Jak se tvoří semena a proč je některé plody nemají

Abychom tomuto fenoménu plně porozuměli, je nutné podívat se na proces tvorby semen u rostlin, včetně mechanismů opylování, oplození a zralosti semen. Jen tak budeme schopni vidět úplný obraz toho, co se děje, a vyřešit záhadu. A na konci článku najdete seznam odrůd bezsemenných a nízkosemenných plodin pro vaše záhony.

Jak rostliny tvoří semena?

Semena jsou produktem procesu opylování v rostlinách. Když se pylové zrno (samčí reprodukční buňka) dostane k prašníku (samičímu orgánu), dochází k oplození a začíná proces tvorby semen.

Po oplodnění dochází k vytvoření embrya a vývoji semene uvnitř plodu. Embryo obsahuje budoucí rostlinu a je obklopeno plodovou membránou, která mu poskytuje ochranu a výživu.

K tvorbě samčích a samičích zárodečných buněk v rostlinách dochází během procesu sporogeneze, což je tvorba spor ve sporangii. Výtrus je reprodukční buňka používaná k reprodukci a šíření.

Podívejme se na tento proces na příkladu krytosemenných rostlin.

Tvorba samčích zárodečných buněk

Proces začíná v samčích orgánech květu – tyčinky, kde se tvoří sporangia obsahující mikrospory. Tento proces se nazývá mikrosporogeneze.

V prašníkových komorách se diploidní (obsahující dvě sady 2n chromozomů) kmenová buňka dělí meiózou a vytvoří 4 haploidní (obsahující jednu sadu n chromozomů). Meióza je proces tvorby pohlavních buněk. V důsledku meiózy se buňka dvakrát dělí a tvoří čtyři haploidní zárodečné buňky.

Jádro každé mikrospory se dělí mitózou. Mitóza je typ buněčného dělení, ke kterému dochází během růstu a vývoje organismu. Vznikají dvě haploidní jádra: vegetativní a generativní.

Každé pylové zrno se tedy skládá z vegetativních a generativních buněk a je pokryto dvěma slupky, které jsou nerozpustné v kyselinách a zásadách. Z generativní buňky se mitózou vytvoří dvě spermie. K tomuto procesu může dojít později, souběžně s klíčením pylových zrn při oplodnění.

Mnoho pylových zrn tvoří pyl rostliny. Pyl dozrává v době, kdy se květ otevře. Vývoj pylu vede k rozšiřování pylových komůrek. Jejich stěny se protrhnou a pyl se vysype.

Tvorba ženských zárodečných buněk

V samičím orgánu květu, pestíku, se tvoří samičí reprodukční buňky.

Vajíčka se tvoří ve vaječnících pestíku. U různých druhů rostlin se jejich počet pohybuje od jednoho do několika desítek.

Vajíčko se tvoří z výrůstků ovariální stěny. Na jednom konci je připevněna ke stěně vaječníku, odkud do ní vstupuje cévní svazek, který dodává živiny pro růst a vývoj. Na druhé straně se vytvoří otvor – pylový průchod.

Uvnitř vajíčka se z diploidní kmenové buňky prostřednictvím meiózy vytvoří haploidní megaspora a tři vodící tělíska. Z megaspory vzniká zárodečný vak. Vodící tělesa odumírají.

Tvorba zárodečného vaku

Jádro megaspory se dělí mitózou. Výsledná dvě jádra se rozcházejí na opačné konce, ale k buněčnému dělení nedochází. Vznikne binukleární buňka. Jádro se mitózou ještě dvakrát rozdělí a vznikne osmijaderná buňka. V důsledku toho se na každém konci vytvoří skupina čtyř jader. Jeden z každé skupiny se přesune do středu, kde se spojí a vytvoří diploidní centrální jádro zárodečného vaku.

Zralý samičí gametofyt krytosemenného obsahuje šest haploidních a jednu diploidní buňku.

Opeření

Pylová zrna se šíří z mikrosporangia a dostávají se do samičího orgánu květu (stigma) větrem, hmyzem nebo jinými přenašeči.

Оплодотворение

Když pylové zrno dosáhne blizny, začne klíčit a vytvoří pohlavní trubici, která pronikne bliznou a dosáhne vajíčka. Poté dojde ke splynutí samčích a samičích reprodukčních buněk, čímž vznikne zygota, která se nejprve rozdělí na dvě buňky, poté se každá buňka rozdělí na další dvě atd. V důsledku opakovaného dělení vzniká zárodek nové rostliny. Zygota je diploidní buňka vytvořená v důsledku oplodnění.

Vývoj semen

Zygota se vyvine v embryo, které se zase vyvine v semeno. Kolem embrya je endosperm, který obsahuje rezervní živiny pro vývoj embrya a počáteční růst rostliny. Kolem embrya a endospermu se tvoří ochranné membrány, které tvoří semeno.

Zrání a distribuce semen

Semeno dozrává a může být uvolněno z rostliny, připravené k šíření. K tomu může dojít různými způsoby, včetně šíření větrem nebo zvířat a také vodní dopravy.

Proč některé plody nemají semena?

Vraťme se však k otázce, která nás zajímá: jak se stane, že se celý tento proces naruší a objeví se bezsemenné plody?

Existuje několik důvodů pro výskyt bezsemenných plodů v přírodních podmínkách. Pokud například rostliny nejsou z nějakého důvodu opylovány, pak se v plodech netvoří semena. Nebo se někdy začne tvořit semeno, ale během toho narazí na nepříznivé podmínky prostředí a zemře. Dalším důvodem je genetická mutace. Některé rostliny mohou mít genetické mutace, které brání produkci semen, ale neovlivňují produkci ovoce.

Ovoce a zelenina bez pecek je na pultech obchodů již delší dobu. Odkud se ale v takovém počtu vzali a jak se nyní rozmnožují?

Některé odrůdy mohou být geneticky náchylné k takovým změnám a šlechtitelé mohou takovou vlastnost pouze opravit. Stalo se tak u jabloní a hrušek odrůdy Bessemyanka. Téměř všechny jejich zralé plody obsahují nedostatečně vyvinutá semena. Častěji k tomu dochází kvůli tomu, že rostlina není opylována vlastním pylem. Samčí květy jsou často sterilní.

Existuje také fenomén partenokarpie, kdy rostliny podstupují „panenské oplození“ bez opylení s tvorbou plodů bez semen nebo obsahujících „prázdná“ semena bez embryí. Existuje vegetativní a stimulační partenokarpie. V prvním případě se tvoří plody bez opylení, ve druhém je k tvorbě plodů zapotřebí dráždění blizny cizím pylem. Pyl některých odrůd jablek tedy může způsobit partenokarpii u některých odrůd hrušní. Díky partenokarpii získáváme plody s dobrou šťavnatostí, dužninou a vysokou chutí, ale to je slepá cesta evoluce.

Rostliny charakterizované vývojem pouze bezsemenných plodů se rozmnožují výhradně vegetativním způsobem. Semena takových rostlin budou dobře klíčit, ale semena nebudete sbírat ze svých záhonů. Tyto rostliny jsou často triploidní, a proto nejsou schopny pohlavního rozmnožování, protože gameta s jednou a půl sadou chromozomů nemůže existovat. Abyste v příštím roce získali bezsemenné plody, budete si muset opět koupit semena od šlechtitele nebo naklonovat rostlinu, kterou jste již vypěstovali vegetativně – vrstvením nebo řízkováním. Takové rostliny mají kromě šťavnatého ovoce několik dalších výhod. Takové plodiny nevyžadují opylovače a jsou obvykle mnohem odolnější vůči chorobám a škůdcům.

Hádanka trvalých plodů, jak se ukazuje, má různé odpovědi, od přirozených příčin až po genetické inženýrství. I když máme znalosti a technologie k provádění změn v genomu rostlin, stále čelíme mnoha záhadám souvisejícím s jejich rozmnožováním a vývojem. Objev nových aspektů fungování bezsemenných plodů a způsobů jejich rozmnožování nám otevírá nové perspektivy v zemědělství, zahradnictví a vědě obecně.

Bezsemenné odrůdy vodních melounů, okurek, rajčat a dalších plodin

Sestavili jsme pro vás seznam bezsemenných odrůd, které vás letos v létě mohou potěšit na vašich záhonech.

Oblíbené hybridy červených a žlutých bezsemenných vodních melounů

Sagi F1, Sid Zero F1, Ortal F1, Aqua Dulce F1, Kidman F1, MS 1003 F1, Titania F1, Yellow Buttercap F1, Regus F1, Ayal F1, Boston F1, Maxima F1, Premium F1, King of Hearts F1.

Oblíbené hybridy bezsemenných okurek

Zozulya F1, Duben F1, Německá F1, Přátelská rodina F1, Claudia F1, Arina F1, Emelya F1, Regina-plus F1, Moskevské večery F1, Danila F1, Roční období F1, Maryina Roshcha F1, Expedice F1, Dobrou chuť F1, Tachanka F1 .

Oblíbené odrůdy nízkosemenných rajčat

Banán, žlutá raketa, tajga, zlaté hory Medeo, Valencia, Ashley, kanadské dědictví, tulipán růžový.

Oblíbené odrůdy bezsemenných hroznů

Sweet Scarlet, Funny Fingers, Cukrová vata, Blanc Seedless, Allison, Niagara Seedless, Great Green, Magenta, Ivory, Autumn Giant, Jupiter, Sunrise Red, Arsenyevsky, Lotus, Kishmish radiant, Severské medové aroma, Yasya, Bravissimo, Lord, Avatar , Kishmish Zaporozhye, Century, Nakhodka, Halloween, Ratatouille, Bílé kuřecí srdce, Tzimus, Veles, Alenka v říši divů, Heliodor, Coachella, Spokusa, Lamborghini, Pohádka, Anapa Pearls, Louskáček, Pařížské záhady.

Oblíbené hybridy nízkosemenných lilků

Andryusha F1, Epic F1, Drakosha F1, Marcipán F1, Clorinda F1.