Cos'è la doppia fertilizzazione? (Descrizione)

IL doppia fertilizzazione È un processo che si verifica nelle piante, attraverso il quale uno dei nuclei gametici del grano del polline (gametofita maschile) fertilizza la cellula riproduttiva femminile (oosfera) e un'altra fertile un'altra cellula, che sarà diversa se è un'angiosperma o un gnetale.

In Angiosperms il secondo nucleo del gametofita si fonde con i due nuclei polari presenti nella cellula centrale del sacco politico da svilupparsi nell'endosperma. In Gnetales, d'altra parte, il secondo nucleo del gametofita maschile si fonde con il nucleo del canale ventrale per produrre un secondo embrione.

Fecondazione nelle piante. 1) sporofita; 2) gli antera; 3) ovulo; 4) ovaio; 5) cellule staminali microsper; 6) cellule staminali Megasporam; 7) Microspora; 8) megaspore; 9) Grano polline (gametofita maschile); 10) borsa embrionale (gametofita femminile matura); 11) seme; 12) endosperma (3n); 13) seme maturo; I) diploide (2n); Ii) aploide (n); Iii) meiosi; Iv) mitosi; V) impollinazione; Vi) doppia fertilizzazione; Preso e curato da: TheLaw14 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)].

Originariamente i botanici credevano che la doppia fecondazione fosse un fenomeno esclusivo di angiosperme, tuttavia il processo è stato successivamente descritto per le piante del gruppo Gnetales.

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Storia

Il botanico russo Sergey Gavrilovich Nawashin lavora con le angiosperme di specie Lilium Margage E Fritillaria tenella Fu il primo ad osservare il doppio processo di fertilizzazione. Questo fenomeno è stato successivamente dimostrato dal famoso botanico polacco Eduard Strasburger.

Dopo questa scoperta, vari botanici hanno riportato eventi anormali a doppia fertilizzazione in diversi gruppi di palestre (Thuja, Abies, Pseudotsuga, tra l'altro). I prodotti della seconda fecondazione potrebbero degenerare, produrre nuclei liberi o anche dare origine a ulteriori embrioni.

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Successivamente è stato dimostrato che la doppia fecondazione era un evento normale nelle piante del gruppo Gnetales, ma in questi se non nelle angiosperme, la seconda fecondazione produce sempre embrioni e non -entenmi aggiuntivi.

Descrizione

In angiosperme

Nella maggior parte delle angiosperme la cellula precursore di Megásporas (megasporocito) produce quattro megasis aploidi con meiosi, di cui solo uno si sviluppa per produrre un megagametofita, mentre gli altri sono degenerati.

Il megagametofita produce otto nuclei, di cui due (nuclei polari) migrano nell'area centrale del megagametofita o della borsa embrionale, dando così origine a una cellula binucleata.

Il resto dei nuclei è disposto in gruppi di tre sulla periferia, uno di loro formerà l'ovocell, i due adiacenti formeranno i sinergidi, mentre i restanti tre situati all'estremità opposta formeranno gli antipodi.

D'altra parte, il gametofita maschile (grano polline) produce tre nuclei; Due spermatozoi e uno vegetativo. Quando il grano del polline entra in contatto con lo stigma, germina e produce un tubo policoso che cresce attraverso lo stile, attratto da sostanze prodotte dal sinergizzato.

I due nuclei di sperma migrano quindi attraverso il tubo di polline per eseguire la doppia fecondazione. Uno dei nuclei dello sperma si unirà al nucleo dell'ovocell e formerà uno zigote che darà origine all'embrione, mentre l'altro si fonderà con i due nuclei della cellula centrale che danno origine all'endosperma.

L'endosperma

L'endosperma è un tessuto triploide formato dalla fusione della cellula centrale del sacco embrionale (binucleato) con uno dei due nuclei di sperma del grano del polline. Le cellule di endosperma sono ricche di granuli di amido incorporati in una matrice proteica e la loro funzione è quella di fornire materiale nutrizionale all'embrione in via di sviluppo.

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Non vi è consenso tra gli scienziati sull'origine evolutiva dell'endosperma nelle angiosperme. Alcuni autori sostengono che si tratta di un embrione extra il cui sviluppo è stato trasformato in tessuto nutrizionale a beneficio dell'altro embrione.

Altri autori sostengono che l'endosperma non è un prodotto della riproduzione sessuale, ma che è una fase vegetativa dello sviluppo del sacco embrionale, come nelle ginnosperme. Entrambe le ipotesi hanno i loro detrattori e difensori.

In Gnetales

Le uniche piante di ginnosperme in cui vi sono doppie fecondazioni comprovate appartengono ai generi Gnetum E Efedra (Gnatals). Tuttavia, in nessuno di essi Endosperma proviene da questa doppia fertilizzazione.

Efedra

In almeno due specie di Efedra I gameti femminili si formano in Archegonie all'interno di gametofite monosporiche. Il tubo spermatico per la sua parte contiene quattro nuclei, due dei quali sono riproduttivi.

Questi nuclei di spermatozoi vengono rilasciati nel megagametophite e uno di essi si fonderà con il nucleo dell'ovocell, mentre l'altro si fonderà con il nucleo del canale ventrale.

Il risultato è due zigoti che saranno sviluppati in embrioni vitali geneticamente identici, poiché i due nuclei femminili sono stati formati all'interno di un gametofita monosporico, mentre i due nuclei spermatici dallo stesso tubo di polline sono anche geneticamente identici.

In ogni gametofita femminile si possono formare due o più archegonia, risultando in un doppio eventi a doppia fertilizzazione può verificarsi all'interno di un gametofita.

Gnetum

Doppia fecondazione in Gnetum Presenta differenze importanti quando lo confronta con la doppia fertilizzazione che si verifica in Efedra. In Gnetum, A differenza di Efedra, Le gametofite femminili sono tetrasporiche e non monosporiche.

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Un'altra differenza è che in Gnetum Non ci sono archegonie o ovocells predestinate. A causa della perdita di ovocell, numerosi nuclei gametofiti femminili sono fertili; In questo modo, i due nuclei di sperma da un tubo di polline possono fertilizzare due nuclei femminili.

Come in Efedra, Il processo a doppia fertilizzazione in Gnetum Produrrà due zigoti vitali, ma in questo gli zigoti non saranno geneticamente identici a causa della natura tetrastoporica del gametofita femminile. In Gnetum Possono anche verificarsi più eventi a doppia fertilizzazione, se ci sono abbastanza grani di polline.

Pianta gnetale di Efedra viridis. Preso e modificato da: dcrjsr [cc da 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)].

Doppia fecondazione ed evoluzione nelle piante

La scoperta della doppia fertilizzazione in Gnetum E Efedra Supporta l'ipotesi evolutiva che questo processo abbia avuto origine da un antenato comune di gnetali e angiosperme, quindi sarebbe una sinapomorfy (carattere derivato condiviso) che consentirebbe loro di raggrupparli nel clado dell'anofitas (monofiletico).

I sinapomorfie sono caratteri derivati ​​che sono condivisi da due o più specie o taxa e quindi possono mostrare un certo grado di parentela. Il carattere ancestrale (plesiomorfo) in quel caso sarebbe una semplice fecondazione.

In questo modo, i Gneles potrebbero essere un gruppo basale all'interno della stoffa delle antofitas in cui la doppia fertilizzazione dà origine a due zigote vitali.

Riferimenti

1. Endosperma. In Wikipedia. Recuperato da.Wikipedia.org.
2. Doppio ferzione. In Wikipedia. Recuperato da.Wikipedia.org.
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6. W.E. Friedman (1990). Riproduzione sessuale in Efedra nevadensis (Efedraceae): ulteriori prove di doppia fecondazione in una pianta di semi non fluttuanti. American Journal of Botany.
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