花粉的工作原理

经过:杰西卡·牙医

在英格兰伦敦的Chiswick House Camellia秀上,在音乐学院的山茶花中掉下了花粉。“width=
花粉颗粒具有各种纹理和特征的无休止的迷人形状。丹·基特伍德/盖蒂

植物在3.75亿年前将花粉作为生殖手段发展为生殖手段,从那以后,它们还没有回头[来源:邓恩]。如今,植物生命的很大一部分遍布整个地球,都表现出这种进化的创造力。花粉(并扩展)的主要原因是如此重要,是因为它意味着植物不必依靠水来运输受精所必需的生物学成分。含有花粉的植物还倾向于以硬种子的形式受精后为后代提供保护 - 在某些情况下,这些种子甚至坐落在肉质的水果中。

花粉粒本质上是植物精子。也许从技术上讲,精子轿车。在内部,它们包含植物繁殖所需的DNA的雄性部分。当涉及花粉颗粒的大小时,植物的大小与其产生的花粉大小之间没有相关性。大型植物可能会产生一些最小的花粉颗粒,而小型植物可能会产生使这些花粉蒙羞的花粉。花粉颗粒看起来可能不多。在肉眼上,它们通常看起来像尘土飞扬的斑点,但是经过仔细检查,它们具有无尽的迷人形状,并具有各种纹理和特征。

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无论是圆锥形,球形,圆柱形还是其他梦幻般的形状,许多花粉颗粒类似于其他,无论是珊瑚,多汁,贝壳还是海葵。一些谷物点缀着几乎没有尖峰。其他人则具有Weblike表面。更多的东西看起来像是缠结的缠结,而其他缠结的酒窝或肋骨在西瓜上类似于条纹。

这些独特的改编中有许多是为了帮助花粉到达需要去的地方 - 即其自己的物种的女性对应物。表面特征有助于谷物紧贴不同的运输方式,例如鸟羽,蜜蜂腿或动物毛皮。或者,它们在类似于飞机翅膀或热气球的附属物上帮助花粉在空中航行。这些功能中的一些甚至有助于花粉谷物到达目的地时成功。我们将讨论下一页发生快乐事件时会发生什么。

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授粉过程

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花粉颗粒上的表面纹理可以帮助它们粘贴到移动传粉媒介。同样,植物通常在各自的接收零件上粘或羽毛状,以确保它们可以吸收通过其方式的花粉。
Istockphoto/Thinkstock

在大多数产生花粉的植物中,一粒花粉从植物标本的雄性部分到相应的女性部分都成功完成了旅程。理想情况下,它找到了完全不同的植物的方式,以增加从交叉授粉。但是,这并不总是很艰难的要求,尽管重要的是要注意,许多植物物种都有防止特定植物授粉的方法。有些甚至在遗传上是自我兼容的。

一旦一粒花粉到达植物的雌性部分,在大多数情况下胚珠,一个幸运的精子(通常为两个)载入花粉中的精子将使鸡蛋细胞内部受精。受精后,胚珠将逐渐发展为种子,那种种子将把胚胎植物运送到新家。

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遵循此基本生殖路径的植物称为裸子植物。与大多数针叶树一样,具有松果和类似生殖结构的树木就是裸子植物的例子。让我们仔细看看针叶树这是当今地球上众多,最广泛的裸子植物,尤其是松树,因为它们是一些最熟悉的物种。

Pinecones通常有男性和女性品种,它们可能是各种形状,质地和大小,具体取决于物种。一个制成花粉,另一个收到花粉。一旦花粉谷物到达胚珠 - 通常在雌性松果产生的粘性物质的帮助下,它会吸收水,发芽并开始缓慢生长花粉管为了将新生成的精子放在其中。受精发生,最终形成种子。整个过程完成的时间长度差异很大。在许多松树中,从头到尾的授粉过程需要一年多。完成后,种子将从圆锥体中解放出来,前往途中旅行。

但是,尽管授粉过程的发展是革命性的,但它仍然有一些可以解决的问题。在下一页上,我们将探讨将进化铁搅打并使方法更加可靠的植物。

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花力量和授粉

在这朵花中,雄蕊戒指的地球,污名和风格的部分都是可见的。“width=
在这朵花中,雄蕊戒指的地球,污名和风格的部分都是可见的。
iStockphoto/Thinkstock

一些植物 -被子植物- 演变为将授粉过程进一步发展。这些是开花植物,不仅会产生种子,还会开花并产生保护性水果。这些生殖安全网也更好地诱使移动生物有助于成功完成生命周期。实际上,许多人与试行授粉过程的生物共同发展。在物种方面,血管是最多产的类型。许多种类的树木和灌木以及各种水果,蔬菜,谷物,仙人掌野花被视为被子植物[来源:乌鸦]。

因此,让我们看一下这在典型的花朵中的工作原理,然后深入研究花粉的发展。花粉颗粒是通过整个过程创建的减数分裂,在此期间,细胞分裂和生长。花粉的谷物通常位于花粉中(花的男性部分),通常围绕着皮卡(花的女性部分)。雄蕊通常有两个部分:两嘴花药,哪个容纳花粉麻袋,灯丝,花药栖息的茎。每种谷物在旅途中都会逐渐发展出坚硬的外墙。

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一旦将其存放在目的地,花粉颗粒沉淀在一朵花上柱头- 卵巢的入口。与裸子植物一样,发芽和花粉管的形成遵循施肥,但这次使用了两个精子。一个人施肥卵细胞,另一个是施肥的,将另一个细胞施肥,该细胞会发展到胚乳这就是生长的植物胚胎在发芽过程之前和期间消耗的东西。

不同的花朵在不同的构型中生长,而实际上,大多数被子植物都带有雄蕊和腕部成分,但有些却没有。对于这些物种,可以在同一植物的不同花朵上找到雄性和女性生殖部位 - 类似于通常配置了多少个裸子植物的松果。或者,在某些情况下,每个特定的植物标本可能仅具有一个或另一个样品,从而稍微改变了该过程。

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花粉转运蛋白

花粉可以用风携带,被水筏或用任何形式的生物穿梭,无论是蜜蜂,甲虫,鸟或蝙蝠并沉积在另一朵花的雌性生殖部分。这听起来可能很受打击或错过,这就是为什么植物(尤其是裸子植物)会产生大量花粉的原因。

为了使植物成功散布花粉,许多人与其他生物共同发展,以使工作更加频繁,更有效。这发生了多种方式。例如,使用开花植物,那些含有最美味的花粉的植物更有可能吸引传粉媒介,因此它们是传播物种的最佳机会。开花植物还利用形状,颜色和气味来吸引更多的客户,有时看起来似乎令人惊讶。许多甲虫物种被吸引到产生气味的花朵中,我们认为高度吸引人。其中一些植物(其中包括常见的家庭philodendron)通过化学反应加热来吸引甲虫。它使它们产生一种气味,让人联想到分解有机物,甲虫自然地吸引了甲虫。苏门答腊的一种植物被称为魔鬼的舌头,闻起来如此恶臭,据报道使人们昏倒了。是传粉媒介?一种腐肉甲虫。

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鲜艳的花朵最有可能吸引昼夜生物,而白色或浅黄色的花朵最有可能被夜间动物发现。还有花蜜的生产。许多熟练的传粉媒介,例如蜜蜂,蝙蝠和蜂鸟在花蜜上蓬勃发展,因此,拥有适合传粉媒介口的花蜜杯是另一个重要的专业化。最后,植物的性部位的定位也发展了。那些最能满足潜在传粉媒介喂养习惯的标本最成功的标本。因此,最有可能被传粉媒介擦拭的雄蕊 - 因此,更有可能被刷掉并带走 - 是最理想的进化毅力。

花粉和人

蜜蜂以及其他生物都是重要且高度适应的传粉媒介。“width=
蜜蜂以及其他生物都是重要且高度适应的传粉媒介。
iStockphoto/Thinkstock

植物,花粉和传粉媒介显然对人类至关重要。人们肯定会在我们整个物种的长期进化中都了解植物的知识,但是大约11,000年前,我们大大改变了游戏[来源:Starr]。那是人们开始驯化作物植物的时间 - 从野生品种中选择最喜欢的标本,并以某些理想的属性(例如高产,耐药性或耐热性)培养它们。快进到今天,我们的作物生产方法再次从那些早期起步开始迈出了巨大的发展。现在,许多农作物是转基因的生物或转基因生物,我们的人工篡改使很多人想知道它对自然进化的生物会产生什么影响。

科学家研究转基因作物是否有可能与常规作物以及相关物种杂交。一项在非洲进行的研究是,转基因生物可能会产生相当大的影响,确定那里的蜜蜂在距离巢穴近4英里(3公里)的同时,在觅食中[来源::科学日报]。这样的范围可以使引入的转基因作物的trangenes渗入野生物种。为了控制交叉授粉的实例,欧洲共存局等国际机构提倡某些隔离措施。这些包括空间和时间步骤;换句话说,在可能交叉授粉的植物的某些距离上种植作物,以及这种种植的时间,因此该物种在一年中的不同时间开花。

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由于其他原因,花粉也是研究的有用内容。通过采集核心样本,专门从事飞孢子学领域的科学家(对花粉,孢子和类似的微观植物寿命的研究)可以对地球历史上不同的时代中的植物普遍存在一个好主意。例如,花粉和其他palynomorphs可以帮助确定何时在某个地区开始或停止农业种植,何时将一片土地被树木林木或草拟或何时发生气候发生变化。

在下一页上,了解有关花粉的更多信息 - 以及在开始时该怎么做打喷嚏

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  • “转基因作物:欧洲关于避免GM和常规玉米混合的混凝土措施的报告。”科学日报。2010年9月27日。(2011年7月12日)http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100927084000.htm
  • “如果转基因基因逃脱,杂种将如何做?高粱,碎屑及其在内布拉斯加州的野生杂种杂种的健身和生长。”科学日报。2010年11月2日(2011年7月12日)
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  • “性植物繁殖:男性和女性零件'谈话'与大脑中的细胞一样。”科学日报。2011年3月17日。(2011年7月12日)http://www.scieccedaily.com/releases/2011/03/110317141410.htm
  • Starr,Cecie和Taggart,Ralph。“生物学:生活的统一和多样性。”布鲁克斯/科尔。2001.(2011年7月12日)

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