Stame: organo riproduttivo maschile in piante da fiore

Leggi questo articolo per conoscere lo Stame: l'organo riproduttivo maschile nelle piante da fiore!

Stame è l'organo riproduttivo maschile o microsporophyll di un fiore. Consiste di due parti, filamento e antera. Il filamento è un gambo lungo e sottile. È attaccato prossimalmente al talamo, al petalo o al tepal. Distalmente ha un'anatra. L'antera è una parte fertile più ampia della stame. Consiste di uno o due lobi di antera e, di conseguenza, le antere sono chiamate monotette o ditecose.

I due lobi dell'antera sono separati nella regione anteriore da un solco profondo ma sono collegati l'uno all'altro sul lato posteriore da un tessuto parenchimatoso sterile chiamato connettivo. Connettivo possiede un filo vascolare. Il connettivo è assente nello stame monoteto.

(a) Struttura di Anther:

È una parte fertile a forma di manopola oblunga tetragonale bilobata di stame. Ogni lobo di antera contiene due sacchi pollinici lunghi e cilindrici o microsporangi. Quindi un anitino ditecoso è tetrasporangiato mentre lo stame monoteo è bisporangiato. Raramente, un lobo di antera ha solo un microsporangium, ad esempio, Wolffia o c'è solo un microsporangium per antera, ad esempio, Arceuthobium. I quattro microsporangi di un'animale si trovano ai suoi quattro angoli.

Corrono parallele l'una all'altra. I due microsporangi di un lobo antero sono separati l'uno dall'altro da una scanalatura poco profonda all'esterno e da una striscia di tessuto parenchimatoso sterile internamente. Tutti i microsporangi sono coperti all'esterno da un'epidermide comune ben definita di antera.

Le cellule dell'epidermide spesso si allungano e si restringono alla maturità. I microsporangi si sviluppano ipodermicamente in antera da strisce di cellule archesporiali, cioè lo sviluppo di microsporangi è eusporangioso. Le cellule archesporiali si dividono periclinalmente per formare cellule parietali sub-epidermiche esterne e cellule sporogene interne. Le cellule parietali si dividono ulteriormente dalle pareti periclinali per produrre una parete microsporiale a 3-5 strati costituita da endotelio, strati intermedi e tapetum.

microsporangium:

Un microsporangium o futuro sacco di polline è un sacco cilindrico che appare circolare nella sezione trasversale. Consiste di due parti, parete esterna e tessuto sporigeno omogeneo centrale. La parete microsporangiata ha quattro tipi di strati epidermici (copertura di antere comuni), endotelio, 1-3 strati intermedi e tapetum.

I tre esterni svolgono la funzione di protezione nella giovane antera e meccanismo di deiscenza nell'antide matura. Sia l'endotelio che il tapetum sono costituiti da cellule più grandi. In un tipico antera le cellule endoteliali sviluppano addensamenti fibrosi di cellulosa sulle pareti interne e radiali e diventano morte.

A causa della presenza di ispessimenti fibrosi, l'endotelio è anche chiamato strato fibroso. Nel solco poco profondo presente tra i due microsporangi di un lobo antero le cellule ipodermiche che si trovano a livello dell'endotelio rimangono a parete sottile. Costituiscono lo stomium o la linea di deiscenza.

Le cellule degli strati intermedi degenerano per fornire nutrimento alle cellule madri dei microspori in crescita. Le cellule tapetali si allargano radialmente e si riempiono di contenuti protoplasmatici densi e di sostanze nutritive. Diventano multinucleati o il loro nucleo diventa poliploide a causa dell'endoploidia. Il tapetum è di due tipi: ameboide (= invasiva, periplasmodium) e secretoria (= ghiandolare, parietale).

Nel tipo ameboide le cellule tapetali si fondono per formare un plasmodium o periplasmodium perché passa tra le cellule sporogene per nutrirle. Le cellule del tapeto secretorio rilasciano sostanze sulle cellule sporogenee per la loro crescita e differenziazione. Alla fine entrambi i tipi di tapetum degenerano.

Tapetum ha un certo numero di funzioni: (i) nutrimento delle cellule madri microspore in via di sviluppo e grani di polline, (ii) produce granuli Ubisch ricchi di lipidi contenenti sporopolenina per la formazione di esine, pollenkitt (copertura oleosa, appiccicosa di lipidi e carotenoidi) in caso di polline entomofilo, proteine ​​speciali per i grani di polline per riconoscere la compatibilità e l'ormone IAA. (iii) secerne enzimi come la callasi responsabile della degradazione del muro dell'isolato intorno al polline tetrado.

(b) Microsporogenesi (sviluppo di granuli di polline):

Il tessuto sporigeno riempie l'intero interno di un microsporangium. Le sue cellule si dividono con la crescita di antera e aumentano il loro numero. Alla fine vengono trasformati in cellule madri microspore o polline (PMC). Questi ultimi sono diploidi, cioè possiedono due genomi o gruppi di cromosomi.

Le cellule madri microspore oi microsporociti sviluppano uno strato interno di callose (β-1, 3 glucano) che rompe le connessioni plasmodali tra loro. Le cellule madri separate si arrotondano e si sottopongono alla meiosi per produrre tetradi di microspore aploidi o grani di polline.

Il fenomeno è chiamato micro-sporogenesi. I grani di polline di una tetrade crescono e si separano l'uno dall'altro. Di solito la disposizione di microspore in un gruppo tetradico è tetraedrica (il tipo più comune) o iso-laterale. Tuttavia, si trovano anche tetradi decussati, lineari e a forma di T (Fig. 2.5). In Aristolochia elegans, sono stati registrati tutti i cinque tipi di tetradi.

Per lo più, tutti i 4 nuclei in una tetrade rimangono funzionali per formare 4 microspore. Tuttavia, in Сурегасеае, solo una funzione e, quindi, solo un microspore invece di 4 è formata da una meiosi. In alcuni casi, tutti e 4 i pollini rimangono attaccati formando grani di polline composti come Juncus, Jatropha, Typha.

In Calotropis e nelle piante collegate tutti i grani di polline di un lobo antero rimangono uniti in un unico sacco chiamato pollinio. Due masse polliniche di antere adiacenti sono attaccate per produrre un traduttore. Polyspory è l'occorrenza di più di quattro spore in una tetrade. Fino a 11 microspores sono osservati in una "tetradina" in Cuscuta.

Deiscenza di Antera:

L'antera matura si asciuga. La striscia sterile presente tra le due sacche di polline di ciascun lobo di antera si disintegra per formare un'unica cavità. Pertanto, l'antera matura ha solo due cavità o una teca, con una teca in ogni lobo dell'antera. Con la perdita di acqua le cellule morte differenziate dell'endotelio si contraggono dalle loro pareti sottili esterne.

Questi ultimi diventano concavi. Porta le loro pareti radiali esterne più vicine. Di conseguenza l'endotelio accorcia e rompe la parete del lobo antero nella regione dello stomo. La linea di deiscenza è longitudinale in questi casi, ad esempio la senape. Linea di deiscenza e grani di polline possono essere osservati posizionando un dito sopra l'antera matura. Una linea di polvere giallastra di granuli di polline apparirà al dito.

Lo stesso può essere posizionato sopra una goccia d'acqua presa su un vetrino e osservata al microscopio. Le spore esposte sono raccolte da varie agenzie per l'impollinazione. Il degrado locale del muro si verifica in altri tipi di deiscenza come le valvole in Barberry, i pori in Solanum e la rottura irregolare in Najas.

(c) Struttura del polline (figure 2.6-8):

È globalmente di contorno, anche se si trovano anche molte altre forme. Il diametro è 25-50 μm. C'è un muro altamente resistente all'esterno e contenuti cellulari all'interno. Il suo citoplasma è ricco di amido e oli insaturi. Questi ultimi proteggono i cromosomi dai danni da radiazioni.

Il protoplasto del grano pollinico è uni- nucleato all'inizio ma al momento della liberazione diventa 2-3 cellule. La parete o la copertura del grano pollinico è chiamata sporoderma. Ha due strati, esterno esino e intimo interiore. Intine è di natura pecto-cellulosica. In posti contiene proteine ​​enzimatiche (Knox e Heslop-Harrison, 1971). Exine è costituito da una sostanza grassa altamente resistente chiamata sporopollenina (Zelisch, 1932). La sporopollenina non viene degradata da alcun enzima.

Non è influenzato da alte temperature, acidi forti o alcali forti. A causa della sporopollenina, i grani di polline sono ben conservati come microfossili. A posti, l'exina possiede proteine ​​per reazioni di enzymatic e compatibilità. Exine è differenziato in ecktexine esterno (sexine) e endexine interno (nexine). Ektexine è inoltre costituito da uno strato interno continuo del piede, uno strato centrale di bacilli discontinuo e il più esterno tettone discontinuo.

Il Tetto fornisce una caratteristica scultura o disegni sulla superficie del grano pollinico, ad es. Creste, tubercoli, spine, reticoli. Può aiutare gli esperti a identificare i grani di polline e riferirli alla loro famiglia, genere o specie. Lo studio della morfologia esterna dei grani di polline maturi è chiamato palinologia.

Nei grani di polline impollinato da insetti l'esino è spinoso e ricoperto da uno strato viscoso e vischioso giallastro chiamato pollenkit. Pollenkit è costituito da lipidi e carotenoidi. In alcuni punti l'esino è magro o assente. Le aree possono avere addensato intestino o deposizione di callose. Si chiamano pori germinali (se arrotondati) o solchi germinali (se allungati). I grani di polline sono generalmente tricolpati (con tre pori germinali) in dicotiledoni e monocolpato (con singolo solco germinale) in monocotiledoni.

Viabilità del polline:

È il periodo in cui i grani di polline mantengono la capacità di germinare. La vitalità del polline è scarsa nei fiori che sono impollinati in condizioni di germogliamento. È di 30 minuti in riso e grano. In altri il periodo di vitalità è lungo, persino mesi in alcuni membri delle rosacee di famiglia, delle leguminose e delle solanacee. Tuttavia, dipende dalle condizioni ambientali di temperatura e umidità. È possibile conservare i grani di polline per anni in azoto liquido (- 196 ° C) in banchi di polline per un uso successivo nei programmi di selezione vegetale.

Allergia ai pollini:

I grani di polline sono prodotti in gran numero, specialmente nelle specie anemofile. Galleggiano nell'aria e penetrano nei tratti respiratori. Alcuni individui sviluppano allergia a loro, producendo disturbi respiratori come la rinite, l'asma e la bronchite - allergia bronchiale. (Febbre da fieno) Il maggior contributo all'allergia ai pollini è l'erba di carota, il Partenone.

È entrato in India come contaminante del grano importato, ma si è diffuso in tutte le parti del paese. Chenopodium, Amaranto, Sorgo, Ricinus, Prosopis, Cynodon sono altre fonti comuni di allergia ai pollini. Poiché diverse piante producono granuli di polline in diverse stagioni, è possibile scansionare i calendari pollinici dell'atmosfera e individuare la reazione allergica a particolari piante.

Prodotti pollenici:

I grani di polline, in particolare quelli raccolti dalle api, vengono utilizzati per una varietà di scopi come la cura della natura, i cosmetici e come integratori alimentari. Si crede che i grani di polline siano ricchi di nutrienti (proteine ​​7-26%, carboidrati 24-48%, grassi 0, 9 - 14, 5%). Sono presi come compresse di sciroppi per migliorare la salute, migliorare le prestazioni di atleti e cavalli da corsa.

(d) Struttura e sviluppo del Gametofito Maschile (Microgametogenesi; Fig. 2.9):

Sviluppo preimpollinazione:

Il grano di polline o il microsporo è la prima cellula del gametofito maschile e rappresenta il gametofito maschile immaturo. Lo sviluppo del gametofito maschile è precoce, cioè inizia all'interno del sacco microsporangium o pollenico. Quando è stato formato il grano microscopico o pollinico giovane ha un nucleo centrale inserito in un citoplasma denso coperto da membrana plasmatica. Cresce di dimensioni con l'afflusso di sostanze nutritive. I vacuoli si sviluppano e determinano una rapida crescita del grano pollinico.

I vacuoli spingono il nucleo del grano pollinico da un lato vicino al muro. Il protoplasto quindi si divide mitoticamente per formare due cellule diseguali: una piccola cellula generativa e una grande provetta o cellula vegetativa. Uno strato di callosa si sviluppa attorno alla cellula generativa che separa la cellula dalla parete del polline. Più tardi, l'iso si dissolve e la cellula generativa nuda giunge a giacere liberamente nel citoplasma della cellula tubolare.

La cellula tubolare ha un citoplasma vacuolato che è ricco di riserve alimentari (amido, proteine, grassi con acidi grassi per lo più insaturi) e organelli cellulari. Il suo nucleo diventa grande e irregolare. La cellula generativa è a forma di fuso a forma sferica con sottile citoplasma denso che circonda un nucleo prominente.

In alcune specie la cellula generativa si divide in due gameti maschili non mobili prima della deiscenza di antera e del rilascio dei grani di polline. Pertanto, al momento dell'impollinazione, il chicco pollinico è a 2 celle (cella tubolare + cellula generativa, presente in oltre il 60% delle piante da fiore, per lo più dicotiledoni) o a 3 celle (cella tubolare + due gameti maschili).

Sviluppo post-impollinazione:

Sullo stigma, il grano di polline compatibile assorbe acqua e sostanze nutritive dalla secrezione stimmatica attraverso i suoi pori germinali. Il tubo o la cellula vegetativa si ingrandisce. Esce dal grano pollinico attraverso uno dei pori germinali o solchi germinali per formare un tubo pollinico. Il tubo pollinico è coperto da in-tine.

È stato segnalato da un matematico italiano Amici (1824) a Portulaca. Esso secerne le pectinasi e altri enzimi idrolitici per creare un passaggio per esso nello stile se quest'ultimo è solido. Il tubo pollinico assorbe il nutrimento dalle cellule dello stile per la sua crescita.

Il nucleo del tubo scende fino alla punta del tubo pollinico. Anche la cellula generativa (oi suoi prodotti) vi passa. Si divide presto in due gameti maschili non mobili se non è già diviso. Ogni gamete maschile è lenticolare a un contorno sferico. Ha un grande nucleo che è circondato da una sottile guaina di citoplasma. Ogni gamete maschile è considerato come una cellula. Il nucleo del tubo potrebbe degenerare completamente.

Il tubo pollinico è ghiandolare, secretoria e assorbente. Ha (i) zona di crescita alla punta (blocco del cappuccio) con citoplasma denso attivo ricco di vescicole, (ii) Zona nucleare contenente nucleo del tubo e gameti maschili, (iii) Zona di vacuolizzazione ricca di citoplasma vacuolato tra citoplasma attivo e inattivo con una serie di spine callose per separare il citoplasma inattivo più vecchio.

Il sondino del polline non porta solo gameti maschili, ma secerne anche gli ormoni e assorbe il cibo dallo stile. Un granello di polline con un tubo pollinico che porta gameti maschili rappresenta un gameto-feto maschile maturo. È composta da 3 cellule (una cellula tubolare + 2 gameti maschili) e 3 strutture nucleate formate da due divisioni mitotiche.