Эндосперм у покрытосеменных растений является диплоидной тканью

Что такое эндосперм. Характеристика, особенности формирования и функции эндосперма.

Эндосперм — это запасающая ткань семян цветковых и голосеменных растений, необходимая для первоначального питания зародыша. Ее строение и происхождение у этих двух отделов различно и тесно связано с особенностями репродуктивной системы. Развитие и роль эндосперма у покрытосменных растений зависит от типа строения семени.

Что такое эндосперм

Эндосперм цветковых растений представляет собой насыщенную питательными веществами гибридную триплоидную ткань, возникшую в результате двойного оплодотворения. Такая структура не имеет гомологии с женским заростком, в отличие от аналогичного образования у голосеменных растений.

К основным резервным веществам, которые имеет эндосперм, относят крахмал, жиры, белки, гемицеллюлозу и алейроновые зерна. В запасающей ткани семян злаковых и сложноцветных белок алейрон образует сплошной поверхностный слой.

Особенности формирования эндосперма у покрытосеменных

Полное понимание, что такое эндосперм, невозможно без знания особенностей репродуктивной биологии покрытосеменных растений. Триплоидная запасающая ткань развивается из диплоидной центральной клетки зародышевого мешка после ее оплодотворения одним из спермиев.

Существует 2 типа формирования эндосперма:

нуклеарный (ядерный) — вначале происходит многочисленное деление ядер, а затем цитокенез;
целюллярный (клеточный) — каждое удвоение генетического материала сопровождается цитокинезом.

В нуклеарном эндосперме образование клеточных перегородок происходит по направлению от периферии к центру.

Структура и функции эндосперма

Клетки эндосперма крупные и содержат множество питательных веществ. Оболочки клеток могут быть как тонкими, так и очень толстыми (роговыми). Поверхность эндосперма в большинстве случаев гладкая, однако у ряда семейств в процессе созревания семян становится морщинистой (ластоневые, пальмовые, ореховые). Этот тип запасающей ткани называют руминированным. Установлено, что в таком эндосперме скорость обмена веществ с другими частями семени выше, чем в гладком. Это происходит за счет увеличения площади контакта с окружающими тканями.

В зреющем семени эндосперм выполняет функцию переработки и передачи питательных веществ из материнского организма к зародышу. Этот период характеризуется высокой метаболической активностью, он длится весьма недолго, после чего эндосперм начинает накапливать питательные вещества, превращаясь в запасающую ткань.

Соотношение размеров эндосперма и зародыша

В процессе созревания семени эндосперм может развиваться в большей или меньшей степени, что зависит от семейства, к которому принадлежит растение. Например, у злаковых, лилейных и магнолиевых запасающая ткань занимает большую часть объема, а у яблоневых, наоборот, настолько сильно вытесняется зародышем, что сохраняется лишь в виде тонкого слоя под семенной кожурой.

Запасающая ткань некоторых растений к моменту созревания семени исчезает полностью. Это можно определить по некоторым морфологическим признакам его строения. Например, мясистость семядолей говорит о том, что такой эндосперм быстро расходуется, отдавая питательные вещества в зачатки будущих листьев растения. В данном случае именно семядоли служат основным питательным резервуаром для развития зародыша. Наиболее ярко это можно увидеть у бобовых.

Тем не менее полное отсутствие эндосперма в зрелом семени — довольно редкое явление, которое встречается только у 15% семейств цветковых растений. У остальных покрытосеменных (как двудольных, так и однодольных) эта ткань обязательно присутствует хотя бы в небольшом количестве.

Некоторые семена содержат другой тип запасающей ткани — диплоидный перисперм, который может полностью заменять эндосперм, либо присутствовать наряду с ним. Выделяют несколько типов семян по содержанию запасающих тканей.

Эндосперм у голосменных

Запасающая ткань семян растений отдела Pynophyta сильно отличается от того, что такое эндосперм покрытосеменных растений. В первую очередь, это связано с другим механизмом размножения. У голосеменных эндосперм — это по сути женский заросток, развивающийся из созревшей в нуцеллюсе мегаспоры. Клетки такого эндосперма имеют одинарный набор хромосом.

Читайте также: Какие ткани для обивки мебели самые долговечные

Запасающая ткань формируется в результате многократного митотического деления ядра гаплоидной мегаспоры, которые завершаются образованием межклеточных перегородок. Сначала развивается периферическая часть, а затем — центральная. После этого в эндосперме начинают формироваться архегонии, которые, претерпеваюя оплодотворение, превращаются в слабодифференцированный зародыш.

Основным запасным веществом эндосперма голосеменных является крахмал, жиры присутствуют в меньшей степени. Питательные компоненты поступают в ткань из нуцеллюса и интегумента.

Что такое эндосперм. Характеристика, особенности формирования и функции эндосперма.

Что такое эндосперм

Особенности формирования эндосперма у покрытосеменных

Существует 2 типа формирования эндосперма:

нуклеарный (ядерный) — вначале происходит многочисленное деление ядер, а затем цитокенез;
целюллярный (клеточный) — каждое удвоение генетического материала сопровождается цитокинезом.

В нуклеарном эндосперме образование клеточных перегородок происходит по направлению от периферии к центру.

Структура и функции эндосперма

Соотношение размеров эндосперма и зародыша

Читайте также: Расчет портьерной ткани при пошиве штор

Эндосперм у голосменных

Вторичный эндосперм

Втори́чный эндоспе́рм — ткань, образующаяся в семенах большинства цветковых растений во время оплодотворения. Эндосперм окружает зародыш и обеспечивает его питание за счет крахмала, растительных масел и белков. Это делает эндосперм цветковых растений важным источником питательных веществ в диете человека. Например, эндосперм пшеницы после размалывания представляет собой муку, из которой пекут хлебобулочные изделия, эндосперм ячменя используют для пивоварения.

Первичный эндосперм голосеменных образуется до оплодотворения из мегаспоры и соответствует женскому гаметофиту. Клетки эндосперма голосеменных первоначально гаплоидные, затем в результате слияния ядер становятся полиплоидными. [1]

Происхождение эндосперма у покрытосеменных

Примитивные цветковые растения имеют семена с крупным эндоспермом и мелким зародышем. Эволюционное развитие привело к появлению растений с семенами, в которых эндосперм невелик или отсутствует. У продвинутых групп цветковых зародыш занимает большую часть семени, и эндосперм не развивается или потребляется зародышем к моменту созревания семени. [2] [3]

Двойное оплодотворение

Эндосперм образуется, когда два спермия из пыльцевого зерна (мужского гаметофита) прорастают до зародышевого мешка (женского гаметофита). Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, при этом образуется зигота, а второй сливается с двумя полярными тельцами в центре зародышевого мешка, и при этом образуется первичная клетка эндосперма (с тройным набором хромосом), которая развивается в эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением.

Около 70 % покрытосеменных имеют полиплоидные эндоспермы, [4] обычно триплоидные, но встречаются и варианты от 2n до 15n (наборов хромосом). см. илл.

Древнее цветковое растение Nuphar polysepala имеет диплоидный эндосперм, результат слияния спермия с одной полярной клеткой. Считается, что на ранней стадии развития цветковых произошло изменение в данном типе развития и стал образовываться не семи-, а восьмиклеточный зародышевый мешок с диплоидным эндоспермом. [5]

Образование эндосперма

Существует два типа образования эндосперма — ядерный (нуклеарный, nuclear), при этом образуется жидкий эндосперм и клеточный, когда происходит образование клеточных стенок при делении ядер. Среди покрытосеменных наиболее распространен клеточный тип. Сладкая кукуруза собирается в период ядерного образования эндосперма, до момента превращения сахаров в крахмал и формирования клеточных стенок. Кокосовое молоко является жидким эндоспермом.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных открыл С. Г. Навашин

Значение в развитии растения

Эндосперм осуществляет транспорт питательных веществ из материнского организма в семя, в эндосперме может происходить импринтинг генов, и именно в эндосперме останавливается развитие семян генетически модифицированных растений. [6] У покрытосеменных эндосперм содержит гормоны, например, цитокинины, которые регулируют дифференцировку клеток и образование зародышевых органов. [7]

Читайте также: 100 хлопок ткань для брюк

Примечания

↑М. С. Гиляров (ред.) Биология. Большой энциклопедический словарь. — 3 изд.. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — 864 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-252-8
↑The Seed Biology Place — Seed Dormancy
↑ Friedman, William E. (1998), ««The evolution of double fertilization and endosperm: an ”historical» perspective»», Sexual Plant Reproduction Т. 11: 6 , DOI 10.1007/s004970050114
↑ Olsen, By Odd-Arne (2007), ««Endosperm: Developmental and Molecular Biology»», ISBN 3-540-71234-8: 2
↑ Friedman, William E. (2003), ««Modularity of the Angiosperm Female Gametophyte and Its Bearing on the Early Evolution of Endosperm in Flowering Plants»», Evolution Т. 57: 216, doi:10.1111/j.0014-3820.2003.tb00257.x ,
↑ 1
↑Pearson, Lorentz C. The diversity and evolution of plants. — Boca Raton: CRC Press. — P. 547. — ISBN 0-8493-2483-1

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Вторичный эндосперм» в других словарях:

вторичный эндосперм — запасающая ткань семени покрытосеменных растений, клетки которой содержат триплоидный набор хромосом; образуется в результате двойного оплодотворения … Анатомия и морфология растений

ВТОРИЧНЫЙ ЭНДОСПЕРМ — запасная питательная ткань семени, развивающаяся от слияния вторичного ядра зародышевого мешка с вторичной мужской гаметой пыльцевой трубки … Словарь ботанических терминов

Эндосперм (значения) — Эндосперм запасающая ткань в семени растений. Первичный эндосперм голосеменных развивается из женского гаметофита (его клетки полиплоидны). Вторичный эндосперм большинства покрытосеменных образуется в результате двойного… … Википедия

эндосперм — ткань семени, в которой откладываются запасные питательные вещества. Э. голосеменных и Э. покрытосеменных растений не являются гомологичными структурами. См. также первичный эндосперм; вторичный эндосперм (см. рис. Типы семян в зависимости от… … Анатомия и морфология растений

нуклеарный эндосперм — вторичный эндосперм, при развитии которого первоначально образуются многочисленные ядра, свободно располагающиеся в цитоплазме зародышевого мешка; позднее вокруг каждого ядра обособляется своя цитоплазма и формируется клеточная стенка, т. е.… … Анатомия и морфология растений

руминированный эндосперм — вторичный эндосперм с морщинистой, складчатой поверхностью; образуется у представителей сем. Пальмовые (Palmaceae), сем. Ореховые (Juglandaceae) и др … Анатомия и морфология растений

целлюлярный эндосперм — Синонимы: клеточный эндосперм вторичный эндосперм, развитие которого в отличие от нуклеарного эндосперма идет обычным путем: каждое клеточное деление завершается цитокинезом – обособлением двух новых клеток … Анатомия и морфология растений

двойное оплодотворение — свойственно только цветковым растениям. При двойном оплодотворении один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки вторичный… … Энциклопедический словарь

семя — seed семя. Pазвивающийся из семяпочки орган растений; С. состоит из покровов, зародыша, а запас питательных веществ содержится в клетках самого зародыша или в особой запасающей ткани (первичный эндосперм, вторичный эндосперм, перисперм); при… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ДВОЙНОЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ — свойственно только цветковым растениям. При двойном оплодотворении один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки вторичный… … Большой Энциклопедический словарь

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом