体に落ちると、大気圏まで泳ぎ、受精が起こり接合子を形成します。胞子は減数分裂によって莢膜として知られる構造内に形成されます。カプセルが開くと胞子が放出され、地面に落ちると発芽して配偶体が形成されます。これが成長して成熟し、 コケ のライフサイクルが再開されます。

種のない維管束植物 （ シダ植物 など）では、配偶子（配偶子生産部位）は、配偶子を支える肥沃な茎である配偶子と呼ばれる特殊な構造に由来します。配偶体は単性であり、配偶体の上部に応じて雄と雌を簡単に識別できます。雄管は上部が円盤状の配偶子で形成され、卵球は傘のような形をした配偶子から始まります。受精後、配偶体上に胞子体が形成されますが、時間の経過とともに胞子体は変性します。コケ植物と種なし維管束植物の両方において、雄の配偶子には鞭毛があるため、受精は水に大きく依存します。

裸子植物 では、受精後、 種子 が形成されます。この種の植物は、同じ個体または別の植物内に雄（小胞子嚢）および雌（大胞子嚢）の支胞子を存在し、これらの構造はそれぞれ小胞子および大胞子の生成に関与します。裸子植物と被子植物の両方で、胞子は胞子体に保持され、種のない維管束植物の場合のように放出されません。各小胞子は、花粉粒としても知られる雄性配偶体を生じさせます。これは非常に小さな構造で、わずか 4 つの細胞で構成されており、胞子壁によって保護されています。女性のストロビリには、大胞子嚢を保護する外皮と呼ばれる被覆組織があります。外皮には小門と呼ばれる開口部があり、そこを通って花粉粒が侵入します。大胞子嚢の内部には、核 ( 2n ) として知られる栄養価の高い組織と、減数分裂を経て 4 つの一倍 体細胞を生じさせる二倍体 細胞があり、そのうちの 3 つは退化して 1 つだけが生存します。

受粉は 、花粉が小胞子嚢から放出され、風によって運ばれることで起こります。大胞子は胚珠内で発達し、雌の 配偶体 を形成し、小門に近い領域で卵球を含む始原体に分化します。花粉粒は発芽し、花粉管と呼ばれる長い構造を形成し、始原体に向かって成長します。花粉粒内の細胞の 1 つである生殖細胞は、 有糸分裂 によって分裂し、2 つの雄性配偶子を形成します。これらの細胞は花粉管に侵入し、そのうちの1つが卵球で受精して接合子を形成し、もう1つが退化します。

接合子は胚に成長し、巨大配偶体の内部に残ります。これにより、栄養の蓄えが蓄積され始め、その周りに硬い殻が発達します。これらの構造により種子が形成され、成熟すると種子が放出されます。地面に落ちると、条件がよければ種子は発芽して新しい植物を生み出し、サイクルが再開されます。

被子植物では花や果実が現れます。花にはさまざまな大きさや色があり、香りがあったり、ハエや カブトムシ を引き寄せる悪臭を放つこともあります。それらは単独またはグループで見られ、後者は 花序 と呼ばれます。果物もさまざまな形、色、大きさを示します。ほとんどの果物の中に種が入っています。それらは、 昆虫 、 鳥 、 魚 、 哺乳類 などの多くの動物によって消費され、したがって種子の散布にとって重要であり、 被子植物 による環境の占有に貢献しました。

被子植物の生活環は、裸子植物で観察されるものと似ています。 柱頭 に付着した後、 花粉 粒は花粉管を形成し、そこを通って雄性配偶子が胚珠に向かって輸送されます。花粉管は柱頭内で成長し、花柱を横切り、子房の中にある胚嚢（巨大配偶体）の開口部に達します。胚のうは 8 つの細胞で構成されており、大胞子母細胞からの減数分裂によって生じます。これらの細胞の中で、卵圏と 2 つの極核は注目に値します。

重複受精は 被子植物に存在する生殖過程ですが、研究では 裸子植物 の一部の種でも起こることが示されています。このプロセスは、雄性配偶子の一方による卵球の受精で胚が形成され、もう一方の配偶子が 2 つの極核に結合して、 発芽 中に胚に栄養を与える内乳または卵白と呼ばれる三倍体組織 ( 3n ) を形成することで構成されます。 。 胚嚢内の他の細胞は変性します。受精後、子房 (および特定の状況では他の追加の花構造) が成長して 果実 を形成し、その中に胚珠の発育に由来する 種子 があります。

参考文献:

レイブン、P. Evert、RF & アイヒホルン、SE、2007。植物生物学。第7版リオデジャネイロ：グアナバラ・クーガン、830 p。