Bitki üreme morfolojisi - Plant reproductive morphology

Yakın çekim bir çiçek schiumbergera (Noel veya Holiday Cactus), bir parçası gösteren dışı organın (stilin damga ve kısmen görülebilir) ve organlarındaki etrafını

Bitki üreme morfolojisi , bitkilerin doğrudan veya dolaylı olarak eşeyli üreme ile ilgili bölümlerinin fiziksel form ve yapısının ( morfolojisi ) incelenmesidir .

Tüm canlı organizmalar arasında , angiospermlerin üreme yapıları olan çiçekler , fiziksel olarak en çeşitli olanıdır ve buna bağlı olarak üreme yöntemlerinde de büyük bir çeşitlilik gösterirler. Çiçekli bitki olmayan bitkiler ( yeşil algler , yosunlar , ciğer otları , boynuz otları , eğrelti otları ve kozalaklı ağaçlar gibi açık tohumlular ) cinsel üremelerinde morfolojik adaptasyon ve çevresel faktörler arasında karmaşık etkileşimlere sahiptir. Üreme sistemi veya bir bitkiden gelen spermin diğerinin yumurtasını nasıl döllediği üreme morfolojisine bağlıdır ve klonal olmayan bitki popülasyonlarının genetik yapısının en önemli belirleyicisidir. Christian Konrad Sprengel (1793) çiçekli bitkilerin üreme okudu ve ilk kez o anlaşıldı tozlaşma süreci hem katılan biyotik ve abiyotik etkileşimleri. Charles Darwin'in doğal seleksiyon teorileri , çiçeklerin ve onların böcek tozlaştırıcılarının birlikte evriminin analizini içeren kendi evrim teorisini inşa etmek için bu çalışmayı kullandı .

Cinsel terminolojinin kullanımı

Karaciğer otu Marchantia polymorpha'nın dioik gametofitleri . Bu türde, farklı bitkilerde farklı morfolojilere sahip şemsiye şeklindeki gametoforlar üzerinde gametler üretilir . Dişi gametoforların yayılan kolları (solda) , yumurta üreten arkegoniaları korur . Erkek gametoforlar (sağda) sperm üreten anteridia ile kaplıdır .

Bitkiler , nesillerin değişimini içeren karmaşık yaşam döngülerine sahiptir . Bir nesil, sporofit , sporlar yoluyla aseksüel olarak bir sonraki nesli, gametofiti doğurur . Sporlar aynı izosporlar olabilir veya farklı boyutlarda olabilir ( mikrosporlar ve megasporlar ), ancak kesinlikle konuşursak, sporlar ve sporofitler gamet üretmedikleri için ne erkek ne de dişidir . Alternatif nesil, gametofit, gamet, yumurta ve/veya sperm üretir . Bir gametofit, hem yumurta hem de sperm üreten monoik (biseksüel) veya dişi (yumurta üreten) veya erkek (sperm üreten) dioik (uniseksüel) olabilir.

Gelen Bryofitlerde ( kızılyapraklara , yosunlar ve ciğerotları ), cinsel gametofit baskın kuşaktır. Gelen eğrelti otları ve tohumlu bitkiler dahil ( cycads , kozalaklı ağaçlar , çiçekli bitkiler sporofit baskın nesil, vb). İster küçük bir bitki ister büyük bir ağaç olsun, bariz görünen bitki sporofittir ve gametofit çok küçüktür. Briyofitlerde ve eğrelti otlarında gametofitler bağımsız, özgür yaşayan bitkilerdir. Tohumlu bitkilerde her dişi megagametofit ve onu oluşturan megaspor sporofitin içinde gizlidir ve beslenme için tamamen ona bağımlıdır. Her erkek gametofit tipik olarak bir polen tanesinin koruyucu duvarı içinde yer alan iki ila dört hücreden oluşur.

Bir çiçekli bitkinin sporofiti, meydana getirdiği gametofitin cinselliğine dayalı olarak genellikle cinsel terimler (örneğin "dişi" veya "erkek") kullanılarak tanımlanır . Örneğin, sadece erkek gametofitlere yol açan sporlar üreten bir sporofit, sporofitin kendisi aseksüel olmasına ve sadece spor üretmesine rağmen "erkek" olarak tanımlanabilir. Benzer şekilde, sporofit tarafından üretilen çiçekler "uniseksüel" veya "biseksüel" olarak tanımlanabilir, yani bir cinsiyette gametofit veya her iki cinsiyette gametofit meydana getirirler.

Çiçekli bitkiler

Temel çiçek morfolojisi

Ranunculus glaberrimus çiçeği

Çiçek bitkiler (anjiyospermler) çiçeklenme seksüel üreme ile ilgili karakteristik bir yapıdır. Çiçekler yapılarında (morfoloji) büyük farklılıklar gösterir. Bu gibi bir "tam" çiçek, Ranunculus glaberrimus şekilde gösterilen, bir sahiptir kalikse dış ait çanak yaprakları ve corolla iç bölgesinin yaprakları . Sepals ve petaller birlikte periantı oluşturur . Daha sonra içe doğru , her biri mikroskobik bir erkek gametofit içeren polen taneleri üreten çok sayıda organ vardır . Stamenler, bir çiçeğin "erkek" kısımları olarak adlandırılabilir ve toplu olarak androecium'u oluşturur. Sonunda ortada , olgunlukta bir veya daha fazla ovül içeren ve her ovülün içinde küçük bir dişi gametofit bulunan karpeller vardır . Karpeller bir çiçeğin "dişi" kısımları olarak adlandırılabilir ve toplu olarak gynoecium'u oluşturur.

Her meyve yaprağı Ranunculus türlerinin bir bir achene döllenmiş zaman bir tohum haline gelir, bir ovül üretir. Karpel, Eranthis hyemalis'te olduğu gibi birden fazla tohum içeriyorsa buna folikül denir . İki veya daha fazla halı, değişen derecelerde birbirine kaynaştırılabilir ve kaynaşmış stiller ve stigmalar dahil tüm yapı pistil olarak adlandırılabilir . Yumurtaların üretildiği pistilin alt kısmına yumurtalık denir . Ayrı halılara karşılık gelen bölmelere ( loküller ) bölünebilir .

Varyasyonlar

Ayrıca bakınız: Çiçek § Çiçek işlevi
Alnus Serrulata sahip tek cins çiçek ve bir monoecious . Olgunlaşan erkek çiçek kedicikler sağda; soldaki dişi kedicikler (bir önceki yılın).
İlex aquifolium sahip tek cins çiçek ve bir ikievcikli . (Üst ve sağ üst): Bir erkek bitkiden çiçeklerle bir 'çekim'; ve bir erkek çiçek sağlam gösteren, büyütülmüş organlarındaki ile polen ; ve dişi çiçek stigmasını gösteren, indirgenmiş ve steril. + (Alt ve sağ alt): Dişi bir bitkiden çiçekli bir çekim; ve sağlam bir leke gösteren büyütülmüş bir dişi çiçek; ve erkek çiçek organlarını ( staminodes ), indirgenmiş, steril ve polensiz gösterir.

"Mükemmel" bir çiçek hem organlara hem de karpellere sahiptir ve "biseksüel" veya "hermafrodit" olarak tanımlanabilir. "Tek eşeyli" bir çiçek, organlarındaki veya karpellerin eksik, körelmiş veya başka bir şekilde işlevsiz olduğu bir çiçektir . Her çiçek ya "dayanıklı" (sadece işlevsel organlara sahiptir) ve dolayısıyla "erkek" veya "karpellat" (veya "pistillat") (yalnızca işlevsel karpellere sahiptir) ve dolayısıyla "dişi"dir. Ayrı staminate ve carpellate çiçekler hep aynı bitki üzerinde bulunursa, türler denir monoecious . Farklı bitkilerde her zaman ayrı staminate ve carpellate çiçekler bulunursa, türe dioecious denir . 1995 yılında yapılan bir araştırma, anjiyosperm türlerinin yaklaşık %6'sının ikievcikli olduğunu ve cinslerin %7'sinin bazı ikievcikli türler içerdiğini bulmuştur.

Huş ağacı ailesinin ( Betulaceae ) üyeleri, tek eşeyli çiçekleri olan tek evcikli bitkilerin örnekleridir. Olgun bir kızılağaç ağacı ( Alnus türü), her biri dört stamen ve bir küçük periant içeren yalnızca erkek çiçekler ve her biri periantı olmayan ayrı saplı dişi çiçek grupları içeren uzun kedicikler üretir. ( Alnus serrulata'nın resmine bakın .)

Çoğu kutsal ( Ilex cinsinin üyeleri ) ikievciklidir. Her bitki ya işlevsel olarak erkek çiçekler ya da işlevsel olarak dişi çiçekler üretir. Gelen llex aquifolium (şekle bakınız), ortak Avrupa Holly, çiçek, her iki tür dört çanak yaprakları ve dört beyaz yaprakları sahiptir; erkek çiçeklerde dört organ bulunur, dişi çiçeklerde genellikle işlevsel olmayan dört adet indirgenmiş organ ve dört hücreli bir yumurtalık bulunur. Sadece dişi bitkiler meyve verebildiğinden ve çilek üretebildiğinden, bunun bahçıvanlar için sonuçları vardır. Amborella , ortak atalarından ayrılan bilinen ilk çiçekli bitki grubunu temsil eder. O da ikievciklidir; herhangi bir zamanda, her bitki ya işlevsel organlara sahip ancak halı içermeyen çiçekler ya da birkaç işlevsel olmayan organlara ve bir dizi tamamen işlevsel halılara sahip çiçekler üretir. Bununla birlikte, Amborella bitkileri zamanla "cinsiyetlerini" değiştirebilir. Bir çalışmada, bir erkek bitkiden alınan beş kesim, ilk çiçek açtıklarında sadece erkek çiçekler üretti, ancak ikinci çiçeklenmede üçü dişi çiçek üretmeye geçti.

Aşırı durumlarda, en az bir karpel veya bir ercik olduğu sürece, tam bir çiçekte bulunan tüm parçalar eksik olabilir. Bu duruma tek bir karpel içeren su mercimeğinin dişi çiçeklerinde ( Lemna ) ve tek bir ercik içeren sütleğenlerin erkek çiçeklerinde ( Euphorbia ) ulaşılır .

Çiçekli bitkilerin temel cinsellik durumları.

Avrupa'nın ortak külü olan Fraxinus excelsior gibi bir tür, olası bir çeşit varyasyonu gösterir. Dişbudak çiçekleri rüzgarla tozlaşır ve taç yaprakları ve sepalleri yoktur. Yapısal olarak çiçekler, iki organ ve bir yumurtalıktan oluşan biseksüel olabilir veya fonksiyonel bir yumurtalığı olmayan erkek (staminat) veya fonksiyonel organlarına sahip olmayan dişi (karpellat) olabilir. Aynı ağaçta veya farklı ağaçlarda farklı formlar oluşabilir. Dünya çapında 22.000'e yakın türü bulunan Asteraceae (ayçiçeği ailesi), sıkıca paketlenmiş başlarda bir araya toplanan çiçeklerden (çiçekler) oluşan oldukça değiştirilmiş salkımlara sahiptir. Tüm biseksüel, tüm carpellate veya (bunlar adlandırılan tüm staminate - Dikkat bir cinsel morfoloji çiçeği olabilir homogamous ) ya da iki ya da daha fazla cinsel form (heterogamous) karışımlarını sahip olabilir. Böylece keçi sakalları ( Tragopogon türleri), Cichorieae kabilesinin diğer üyeleri gibi biseksüel çiçek başlarına sahipken, kadife çiçeği ( Calendula türleri) genellikle dış çiçekleri biseksüel ve iç çiçekleri staminat (erkek) olan başlara sahiptir.

Gibi amborella trichopoda , bazı bitkiler seks geçişine uğrayan. Örneğin, Arisaema triphyllum ( Minberdeki Jack) büyümenin farklı aşamalarındaki cinsel farklılıkları ifade eder: daha küçük bitkiler tamamen veya çoğunlukla erkek çiçekler üretir; bitkiler yıllar içinde büyüdükçe, erkek çiçekler aynı bitki üzerinde daha fazla dişi çiçeklerle değiştirilir. Arisaema triphyllum bu nedenle yaşamı boyunca çok sayıda cinsel koşulu kapsar: eşeysiz genç bitkiler, tümü erkek olan genç bitkiler, hem erkek hem de dişi çiçeklerin karışımına sahip daha büyük bitkiler ve çoğunlukla dişi çiçeklere sahip büyük bitkiler. Diğer bitki popülasyonları, yılın başlarında daha fazla erkek çiçek üreten bitkilere sahiptir ve bitkiler büyüme mevsiminde daha sonra çiçek açtıkça daha fazla dişi çiçek üretirler.

terminoloji

Çiçeklerin morfolojisinin karmaşıklığı ve popülasyonlar içindeki çeşitliliği zengin bir terminolojiye yol açmıştır.

  • Androdioecious : Bazı bitkilerde erkek, bazılarında biseksüel çiçekler bulunur.
  • Androecious : sadece erkek çiçek (a erkek olan ikievcikli nüfus); polen üretiyor ama tohum yok.
  • Androjen : bkz. biseksüel .
  • Androginomonoecious : Aynı bitki üzerinde erkek, dişi ve biseksüel çiçeklere sahip olan, ayrıca trimonoecious olarak da adlandırılır.
  • Andromonoecious : Aynı bitki üzerinde hem biseksüel hem de erkek çiçeklere sahip olmak .
  • Biseksüel : Her bireyin her çiçeği hem erkek hem de dişi yapılara sahiptir, yani her iki cinsiyeti tek bir yapıda birleştirir. Bu tür Çiçekler denir mükemmel ikisine birden sahip, stamens ve carpels . Bu durum için kullanılan diğer terimler androjen , hermafroditik , monoklinöz ve sinoeviktir .
  • Dichogamous : farklı zamanlarda gelişen cinsiyetlere sahip olmak; stigmalar protandöz veya protojen olarak alıcı olmadığında polen üretir . Bu, kendi kendine tozlaşmayı sınırlayarak çaprazlamayı teşvik eder. Bazı iki eşli bitkiler biseksüel çiçeklere sahipken , diğerleri tek eşeyli çiçeklere sahiptir.
  • Diclinous : bkz. Uniseksüel .
  • Dioecious : Sadece erkek veya sadece dişi çiçeklere sahip olmak. Popülasyonun hiçbir bitkisi hem polen hem de ovül üretmez. (Yunancadan "iki hane" anlamına gelir. dioecious için Vikisözlük girdisine de bakın.)
  • Gynodioecious : Ayrı bitkiler üzerinde hermafrodit çiçeklere ve dişi çiçeklere sahip.
  • Gynoecious : Sadece dişi çiçekler (a kadın olan ikievcikli nüfus); tohum üretir ama polen üretmez.
  • Gynomonoecious : Aynı bitki üzerinde hem biseksüel hem de dişi çiçeklere sahip olmak .
  • Hermafrodit : bkz. biseksüel .
  • Kusurlu : (çiçeklerin) normalde mevcut olan bazı kısımları gelişmemiş, örneğin organlarındaki eksik. Ayrıca bkz . Uniseksüel .
  • Monoklinöz : bkz. biseksüel .
  • Monoecious : Terimin genel dar anlamıyla , aynı bireyde meydana gelen tek eşeyli çiçeklere sahip bitkileri ifade eder . Terimin geniş anlamıyla biseksüel çiçekleri olan bitkileri de kapsar . Her iki cinsiyetten ayrı çiçekleri aynı anda taşıyan bireylere aynı anda veya eşzamanlı olarak tek evcikli, aynı anda bir cinsiyetten çiçek taşıyanlara ise ardışık olarak tek evcikli denir. (Yunanca itibaren monoların "tek" + Oikia "ev". Ayrıca için Vikisözlük girişine bakın monoecious .)
  • Mükemmel : (çiçeklerin) bkz. biseksüel .
  • Polygamodioecious : Çoğunlukla ikievcikli ama karşı cinsten bir kaç çiçek veya birkaç biriyle biseksüel aynı bitki üzerinde çiçekler.
  • Çok eşli : bkz. çok eşli . Veya çoğunlukla tek eşli ama aynı zamanda kısmen çok eşli.
  • Çok eşli : Aynı bitki üzerinde erkek, dişi ve biseksüel çiçeklere sahip olmak. Çok eşli veya üç eşli olarak da adlandırılır . Veya aynı bitki üzerinde biseksüel ve erkek ve dişi çiçeklerden en az biri ile.
  • Protandrous : (iki eşli bitkilerin) dişi kısımlarından önce gelişmiş çiçeklerin erkek kısımlarına sahip olan, örneğin önce erkek olarak işlev gören ve sonra dişiye dönüşen çiçeklere sahip olan veya aynı bitkinin stigmaları alıcı olmadan önce polen üreten çiçekler. ( Protoandrous da kullanılır.)
  • Protojen : (iki eşli bitkilerin) erkek kısımlarından önce gelişmiş çiçeklerin dişi kısımlarına sahip olan, örneğin önce dişi olarak işlev gören ve daha sonra erkeğe dönüşen veya aynı bitkinin stigmaları alıcı olduktan sonra polen üreten çiçeklere sahip olan.
  • Subandroecious : Birkaç dişi veya biseksüel çiçeklerle , çoğunlukla erkek çiçeklere sahip .
  • Subdioecious : Aksi bazı bireyler bulunması ikievcikli açıkça erkek veya kadın değildir çiçeklerle popülasyonlar. Popülasyon normalde tek eşeyli çiçeklere sahip erkek veya dişi bitkiler üretir , ancak bazı bitkiler biseksüel çiçeklere, bazıları hem erkek hem de dişi çiçeklere ve diğerleri, örneğin dişi ve biseksüel çiçekler gibi bunların bazı kombinasyonlarına sahip olabilir. Durumun biseksüellik ve dioecy arasında bir geçişi temsil ettiği düşünülmektedir .
  • Subgynoecious : Birkaç erkek veya biseksüel çiçek ile çoğunlukla dişi çiçeklere sahip .
  • Sinoecious : bkz. biseksüel .
  • Trimonoecious : bkz eşli ve androgynomonoecious .
  • Trioecious : Farklı bitkilerde erkek, dişi ve biseksüel çiçeklerle.
  • Uniseksüel : İşlevsel olarak erkek veya işlevsel olarak dişi çiçeklere sahip olmak. Bu duruma aynı zamanda eğik , eksik veya kusurlu da denir .

Geçiş

İki farklı bitkinin gametlerinin kaynaşmasıyla yavruların oluşturulduğu çaprazlama, çapraz döllenme veya allogami, yüksek bitkiler arasında en yaygın üreme şeklidir . Daha yüksek bitki türlerinin yaklaşık %55'i bu şekilde çoğalır. Ek bir %7'lik kısım ise kısmen çapraz döllenme ve kısmen kendi kendine döllenmedir (otogami). Yaklaşık %15'i gamet üretir, ancak esas olarak önemli bir çapraz geçiş eksikliği ile kendi kendine döllenir. Daha yüksek bitki türlerinin yalnızca yaklaşık %8'i yalnızca cinsel olmayan yollarla çoğalır. Bunlar, koşucular veya soğancıklar tarafından vejetatif olarak çoğalan veya embriyo döllenmeden ( apomixis ) tohum üreten bitkileri içerir . Outcrossing'in seçici avantajı, zararlı resesif mutasyonların maskelenmesi gibi görünmektedir.

Çiçekli bitkiler tarafından çapraz geçişi sağlamak için kullanılan birincil mekanizma, kendi kendine uyumsuzluk olarak bilinen genetik bir mekanizmayı içerir . Çiçek morfolojisinin çeşitli yönleri allogamiyi teşvik eder. Biseksüel çiçeklere sahip bitkilerde, anterler ve karpeller farklı zamanlarda olgunlaşabilir, bitkiler protandöz (önce anterler olgunlaşırken) veya protojendir (sazanlar önce olgunlaşır). Aynı bitki üzerinde tek eşeyli çiçekler bulunan monoecious türler, farklı zamanlarda erkek ve dişi çiçekler üretebilir.

Farklı bitkilerde tek eşeyli çiçeklere sahip olma durumu olan dioecy, zorunlu olarak çaprazlama ile sonuçlanır ve bu nedenle bu amaç için evrimleştiği düşünülebilir. Bununla birlikte, "dioecy, kendi kendine uyumsuzluktan yoksun bitkilerde basitçe bir aşırı üreme mekanizması olarak açıklamanın zor olduğunu kanıtladı". Kaynak tahsisi kısıtlamaları, dioecy'nin evriminde önemli olabilir, örneğin rüzgarla tozlaşma ile, rüzgarda titreşen bir kedicik içinde düzenlenmiş ayrı erkek çiçekler daha iyi polen dağılımı sağlayabilir. Tırmanan bitkilerde yukarıya doğru hızlı büyüme gerekli olabilir ve meyve üretimine kaynak tahsisi hızlı büyüme ile uyumsuz olabilir, bu nedenle dişi çiçeklerin gecikmeli üretimine bir avantaj sağlar. Dioecy, birçok farklı soyda ayrı ayrı evrimleşmiştir ve bitki soyundaki monoecy, dioecy'nin evrimi ile ilişkilidir, bu, dioecy'nin zaten ayrı erkek ve dişi çiçekler üreten bitkilerden daha kolay evrimleşebileceğini düşündürmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

alıntılar

Kaynaklar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar