32.2: Kupiga mbolea na Mbolea

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza kile kinachopaswa kutokea kwa mbolea za mimea
• Eleza pollination ya msalaba na njia ambazo hufanyika
• Eleza mchakato unaoongoza kwa maendeleo ya mbegu
• Eleza mbolea mbili

Katika angiosperms, pollination hufafanuliwa kama uwekaji au uhamisho wa poleni kutoka kwa anther hadi unyanyapaa wa maua sawa au maua mengine. Katika gymnosperms, pollination inahusisha uhamisho wa poleni kutoka koni ya kiume hadi koni ya kike. Baada ya uhamisho, poleni huota kuunda tube ya poleni na mbegu kwa ajili ya mbolea ya yai. Uchafuzi umejifunza vizuri tangu wakati wa Gregor Mendel. Mendel alifanikiwa kufanya ubinafsi- pamoja na kuvuka mbelewele katika mbaazi za bustani wakati akijifunza jinsi sifa zilivyopitishwa kutoka kizazi kimoja hadi kijacho. Mazao ya leo ni matokeo ya kuzaliana kwa mimea, ambayo inaajiri uteuzi wa bandia ili kuzalisha kilimo cha sasa. Kesi katika hatua ni mahindi ya leo, ambayo ni matokeo ya miaka ya kuzaliana ambayo ilianza na babu yake, teosinte. Teosinte kwamba Mayans kale awali alianza kulima na mbegu ndogo-vastly tofauti na masikio ya leo kiasi kubwa ya mahindi. Kushangaza, ingawa mimea hii miwili inaonekana kuwa tofauti kabisa, tofauti ya maumbile kati yao ni ndogo.

Uchafuzi huchukua aina mbili: self-pollination na kuvuka pollination. Kujitokeza hutokea wakati poleni kutoka kwa anther imewekwa kwenye unyanyapaa wa maua sawa, au maua mengine kwenye mmea huo. Uchafuzi wa msalaba ni uhamisho wa poleni kutoka kwa anther ya maua moja hadi unyanyapaa wa maua mengine kwa mtu tofauti wa aina hiyo. Self-pollination hutokea katika maua ambapo stamen na carpel kukomaa kwa wakati mmoja, na ni nafasi ili poleni inaweza kutua juu ya unyanyapaa maua. Njia hii ya kupiga mbelewele hauhitaji uwekezaji kutoka kwenye mmea kutoa nectari na poleni kama chakula cha pollinators.

Unganisha na Kujifunza

Kuchunguza tovuti hii maingiliano kupitia binafsi pollination na msalaba-pollination: http://passel.unl.edu/pages/animatio...erbreeding.swf

Spishi za uhai zimetengenezwa ili kuhakikisha uhai wa uzao wao; wale wanaoshindwa kuwa haiko. Kwa hiyo utofauti wa maumbile unahitajika ili katika kubadilisha hali ya mazingira au dhiki, baadhi ya uzao wanaweza kuishi. Kujitegemea kunaongoza kwa uzalishaji wa mimea yenye utofauti mdogo wa maumbile, kwani nyenzo za maumbile kutoka kwenye mmea huo hutumiwa kuunda gametes, na hatimaye, zygote. Kwa upande mwingine, msalaba-pollination-au nje-kuvuka- husababisha utofauti mkubwa wa maumbile kwa sababu microgametophyte na megagametophyte zinatokana na mimea tofauti.

Kwa sababu msalaba-pollination inaruhusu utofauti zaidi wa maumbile, mimea imeanzisha njia nyingi za kuepuka pollination binafsi. Katika aina fulani, poleni na ovari hukomaa kwa nyakati tofauti. Maua haya hufanya pollination binafsi haiwezekani. Kwa wakati poleni inakomaa na imemwagika, unyanyapaa wa maua haya ni kukomaa na unaweza tu kupandwa na poleni kutoka kwa maua mengine. Baadhi ya maua yamejenga vipengele vya kimwili vinavyozuia pollination binafsi. Primrose ni moja ya maua hayo. Primroses wamebadilika aina mbili za maua na tofauti katika urefu wa anther na unyanyapaa: ua wa siri-eyed ina anthers iliyowekwa katika nusu ya hatua ya poleni ya tube, na unyanyapaa wa maua ya thrum-eyed ni vivyo hivyo iko katika hatua ya nusu. Wadudu huvuka kwa urahisi huku wakitafuta nectari chini ya tube ya poleni. Jambo hili pia linajulikana kama heterostyly. Mimea mingi, kama vile tango, ina maua ya kiume na ya kike yaliyo kwenye sehemu tofauti za mmea, na hivyo hufanya pollination kuwa vigumu. Katika aina nyingine, maua ya kiume na ya kike yanazalishwa kwenye mimea tofauti (dioecious). Yote haya ni vikwazo vya kupigia pollination; kwa hiyo, mimea hutegemea pollinators kuhamisha poleni. Wengi wa pollinators ni mawakala wa kibiotiki kama vile wadudu (kama nyuki, nzi, na vipepeo), popo, ndege, na wanyama wengine. Spishi nyingine za mimea hupandwa na mawakala wa abiotiki, kama vile upepo na maji.

Uunganisho wa kila siku: Jenasi za kutofautiana katika Maua

Katika miongo ya hivi karibuni, jeni za kutofautiana -ambazo huzuia poleni kuota au kukua katika unyanyapaa wa maua-zimegunduliwa katika spishi nyingi za angiosperm. Ikiwa mimea haina jeni sambamba, tube ya poleni huacha kukua. Kujitegemea kunadhibitiwa na locus S (utasa). Mizizi ya poleni inabidi kukua kupitia tishu za unyanyapaa na mtindo kabla ya kuingia ovule. Carpel ni kuchagua katika aina ya poleni inaruhusu kukua ndani. Mwingiliano ni hasa kati ya poleni na seli za epidermal za unyanyapaa. Katika mimea mingine, kama kabichi, poleni inakataliwa juu ya uso wa unyanyapaa, na poleni isiyohitajika haina kuota. Katika mimea mingine, poleni tube kuota ni kukamatwa baada ya kukua theluthi moja urefu wa mtindo, na kusababisha poleni tube kifo. Poleni tube kifo ni kutokana ama apoptosis (iliyowekwa kiini kifo) au uharibifu wa poleni tube RNA. Uharibifu hutokea kutokana na shughuli za ribonuclease iliyosajiliwa na S locus. Ribonuclease imefichwa kutoka kwenye seli za mtindo katika tumbo la ziada, ambalo liko pamoja na tube ya poleni inayoongezeka.

Kwa muhtasari, kutofautiana kwa kibinafsi ni utaratibu unaozuia mbolea binafsi katika aina nyingi za mimea ya maua. Kazi ya utaratibu huu wa kutofautiana una matokeo muhimu kwa wafugaji wa mimea kwa sababu inhibits uzalishaji wa mimea ya inbred na ya mseto.

Kupiga mbelewele na Wadudu

Nyuki ni labda pollinator muhimu zaidi ya mimea mingi ya bustani na miti ya matunda ya kibiashara (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Aina ya kawaida ya nyuki ni bumblebees na nyuki. Kwa kuwa nyuki hawawezi kuona rangi nyekundu, maua yenye rangi ya nyuki huwa na vivuli vya rangi ya buluu, njano, au rangi nyingine. Nyuki hukusanya poleni yenye nguvu au nekta kwa mahitaji yao ya maisha na nishati. Wanatembelea maua yaliyo wazi wakati wa mchana, yana rangi nyekundu, huwa na harufu kali au harufu, na kuwa na sura ya tubular, kwa kawaida na uwepo wa mwongozo wa nectari. Mwongozo wa nectari unajumuisha mikoa kwenye petali za maua ambazo zinaonekana kwa nyuki tu, na si kwa wanadamu; inasaidia kuongoza nyuki hadi katikati ya maua, hivyo kufanya mchakato wa kupigia mbelewele ufanisi zaidi. Poleni huunganisha nywele za nyuki, na wakati nyuki inapotembelea maua mengine, baadhi ya poleni huhamishiwa kwenye maua ya pili. Hivi karibuni, kumekuwa na ripoti nyingi kuhusu kupungua kwa idadi ya nyuki za asali. Maua mengi yatabaki unpollinated na si kubeba mbegu ikiwa nyuki hupotea. Athari kwa wakulima wa matunda ya kibiashara inaweza kuwa makubwa.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Wadudu, kama vile nyuki, ni mawakala muhimu wa pollination. (mikopo: muundo wa kazi na Jon Sullivan)

Nzizi nyingi huvutiwa na maua ambayo yana harufu ya kuoza au harufu ya mwili unaoza. Maua haya, ambayo yanazalisha nekta, huwa na rangi nyepesi, kama vile kahawia au zambarau. Wao hupatikana kwenye maua ya maiti au lily ya voodoo (Amorpophhallus), joka arum (Dracunculus), na maua ya carrion (Stapleia, Rafflesia). Nekta hutoa nishati, wakati poleni hutoa protini. Nyigu pia ni pollinators muhimu wadudu, na pollinate aina nyingi za tini.

Butterflies, kama vile mfalme, hupiga maua mengi ya bustani na maua ya mwitu, ambayo hutokea kwa makundi. Maua haya ni rangi nyekundu, yana harufu nzuri, yanafunguliwa wakati wa mchana, na kuwa na viongozi wa nectari ili kupata nectar rahisi. Poleni huchukuliwa na kufanyika kwenye miguu ya kipepeo. Nondo, kwa upande mwingine, hupiga maua wakati wa mchana na usiku. Maua yaliyopigwa na nondo ni rangi au nyeupe na ni gorofa, na kuwezesha nondo kutua. Mfano mmoja uliojifunza vizuri wa mmea wa nondo-pollinated ni mmea wa yucca, ambao hupandwa na nondo ya yucca. Sura ya maua na nondo imebadilishwa kwa njia ya kuruhusu pollination mafanikio. Nondo huweka poleni juu ya unyanyapaa wa utata kwa ajili ya mbolea kutokea baadaye. Nondo ya kike pia huweka mayai ndani ya ovari. Kama mayai yanavyoendelea kuwa mabuu, hupata chakula kutoka kwa maua na mbegu zinazoendelea. Hivyo, wadudu na maua hufaidika kwa kila mmoja katika uhusiano huu wa usawa. Nondo ya earworm ya nafaka na mmea wa Gaura wana uhusiano sawa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Earworm ya mahindi hupiga nekta kutoka kwenye mmea wa Gaura unaozaa usiku. (mikopo: Juan Lopez, USDA ARS)

Kupiga mbelewele na Popo

Katika kitropiki na jangwa, popo mara nyingi ni pollinators ya maua ya usiku kama vile agave, mapera, na utukufu wa asubuhi. Maua kwa kawaida ni makubwa na nyeupe au rangi ya rangi; hivyo, wanaweza kutofautishwa na mazingira ya giza usiku. Maua yana harufu kali, fruity, au musky na huzalisha kiasi kikubwa cha nectari. Wao ni kawaida kubwa na pana-kinywa ili kumiliki kichwa cha bat. Kama popo hutafuta nectari, nyuso zao na vichwa vinafunikwa na poleni, ambayo huhamishiwa kwenye maua ya pili.

Kupiga mbelewele na Ndege

Spishi nyingi za ndege wadogo, kama vile hummingbird (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)) na ndege wa jua, ni pollinators kwa mimea kama vile orchids na maua mengine ya mwitu. Maua yaliyotembelewa na ndege kwa kawaida huwa imara na yanaelekezwa kwa namna ya kuruhusu ndege kukaa karibu na maua bila kupata mabawa yao yameingizwa katika maua ya jirani. Kwa kawaida maua ina sura ya mviringo, tubular, ambayo inaruhusu upatikanaji wa mdomo wa ndege. Rangi nyekundu, maua yasiyo na harufu ambayo yanafunguliwa wakati wa mchana hupigwa rangi na ndege. Kama ndege inatafuta nectari yenye nishati, poleni huwekwa kwenye kichwa na shingo ya ndege na kisha huhamishiwa kwenye maua ya pili ambayo hutembelea. Botanists wamejulikana kuamua aina mbalimbali za mimea ya kutoweka kwa kukusanya na kutambua poleni kutoka sampuli za ndege za umri wa miaka 200 kutoka kwenye tovuti hiyo.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Hummingbirds wana marekebisho ambayo huwawezesha kufikia nectari ya maua fulani ya tubular. (mikopo: Lori Branham)

Kupiga mbelewele na Upepo

Aina nyingi za conifers, na angiosperms nyingi, kama vile nyasi, maples na mialoni, hupigwa rangi na upepo. Pine mbegu ni kahawia na unscented, wakati maua ya aina ya angiosperm upepo-pollinated ni kawaida kijani, ndogo, inaweza kuwa na petals ndogo au hakuna, na kuzalisha kiasi kikubwa cha poleni. Tofauti na maua ya kawaida ya wadudu, maua yalichukuliwa na mbelewele na upepo hayakuzalisha nectari au harufu. Katika aina ya upepo-pollinated, microsporangia hutegemea nje ya maua, na, kama upepo unavyopiga, poleni nyepesi hutolewa nayo (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Maua kawaida hutokea mapema mwishoni mwa chemchemi, kabla ya majani, ili majani hayakuzuia harakati za upepo. Poleni huwekwa kwenye unyanyapaa wa manyoya ya maua (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Mtu hugonga poleni kutoka mti wa pine.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Hawa wanaume (a) na kike (b) catkins wanatoka kwenye mti wa mbuzi wa mbuzi (Salix caprea). Kumbuka jinsi miundo yote ni nyepesi na manyoya ili kueneza vizuri na kukamata poleni ya upepo.

Kupiga mbelewele na Maji

Baadhi ya magugu, kama vile nyasi za bahari ya Australia na magugu ya bwawa, hupandwa na maji. Poleni hupanda juu ya maji, na inapokuja kuwasiliana na maua, huwekwa ndani ya maua.

Uunganisho wa Mageuzi: Uchafuzi na Ud

Orchids ni maua yenye thamani sana, na aina nyingi za nadra (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Wanakua katika makazi mbalimbali maalum, hasa katika nchi za hari za Asia, Amerika ya Kusini, na Amerika ya Kati. Angalau aina 25,000 za orchids zimetambuliwa.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Orchids fulani hutumia udanganyifu wa chakula au udanganyifu wa kijinsia ili kuvutia pollinators. Inaonyeshwa hapa ni orchid ya nyuki (Ophrys apifera). (mikopo: David Evans)

Maua mara nyingi huvutia pollinators na tuzo za chakula, kwa namna ya nectari. Hata hivyo, aina fulani za orchid ni tofauti na kiwango hiki: wamebadilisha njia tofauti za kuvutia pollinators zinazohitajika. Wanatumia njia inayojulikana kama udanganyifu wa chakula, ambapo rangi nyekundu na manukato hutolewa, lakini hakuna chakula. Anacamptis Morio, inayojulikana kama orchid ya kijani, huzaa maua ya rangi ya zambarau na hutoa harufu nzuri. Bumblebee, pollinator yake kuu, huvutiwa na maua kwa sababu ya harufu kali- ambayo kwa kawaida inaonyesha chakula cha nyuki-na katika mchakato huo, huchukua poleni ili kusafirishwa kwenye maua mengine.

Orchids nyingine hutumia udanganyifu wa kijinsia. Chiloglottis trapeziformis hutoa kiwanja ambacho harufu sawa na pheromone iliyotolewa na nyigu ya kike ili kuvutia nyigu za kiume. Wasp ya kiume huvutiwa na harufu, ardhi juu ya maua ya orchid, na katika mchakato, huhamisha poleni. Baadhi ya orchids, kama orchid nyundo Australia, kutumia harufu kama vile trickery Visual katika mkakati mwingine udanganyifu wa kijinsia ili kuvutia nyigu. Maua ya orchid hii yanafanana na kuonekana kwa wasp ya kike na hutoa pheromone. Wasp ya kiume anajaribu kufanana na kile kinachoonekana kuwa nyigu ya kike, na katika mchakato huo, huchukua poleni, ambayo huhamisha kwa mwenzi wa pili wa bandia.

Mbolea mara mbili

Baada ya poleni kuwekwa kwenye unyanyapaa, ni lazima kuota na kukua kwa njia ya mtindo kufikia ovule. Microspores, au poleni, zina seli mbili: kiini cha tube ya poleni na kiini cha kuzalisha. Kiini cha tube cha poleni kinakua ndani ya tube ya poleni kwa njia ambayo kiini cha generative husafiri. Kuota kwa tube ya poleni inahitaji maji, oksijeni, na ishara fulani za kemikali. Kinapotembea kupitia mtindo kufikia kifuko cha kiinitete, ukuaji wa bomba la poleni unasaidiwa na tishu za mtindo. Wakati huo huo, ikiwa kiini cha kuzalisha haijagawanywa katika seli mbili, sasa hugawanyika kuunda seli mbili za mbegu. Bomba la poleni linaongozwa na kemikali zilizofichwa na synergids zilizopo kwenye kifuko cha kiinitete, na huingia kwenye mfuko wa ovule kupitia micropyle. Kati ya seli mbili za mbegu za kiume, mbegu moja huzalisha kiini cha yai, na kutengeneza zygote ya diploid; mbegu nyingine inaunganisha na viini viwili vya polar, na kutengeneza kiini cha triploid kinachoendelea ndani ya endosperm. Pamoja, matukio haya mawili ya mbolea katika angiosperms yanajulikana kama mbolea mbili (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Baada ya mbolea kukamilika, hakuna mbegu nyingine inayoweza kuingia. Ovule ya mbolea huunda mbegu, wakati tishu za ovari huwa matunda, kwa kawaida huzaa mbegu.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Katika angiosperms, mbegu moja huzalisha yai ili kuunda 2 n zygote, na mbegu nyingine huzalisha seli kuu ili kuunda endosperm 3 n. Hii inaitwa mbolea mbili.

Baada ya mbolea, zygote hugawanyika kuunda seli mbili: kiini cha juu, au kiini cha terminal, na kiini cha chini, au basal, kiini. Mgawanyiko wa kiini cha basal husababisha kusimamishwa, ambayo hatimaye hufanya uhusiano na tishu za uzazi. Suspensor hutoa njia ya lishe kusafirishwa kutoka kwenye mmea wa mama hadi kwenye kiinitete kinachokua. Kiini cha terminal pia kinagawanyika, na kuinua pro-umbo la globular (Kielelezo\(\PageIndex{8}\) a). Katika dicots (eudicots), kiinitete kinachoendelea kina sura ya moyo, kutokana na kuwepo kwa cotyledons mbili za rudimentary (Kielelezo\(\PageIndex{8}\) b). Katika dicots zisizo endospermic, kama vile Capsella bursa, endosperm inakua awali, lakini kisha hupigwa, na hifadhi ya chakula huhamishwa kwenye cotyledons mbili. Kama kiinitete na cotyledons kupanua, wao kukimbia nje ya chumba ndani ya mbegu zinazoendelea, na wanalazimika bend (Kielelezo\(\PageIndex{8}\) c). Hatimaye, kiinitete na cotyledons hujaza mbegu (Kielelezo\(\PageIndex{8}\) d), na mbegu iko tayari kueneza. Maendeleo ya Embryonic imesimamishwa baada ya muda fulani, na ukuaji unaanza tena tu wakati mbegu inakua. Miche inayoendelea itategemea hifadhi ya chakula iliyohifadhiwa katika cotyledons mpaka seti ya kwanza ya majani kuanza photosynthesis.

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Inaonyeshwa ni hatua za maendeleo ya kiinitete katika ovule ya mfuko wa mchungaji (Capsella bursa). Baada ya mbolea, zygote hugawanyika kuunda kiini cha juu cha terminal na kiini cha chini cha basal. (a) Katika hatua ya kwanza ya maendeleo, kiini cha terminal kinagawanyika, na kutengeneza kiinitete cha globular. Kiini cha basal pia kinagawanya, na kuinua kusimamishwa. (b) Katika hatua ya pili, kiinitete kinachoendelea kina sura ya moyo kutokana na kuwepo kwa cotyledons. (c) Katika hatua ya tatu, kijana kinachoongezeka kinatoka nje ya chumba na huanza kuinama. (d) Hatimaye, inajaza kabisa mbegu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Robert R. Wise; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Maendeleo ya Mbegu

Ovule kukomaa huendelea ndani ya mbegu. Mbegu ya kawaida ina kanzu ya mbegu, cotyledons, endosperm, na kiinitete kimoja (Kielelezo\(\PageIndex{9}\)).

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{9}\): Miundo ya mbegu za dicot na monocot zinaonyeshwa. Dicots (kushoto) wana cotyledons mbili. Monocots, kama vile mahindi (kulia), huwa na cotyledon moja, inayoitwa scutellum; inaelekeza lishe kwa kiinitete kinachokua. Majusi yote ya monocot na dicot yana plumule inayounda majani, hypocotyl ambayo huunda shina, na radicle inayounda mizizi. Mhimili wa embryonic hujumuisha kila kitu kati ya plumule na radicle, bila ikiwa ni pamoja na cotyledon (s).

Ni ipi kati ya kauli zifuatazo ni kweli?

1. Wote monocots na dicots wana endosperm.
2. Radicle inakua ndani ya mizizi.
3. Pumuli ni sehemu ya epicotyl.
4. Endosperm ni sehemu ya kiinitete.

Uhifadhi wa hifadhi ya chakula katika mbegu za angiosperm hutofautiana kati ya monocots na dicots. Katika monocots, kama vile mahindi na ngano, cotyledon moja inaitwa scutellum; scutellum imeunganishwa moja kwa moja na kiinitete kupitia tishu za mishipa (xylem na phloem). Hifadhi ya chakula huhifadhiwa katika endosperm kubwa. Baada ya kuota, enzymes hufichwa na aleurone, safu moja ya seli tu ndani ya kanzu ya mbegu inayozunguka endosperm na kiinitete. Enzymes kuharibu wanga kuhifadhiwa, protini na lipids, bidhaa ambayo ni kufyonzwa na scutellum na kusafirishwa kupitia strand vasculature kwa kiinitete zinazoendelea. Kwa hiyo, scutellum inaweza kuonekana kuwa chombo cha kunyonya, si chombo cha kuhifadhi.

Cotyledons mbili katika mbegu ya dicot pia zina uhusiano wa mishipa kwa kiinitete. Katika dicots endospermic, hifadhi ya chakula ni kuhifadhiwa katika endosperm. Wakati wa kuota, cotyledons mbili kwa hiyo hufanya kazi kama viungo vya absorptive kuchukua hifadhi ya chakula iliyotolewa kwa enzymatically, kama vile monocots (monocots, kwa ufafanuzi, pia wana mbegu endospermic). Tumbaku (Nicotiana tabaccum), nyanya (Solanum lycopersicum), na pilipili (Capsicum annuum) ni mifano ya dicots endospermic. Katika dicots zisizo endospermic, endosperm ya triploid inakua kwa kawaida kufuatia mbolea mbili, lakini hifadhi ya chakula ya endosperm hurekebishwa haraka na kuhamia kwenye cotyledon inayoendelea ya kuhifadhi. Nusu mbili za mbegu ya karanga (Arachis hypogaea) na mbaazi zilizogawanyika (Pisum sativum) za supu ya pea iliyogawanyika ni cotyledons ya mtu binafsi iliyobeba akiba ya chakula.

Mbegu, pamoja na ovule, inalindwa na kanzu ya mbegu ambayo hutengenezwa kutoka kwa integuments ya mfuko wa ovule. Katika dikots, kanzu ya mbegu imegawanyika zaidi katika kanzu ya nje inayojulikana kama testa na kanzu ya ndani inayojulikana kama tegmen.

Mhimili wa embryonic una sehemu tatu: plumule, radicle, na hypocotyl. Sehemu ya kiinitete kati ya hatua ya attachment ya cotyledon na radicle inajulikana kama hypocotyl (hypocotyl inamaanisha “chini ya cotyledons”). Mhimili wa embryonic umekoma katika radicle (mizizi ya embryonic), ambayo ni kanda ambayo mizizi itaendeleza. Katika dicots, hypocotyls hupanua juu ya ardhi, na kusababisha shina la mmea. Katika monocots, hypocotyl haionyeshi juu ya ardhi kwa sababu monocots hazionyeshe upungufu wa shina. Sehemu ya mhimili wa embryonic ambayo miradi juu ya cotyledons inajulikana kama epicotyl. Pumule inajumuisha epicotyl, majani machache, na meristem ya apical ya risasi.

Baada ya kuota katika mbegu za dicot, epicotyl imeumbwa kama ndoano na plumule inayoelekeza chini. Sura hii inaitwa ndoano ya plumule, na inaendelea kwa muda mrefu kama kuota inavyoendelea gizani. Kwa hiyo, kama epicotyl inakabiliwa na udongo mgumu na abrasive, plumule inalindwa kutokana na uharibifu. Baada ya kuambukizwa na mwanga, ndoano ya hypocotyl inaondoka nje, majani ya majani yanakabiliwa na jua na kupanua, na epicotyl inaendelea kuenea. Wakati huu, radicle pia inakua na kuzalisha mizizi ya msingi. Kama inakua chini ili kuunda mizizi ya bomba, mizizi ya mviringo inakua pande zote, huzalisha mfumo wa mizizi ya bomba la kawaida la dicot.

Katika mbegu za monocot (Kielelezo\(\PageIndex{10}\)), testa na tegmen ya kanzu ya mbegu ni fused. Kama mbegu inakua, mizizi ya msingi inajitokeza, inalindwa na kifuniko cha mizizi: coleorhiza. Kisha, risasi ya msingi inatokea, inalindwa na coleoptile: kifuniko cha ncha ya risasi. Juu ya yatokanayo na mwanga (yaani wakati plumule imetoka kwenye udongo na coleoptile ya kinga haihitaji tena), upungufu wa coleoptile hukoma na majani yanapanua na kufunua. Kwa upande mwingine wa mhimili wa embryonic, mizizi ya msingi hufa hivi karibuni, wakati mwingine, mizizi ya adventitious (mizizi ambayo haitoke mahali pa kawaida — yaani. mizizi) hutoka kwenye msingi wa shina. Hii inatoa monocot mfumo wa mizizi ya nyuzi.

Kielelezo\(\PageIndex{10}\): Kama mbegu hii ya nyasi ya monocot inakua, mizizi ya msingi, au radicle, inatokea kwanza, ikifuatiwa na risasi ya msingi, au coleoptile, na mizizi ya adventitious.

Mbegu kuota

Mbegu nyingi za kukomaa huingia kipindi cha kutokuwa na shughuli, au shughuli za kimetaboliki za chini sana: mchakato unaojulikana kama dormancy, ambao unaweza kudumu kwa miezi, miaka au hata karne nyingi. Dormancy husaidia kuweka mbegu zinazofaa wakati wa hali mbaya. Baada ya kurudi kwa hali nzuri, kuota mbegu hufanyika. Hali nzuri inaweza kuwa tofauti kama unyevu, mwanga, baridi, moto, au matibabu ya kemikali. Baada ya mvua nzito, miche mingi mpya inatokea. Moto wa misitu pia husababisha kuibuka kwa miche mpya. Mbegu zingine zinahitaji vernalization (matibabu ya baridi) kabla ya kuota. Hii inathibitisha kwamba mbegu zinazozalishwa na mimea katika hali ya hewa ya joto hazitakua mpaka chemchemi. Mimea inayokua katika hali ya hewa ya moto inaweza kuwa na mbegu zinazohitaji matibabu ya joto ili kuota, ili kuepuka kuota katika joto kali, kavu. Katika mbegu nyingi, kuwepo kwa kanzu ya mbegu nene kunarudisha uwezo wa kuota. Scarification, ambayo inajumuisha michakato ya mitambo au kemikali ili kupunguza kanzu ya mbegu, mara nyingi huajiriwa kabla ya kuota. Presoaking katika maji ya moto, au kupitia mazingira asidi, kama vile njia ya utumbo wa mnyama, pia inaweza kuajiriwa.

Kulingana na ukubwa wa mbegu, muda uliochukuliwa kwa mbegu kuibuka unaweza kutofautiana. Spishi zenye mbegu kubwa zina akiba ya chakula ya kutosha kuota kirefu chini ya ardhi, na bado hupanua epicotyl yao njia yote hadi uso wa udongo. Mbegu za aina ndogo za mbegu kwa kawaida zinahitaji mwanga kama cue ya kuota. Hii inahakikisha mbegu tu kuota kwenye au karibu na uso wa udongo (ambapo mwanga ni mkubwa). Kama wangeweza kuota mbali sana chini ya uso, miche inayoendelea ingekuwa na akiba ya chakula ya kutosha kufikia jua.

Maendeleo ya Aina za Matunda na Matunda

Baada ya mbolea, ovari ya maua kawaida huendelea kuwa matunda. Matunda kwa kawaida huhusishwa na kuwa na ladha tamu; hata hivyo, si matunda yote ni matamu. Botanically, neno “matunda” hutumiwa kwa ovari iliyoiva. Katika hali nyingi, maua ambayo mbolea imefanyika yataendelea kuwa matunda, na maua ambayo mbolea haijafanyika hayatakuwa. Matunda mengine yanaendelea kutoka ovari na hujulikana kama matunda ya kweli, wakati wengine huendeleza kutoka sehemu nyingine za gametophyte ya kike na hujulikana kama matunda ya nyongeza. Matunda hufunga mbegu na kiinitete kinachoendelea, na hivyo hutoa kwa ulinzi. Matunda ni ya aina nyingi, kulingana na asili na texture yao. Tissue tamu ya blackberry, nyama nyekundu ya nyanya, shell ya karanga, na kanda ya mahindi (mgumu, sehemu nyembamba ambayo inakumbwa katika meno yako wakati unakula popcorn) ni matunda yote. Kama matunda yanakomaa, mbegu pia hukomaa.

Matunda yanaweza kuhesabiwa kama rahisi, jumla, nyingi, au vifaa, kulingana na asili yao (Kielelezo\(\PageIndex{11}\)). Ikiwa matunda yanaendelea kutoka kwenye kamba moja au fused ya ovari moja, inajulikana kama matunda rahisi, kama inavyoonekana katika karanga na maharagwe. Matunda ya jumla ni moja ambayo yanaendelea kutoka kwa carpel zaidi ya moja, lakini wote ni katika maua sawa: carpels kukomaa huunganisha pamoja ili kuunda matunda yote, kama inavyoonekana katika raspberry. Matunda mengi yanaendelea kutoka inflorescence au kikundi cha maua. Mfano ni mananasi, ambapo maua huunganisha pamoja ili kuunda matunda. Matunda ya nyongeza (wakati mwingine huitwa matunda ya uongo) hayatokana na ovari, lakini kutoka sehemu nyingine ya maua, kama vile chombo (strawberry) au hypanthium (apples na pears).

Kielelezo\(\PageIndex{11}\): Kuna aina nne kuu za matunda. Matunda rahisi, kama vile karanga hizi, yanatokana na ovari moja. Matunda ya jumla, kama raspberries, fomu kutoka kwa carpels nyingi ambazo zinaunganisha pamoja. Matunda mengi, kama vile mananasi, huunda kutoka kwenye kikundi cha maua kinachoitwa inflorescence. Matunda ya vifaa, kama apple, hutengenezwa kutoka sehemu ya mmea isipokuwa ovari. (mikopo “karanga”: mabadiliko ya kazi na Petr Kratochvil; mikopo “raspberries”: mabadiliko ya kazi na Cory Zanker; mikopo “mananasi”: mabadiliko ya kazi na Howie Le; mikopo “apple”: mabadiliko ya kazi na Paolo Neo)

Matunda kwa ujumla yana sehemu tatu: exocarp (ngozi ya nje au kifuniko), mesocarp (sehemu ya katikati ya matunda), na endocarp (sehemu ya ndani ya matunda). Pamoja, wote watatu wanajulikana kama pericarp. Mesocarp kawaida ni nyama, sehemu ya chakula ya matunda; hata hivyo, katika baadhi ya matunda, kama vile almond, endocarp ni sehemu ya chakula. Katika matunda mengi, mbili au zote tatu za tabaka zimeunganishwa, na hazijulikani wakati wa ukomavu. Matunda yanaweza kuwa kavu au nyama. Aidha, matunda yanaweza kugawanywa katika aina ya dehiscent au indehiscent. Matunda ya dehiscent, kama vile mbaazi, hutoa mbegu zao kwa urahisi, wakati matunda ya indehiscent, kama persikor, hutegemea kuoza ili kutolewa mbegu zao.

Matunda na Mbegu Kueneza

Matunda yana kusudi moja: kueneza mbegu. Mbegu zilizomo ndani ya matunda zinahitaji kutawanywa mbali na mmea wa mama, hivyo zinaweza kupata hali nzuri na zisizo za ushindani ambazo zinaweza kuota na kukua.

Baadhi ya matunda wamejenga taratibu ili waweze kugawa kwao wenyewe, wakati wengine wanahitaji msaada wa mawakala kama upepo, maji, na wanyama (Kielelezo\(\PageIndex{12}\)). Marekebisho katika muundo wa mbegu, muundo, na ukubwa husaidia kueneza. Matunda yaliyotawanyika kwa upepo ni nyepesi na yanaweza kuwa na appendages kama mbawa ambayo huwawezesha kubeba na upepo. Wengine wana muundo wa parachute ili kuwaweka waendelee kuelea. Matunda mengine—kwa mfano, dandelion—yana miundo yenye nywele, isiyo na uzito inayofaa kutawanyika kwa upepo.

Mbegu zilizotawanyika na maji zinazomo katika matunda ya mwanga na ya buoyant, kuwapa uwezo wa kuelea. Nazi wanafahamika sana kwa uwezo wao wa kuelea juu ya maji ili kufikia ardhi ambako wanaweza kuota. Vile vile, birches ya Willow na fedha huzalisha matunda nyepesi ambayo yanaweza kuelea juu ya maji.

Wanyama na ndege hula matunda, na mbegu ambazo hazipatikani hupunguzwa katika majani yao mbali mbali. Wanyama wengine, kama squirrels, huzika matunda yaliyo na mbegu kwa ajili ya matumizi ya baadaye; ikiwa squirrel haipati stash yake ya matunda, na ikiwa hali ni nzuri, mbegu huota. Matunda mengine, kama cocklebur, yana ndoano au miundo yenye fimbo inayoshikamana na kanzu ya mnyama na kisha husafirishwa mahali pengine. Binadamu pia huwa na jukumu kubwa katika kutawanya mbegu wanapobeba matunda hadi sehemu mpya na kutupa mbali sehemu inedible ambayo ina mbegu.

Njia zote hapo juu zinaruhusu mbegu kutawanyika kupitia nafasi, kama vile watoto wa mnyama wanaweza kuhamia eneo jipya. Mbegu dormancy, ambayo ilielezwa mapema, inaruhusu mimea kueneza uzao wao kwa wakati: kitu ambacho wanyama hawawezi kufanya. Mbegu za dormant zinaweza kusubiri miezi, miaka, au hata miongo kwa hali nzuri za kuota na uenezi wa aina.

a

b

c

Kielelezo\(\PageIndex{12}\): Matunda na mbegu zinatawanyika kwa njia mbalimbali. (a) mbegu za Dandelion zinatawanyika na upepo, mbegu ya nazi (b) hutawanyika na maji, na (c) Acorn hutawanyika na wanyama ambao huhifadhi na kisha kusahau. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na “Rosendahl” /Flickr; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Shine Oa; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Paolo Neo)

Muhtasari

Kwa mbolea kutokea katika angiosperms, poleni inapaswa kuhamishiwa kwenye unyanyapaa wa maua: mchakato unaojulikana kama pollination. Uchafuzi wa Gymnosperm unahusisha uhamisho wa poleni kutoka koni ya kiume hadi koni ya kike. Wakati poleni ya maua inahamishiwa kwenye unyanyapaa wa maua sawa, inaitwa self-pollination. Uvuvi wa msalaba hutokea wakati poleni inahamishwa kutoka kwenye maua moja hadi kwenye maua mengine kwenye mmea huo, au mmea mwingine. Msalaba pollination inahitaji mawakala pollinating kama vile maji, upepo, au wanyama, na huongeza utofauti wa maumbile. Baada ya ardhi ya poleni juu ya unyanyapaa, kiini cha tube kinasababisha tube ya poleni, kwa njia ambayo kiini cha generative kinahamia. Bomba la poleni linapata kuingia kupitia micropyle kwenye mfuko wa ovule. Kiini cha kuzalisha hugawanyika kuunda seli mbili za kiume: fuses moja na yai ili kuunda zygote ya diploid, na fuses nyingine na nuclei ya polar kuunda endosperm, ambayo ni triploid katika asili. Hii inajulikana kama mbolea mbili. Baada ya mbolea, zygote hugawanyika kuunda kiinitete na ovule ya mbolea huunda mbegu. Kuta za ovari huunda matunda ambayo mbegu zinaendelea. Mbegu, wakati wa kukomaa, itakua chini ya hali nzuri na kuinua sporophyte ya diploid.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{9}\): Kazi ya cotyledon ni nini?

1. Inaendelea ndani ya mizizi.
2. Inatoa lishe kwa kiinitete.
3. Inaunda kiinitete.
4. Inalinda kiinitete.

Jibu

B

faharasa

nyongeza matunda

matunda inayotokana na tishu zaidi ya ovari

matunda ya jumla

matunda yanayotokana na carpels nyingi katika ua huo

aleurone

safu moja ya seli tu ndani ya kanzu mbegu kwamba secretes Enzymes juu ya kuota

koleoptile

kifuniko cha ncha ya risasi, hupatikana katika mbegu za monocot za kuota

coleorhiza

kifuniko cha ncha ya mizizi, hupatikana katika mbegu za monocot za kuota

cotyledon

nyama sehemu ya mbegu ambayo hutoa lishe kwa mbegu

msalaba-mbelewele

uhamisho wa poleni kutoka anther ya maua moja kwa unyanyapaa wa maua tofauti

ubwete

kipindi cha ukuaji hakuna na taratibu polepole sana metabolic

mbolea mbili

matukio mawili ya mbolea katika angiosperms; mbegu moja fuses na yai, kutengeneza zygote, wakati mbegu nyingine fuses na nuclei polar, kutengeneza endosperm

endocarp

sehemu ya ndani ya matunda

endosperm

muundo wa triploid kutokana na fusion ya mbegu na nuclei polar, ambayo hutumika kama tishu lishe kwa kiinitete

endospermic dicot

dicot kwamba maduka ya hifadhi ya chakula katika endosperm

exocarp

kifuniko cha nje cha matunda

epicotyl

risasi ya embryonic juu ya cotyledons

gravitropism

majibu ya ukuaji wa mimea katika mwelekeo sawa na mvuto

hypocotyl

mhimili wa embryonic juu ya cotyledons

mesocarp

sehemu ya kati ya matunda

matunda mengi

matunda yanayotokana na maua mengi kwenye inflorescence

mwongozo wa nectar

pigment mfano juu ya maua kwamba viongozi wadudu kwa nectaries

dicot isiyo ya endospermic

dicot kwamba maduka ya akiba ya chakula katika cotyledon zinazoendelea

pericarp

neno la pamoja linaloelezea exocarp, mesocarp, na endocarp; muundo unaozunguka mbegu na ni sehemu ya matunda

nyunyizia

risasi ambayo yanaendelea kutoka mbegu ya kuota

uchavushaji

uhamisho wa poleni kwa unyanyapaa

radicle

mizizi ya awali ambayo yanaendelea kutoka mbegu ya kuota

udhaifu

michakato ya mitambo au kemikali ili kupunguza kasi ya kanzu ya mbegu

shutellum

aina ya cotyledon kupatikana katika monocots, kama katika mbegu za nyasi

self-pollination

uhamisho wa poleni kutoka anther kwa unyanyapaa wa maua sawa

matunda rahisi

matunda yanayotokana na carpel moja au fused carpels

suspensor

sehemu ya kiinitete inayoongezeka ambayo inafanya uhusiano na tishu za uzazi

tegmen

safu ya ndani ya kanzu ya mbegu

testa

safu ya nje ya kanzu ya mbegu

vernalization

yatokanayo na baridi required na baadhi ya mbegu kabla ya kuota