CO JE TO MIKROPOROGENEZE? - BIOLOGIE - 2025

Microsporogenesis v botaniky, je jednou z fází tvorby pylových zrn. Konkrétně zahrnuje vytvoření mikropóry. Vyskytuje se v prašcích květu, počínaje buňkami zvanými mikrosporocyty.

V podstatě tento proces zahrnuje meiotické dělení mikrosporocytů, což vede k tvorbě buněk zvaných mikropóry. Protože mikrosporocyt podléhá meióze, získají se pro každou počáteční buňku čtyři dcery se snížením genetické zátěže.

Zdroj: André Karwath aka Aka

Osud mikropóry se má proměnit v buňku se dvěma jádry. Během svého vývoje mikroskopicky zvyšuje svůj objem, což je událost, která je spojena s tvorbou vakuoly. Paralelně dochází k přemísťování buněčného jádra.

Tento proces vede k pylovému zrnu, které po oplodnění prochází postupnými transformacemi. Proces, kterým se mikropóra mění v pyl, se nazývá mikrogametogeneze.

Jakmile pyl sestoupí do stigmatu, dochází opět k duplicitě jednoho z jader, známých jako jádra spermií. Tímto způsobem je samčí gametofyt tvořen buňkou se třemi jadernými strukturami.

Mikrosporogeneze

Pyl

Pylové zrno je struktura více či méně mikroskopické velikosti, která odpovídá samčím gametofytům rostlin se semeny nebo spermatofyty.

Část prašníku, který obsahuje zrna, se nazývá pylový vak, který se nachází v samčí zóně květu: tyčinky.

Mikrosporogeneze: první fáze vývoje pylu

Život tohoto samčího gametofytu se vyskytuje ve třech dobře definovaných fázích: počáteční fázi vývoje, která se v mužské sporofytické tkáni nazývá mikroporogeneze; následuje nezávislé stádium cestování do kompatibilní stigmy a nakonec fáze rychlého růstu v ženské sporofytické tkáni.

Prvním stupněm je mikroporogeneze a vyskytuje se uvnitř prašníků. To zahrnuje řadu meiotických dělení buněk zvaných mikrosporocyty nebo "mateřský pyl", které jsou zapouzdřeny v silné stěně kalózy.

Tetradská formace

Výsledkem tohoto dělení je tetrad buněk, z nichž každá se vyvine v samčí gametofyt. Každá z těchto buněk je zapouzdřena v druhé stěně kalózy.

Nezapomeňte, že meióza je proces dělení buněk se snižujícími se vlastnostmi. Genetická zátěž kmenové buňky není stejná jako u dcer.

V případě mikrosporocytů jsou to diploidy, takže dceřiné buňky, které jsou výsledkem počátečního dělení, jsou haploidy. Počet výsledných chromozomů závisí na druhu.

Cytokineze

Po nukleární meiotické dělení následuje cytokinéza. Tento krok je rozhodující pro konečné vytvoření tetradu, protože pro něj existuje více vzorů nebo typů dispozic.

K postupné cytokineze dochází, když je každé buněčné dělení doprovázeno dělením cytoplazmy, což je fenomén typický pro monokoky. Když k tomu dojde, uvidíme, že mikropóry jsou uspořádány v jedné rovině, buď ve formě tetrada, kosočtverce nebo ve tvaru písmene T.

Alternativní dělení je známé jako simultánní cytokineze, kdy se stěny tvoří na konci meiózy. Vyskytuje se ve skupině dvouděložných. Tento vzor má za následek rozptyl mikropórů ve více rovinách.

Tvorba pylové zdi

Pylové stěny se začnou tvořit, zatímco mikropóry jsou stále v tetradovém uspořádání a jsou zapouzdřeny vápenatými stěnami.

První krok zahrnuje ukládání látky zvané primexin na povrch mikropórů. Poté následuje depozice prekurzorů sporopoleninu. Tento proces končí depozicí sporopoleninu, molekuly nepropustné povahy, odolné vůči útokům chemikálií.

Otvory se vyvíjejí v regionech, kde bylo zabráněno ukládání primexinu působením endoplazmatického retikula.

Role rohože ve vývoji a transportu pylu

Během tvorby pylu hraje rohož klíčovou roli. To zahrnuje vrstvu buněk umístěných v prašníku, která obklopuje kmenové buňky mikropórů. Na podložce jsou dva typy buněk: sekreční a amoeboidní.

Tyto buňky jsou velmi specializované a mají poměrně krátkou životnost. S postupem času ztratí buňky svou organizaci a jsou nakonec reabsorbovány.

Jeho hlavní role ve vývoji pylu spočívá v poskytování výživy mikropórům. Kromě toho mají schopnost syntetizovat řadu enzymů a produkovat „cement“ pylu nebo pylenu.

Pylkit je materiál heterogenní povahy (lipidy, flavonoidy, karotenoidy, proteiny, polysacharidy atd.) A lepivé konzistence, která pomáhá udržovat pylová zrna pohromadě během transportu a chrání je před vysoušením, ultrafialovým světlem a další faktory, které mohou ovlivnit jeho kvalitu.

Microgametogenesis

Na závěr si krátce vysvětlíme, z čeho se skládá mikrogametogeneze, abychom přesvědčivě odhalili, jak dochází ke vzniku geneze pylového zrna. Tento proces se liší v angiospermech a gymnospermech, konkrétně:

Angiospermy

V angiospermech zahrnuje mikrogametogeneze první a druhá mitotická rozdělení pylu, což vede k tvorbě mužských gamet.

Tento proces začíná vytvořením vakuoly umístěné ve středu buňky, což je událost, která nutí jádro k pohybu. Tento jaderný pohyb označuje přechod od mikropóry k mladému pylovému zrnu.

Za prvním mitotickým dělením následuje druhé asymetrické dělení, kde se tvoří generativní a vegetativní část. Ten obsahuje větší objem a obsahuje velké, rozptýlené jádro. V případě generativní části obsahuje menší a kondenzované jádro.

Následně dochází k symetrickému dělení, kde generativní buňka vede ke vzniku dvou spermatických buněk.

Gymnospermy

Na rozdíl od toho se v gymnospermech mikrogametogeneze vyvíjí prostřednictvím několika mitotických divizí. Většina pylových zrn v této rostlinné linii je tvořena více než jednou buňkou.

Reference

1. Blackmore, S., & Knox, RB (Eds.). (2016). Microspores Evolution and Ontogeny: Evoluce a ontogeny. Academic Press.
2. Davies, PJ (Ed.). (2013). Rostlinné hormony: fyziologie, biochemie a molekulární biologie. Springer Science & Business Media.
3. Hesse, M., Halbritter, H., Weber, M., Buchner, R., Frosch-Radivo, A., Ulrich, S. a Zetter, R. (2009). Pylová terminologie: ilustrovaná příručka. Springer Science & Business Media.
4. López, BP, Calvarro, LM a Garay, AG (2014). Pylová embryogeneze (gametická embryogeneze). REDUCA (Biology), 7 (2).
5. Smith H. & Grierson D. (Ed.). (1982) Molekulární biologie vývoje rostlin. University of California Press.