おしべは何で構成されていますか? 受粉と受精

花は、種子による繁殖を目的として改変された花です。 通常の枝（芽）とは異なり、花芽から発生します。 花の茎の部分は花柄と花托から構成されます。 花冠、がく、おしべ、めしべが形成されますが、なぜ植物にこれらすべての器官が必要なのかを理解するには、花の構造をより詳細に研究する必要があります。 したがって、その中心には雌しべがあり、その名前にもかかわらず、これは「女性」の生殖器官です。 原則として、その周りには「男性」の生殖器である多数の雄しべがあります。 どの花でも、雄しべと雌しべが主要な部分です。 これらはその後植物の果実を形成し、その種子は信頼できる繁殖手段となります。

おしべとめしべは、開花植物の生命において重要な役割を果たします。 すべての花の雄の生殖器官、つまりすべての雄しべの全体は、通常「アンドロエシウム」と呼ばれます。 それぞれが「葯」に包まれた「雄しべ糸」と4つの「花粉嚢」を持っています。 それは 2 つの半分で構成され、それぞれにさらに 2 つの空洞 (部屋または巣) があります。 彼らはよく知られている花粉を生産します。 フィラメントは水と栄養素を運びます。 花の女性の生殖器官は「雌蕊」であり、実際には「雌しべ」と呼ばれます。 「花柱」「子房」「柱頭」から構成されます。 雄しべで熟した花粉はこの「柱頭」の上に落ちます。 「柱」はサポート機能を果たし、胚珠（1つまたは複数）を含む「子房」から、受精すると種子が成長します。 胚珠には胚嚢が含まれており、これが急速に発達して植物の果実を形成します。 雌しべと雄しべの図は、甘い蜜を分泌する「蜜腺」なしでは完成しませんが、ほとんどの場合、花から花へと飛ぶ昆虫の助けを借りて花粉を受け取ります。 花被片は花冠とがくから構成されます。 雌しべと雄しべは花被に囲まれています。

特定の臓器の存在によって引き起こされるさまざまな症状があります。 したがって、花に雌しべと雄しべがある植物は「両性」として分類されます。 おしべのみ、またはめしべのみがある場合、その植物は「雌雄異株」として分類されます。 「雌雄同株」とは、雄しべと雌しべの両方を持つ花を持つ植物相の代表です。 雌しべの花だけ、または雄しべの花だけを持つ植物を「雌雄異株」といいます。

雌しべと雄しべの構造は数百万年かけて形成されました。 花はすべての生殖器官であり、おしべとめしべは植物に果実（種子）の形成をもたらします。 果実は心皮融合の過程で現れます。 それは単純なもの（エンドウ豆、プラム、チェリー）または複雑なもの（いくつかの融合した雌しべからなる - カーネーション、スイレン、ヤグルマギク）の場合があります。 植物相の多くの代表者は未発達の（初歩的な）雌しべを持っています。 花の形や構造における種の多様性は、長い進化の過程で生じた受粉方法の違いと関連しています。

葉から派生した花のおしべの構造はさまざまです。 雄しべの数は異なります。 12 個未満の場合は正確な数を示し、12 個を超える場合は、それらが多数あると言います。 各雄しべは花糸と葯で構成されます。

成熟した葯は 2 つの半分に分かれており、フィラメントと呼ばれる中間部分で接続されており、そこにフィラメントが取り付けられています。 フィラメントと結合組織の関節は、固定または可動のいずれかにすることができます。 前者の場合、葯は静止していますが、後者の場合、葯は揺れています（図1）。 フィラメントが長くて細い場合（ライ麦）、揺れる葯も見られます。

図1。 おしべと花粉の構造.
I - ヘンバネの雄しべ（a - 前面、b - 背面）： 1 - 雄しべフィラメント。 2 - ブート。 3 - 信号マン。 II - メギのおしべ。 Ⅲ - ジャガイモのおしべ。 IV - ブルーベリーのおしべ。 V - ユリのおしべ。 Ⅵ - ユリの葯の断面構造: A - 若い葯。 B - 開いた葯: 1 - 表皮。 2 - 葯を開くために使用される細胞の層。 3 - 給餌層。 4 - 花粉のある葯の巣。 5 - ブーツのひび割れの場所。 6 - 導電性バンドル。 7 - コネクタの主要な組織。 VII - 熟した花粉の構造(高倍率): a - 全体像。 b - 塵の斑点の断面: 1 - 外殻 (外皮): 2 - 孔。 3 - 内殻（intina）; 4 - 栄養細胞の核。 5 - 生殖細胞の核。 VIII - チコリの粉の斑点。 IX - カボチャの粉。 バツ - リンドウの斑点。 XI - 松の粉の斑点。 XII - 塵の発芽と2つの雄性配偶子の発生(精子細胞): a - 発芽の始まり。 b - 栄養核と生殖核を備えた花粉管。 c - 生成核の分割。 d - 花粉管の末端で、栄養核と2つの精細胞が含まれています。

雄しべは遊離している場合もあれば、融合している場合もあります。 葯（キク科）または雄しべ糸（キク科）のいずれかが一緒に成長します。 雄しべの最も重要な部分は花粉（花粉）であり、これは花粉粒とも呼ばれる塵粒で構成されています。

植物に受粉するには花粉が必要です。 これらは、葯の巣を大量に満たす顕微鏡的に小さな体です。

若い頃の葯には 4 つの巣があります。 葯が熟すと、隣接する巣の間の隔壁が破壊され、2つの巣だけが残ります（図1、VI）。

成熟中の葯の開口はさまざまな方法で行われます。袋に沿った亀裂（キャベツ、ヒマワリ）、端の穴（ジャガイモ）、または最終的には特別な傘（メギ）によって起こります。

花粉粒は高倍率でないと詳細に見ることができません。 虫眼鏡を通して見るとほとんど見えず、肉眼で見えるのは最大のもの（カボチャ）だけです（小さな粉末の形で）。 花粉粒の外殻 (外皮) には、昆虫や雌しべの柱頭への付着を促進する、棘、模様、櫛、小さな突起などのさまざまな厚みがあります。 外皮には、肥厚に加えて、内殻 (内膜) から形成される花粉管の成長に役立つさらにいくつかの穴があります (図 1、XII)。

花粉粒の内容物は 2 つの細胞で構成されています。そのうちの 1 つは栄養細胞と呼ばれる大きな細胞で、独自の核を持ち、もう 1 つはレンズ状でセルロースの殻がなく、側面にあり、生殖細胞と呼ばれます。

良好な条件下では、花粉粒が発芽し始めます。 これらの条件の 1 つは、甘い液体の存在です。 発芽は数時間以内、場合によっては数分以内に起こり、顕微鏡で観察できます。 そのプロセスは、内殻 (内膜) が管の形に引き伸ばされ、栄養核が管の末端まで滑り落ちてそ​​こで破壊され、生殖細胞が管の末端または中間に移動するというものです。 、2つの半分に分かれ、2つの男性の生殖細胞（精子）を形成します（図1、XII）。 多くの単子葉植物 (穀物) では、葯内にある花粉粒の成熟中に、生殖細胞がはるかに早く分裂します。 これらの植物の成熟した花粉粒は三細胞性であり、1 つの栄養細胞と 2 つの精細胞を含んでいます。 花粉管には、その成長を栄養素に向けて誘導する能力があります。

現代の顕花植物の最も素晴らしく美しい部分は花です。 植物によって花の種類も異なります。大きくて香りのよいものもあれば、小さくて目立たないものもあります。 しかし、地球上のすべての花は、生殖という同じ機能を果たします。 どの開花植物でもこの機能を担うのは、各花に含まれる雌しべと雄しべという 2 つの器官です。 それぞれの植物には、これらの生殖器官の位置に独自の特徴があります。

花序

花は新芽に生えます。 進化により生殖プロセスが最適化され、多くの場合、シュートから複数の枝が生じ、それぞれが別個の花を咲かせます。 この花の形成形態は花序と呼ばれます。

花序は複雑な場合もあれば、単純な場合もあります。 シンプルな花の集合体は、シュートの主軸にあるすべての花を集めます。 複雑な花序は、主軸上に個々の花ではなく、花の構造を反映する小さな分岐した花序があるという事実によって特徴付けられます。 典型的な花序の図を以下に示します。

大きな花は通常単独で咲きます。 小さな花が花序に集められます。 一緒に集められると、それらは花序の構造と色を与え、周囲の空気を蜜の香りで満たします。 この素晴らしい香りは、花に殺到する昆虫を引き寄せ、同時に花粉をある花から別の花に移します。

花序はまた、単一の花よりも多くの種子と果実を生産します。 このようにして、地球上で特定の植物種がより多く分布する可能性が達成されます。 これが花序の形成の生物学的重要性です。

花序-花

進化の過程で、いくつかの花序は、1つの巨大な単一の花のように見えるようになりました。 ヒマワリ、カモミール、ヤグルマギク、ガマズミ、ダリア、その他多くの有名な植物がこのようにして開花します。 蜜を集める昆虫や動物たちは、このような大きくて鮮やかな花に注目します。 したがって、動物の花粉媒介者は一度に複数の花序に受粉することができます。

花の構造

以下に示す花図は、この器官の典型的な構造を示しています。 茎にはさまざまな植物の花が咲きます。 これは植物の茎の最後の節の名前です。 手のひらなど、花そのものが咲く場所を花托といいます。 この器官は花の構造の基礎となるフレームです。 花びらは花被で囲まれており、雌しべとおしべを保護し、昆虫をこの花に引き寄せます。

いくつかの花被片が花冠を形成します。 これは、明るく対照的な色を持つ花の内側の花びらの集まりに与えられた名前です。 花冠は花粉を集める昆虫を視覚的に誘引する役割を果たします。

典型的な開花植物の図を以下に示します。

1-花びら;

2-フィラメント。

3-ブート。

4-汚名。

5列。

6-卵巣。

7 - 胚珠

この複雑な構造全体は、生殖機能を実行するように設計されています。 果実の外観に関与する主な器官は、おしべとめしべです。 花のこれらの部分の例と比較として、チューリップとサクランボでそれらがどのように配置されているかを見てみましょう。

おしべとめしべの構造

サクランボとチューリップは全く別の植物なので、子供でも間違えることはありません。 ただし、これらの植物相の代表的な雄しべと雌しべには多くの共通点があります。 どちらの種も被子植物界に属します。 チューリップの雌しべには花柱がなく、柱頭は子房の上部に直接あります。 汚名は決して平坦なものではない。 通常は粗く、枝分かれしており、時にはベタベタしていることもあります。 柱頭の構造におけるこのような困難は、柱頭ができるだけ多くの花粉を収集し、受精のためにそれを残す必要があるという事実によるものです。 柱頭が花柱の高い位置にある場合もあります。高さが高いと、花粉をキャッチする方がはるかに優れています。

以下にその図を示した雌しべと雄しべは、被子植物の生殖器官の典型的な構造を反映しています。

子房は雌しべの下部の拡張した部分です。 それには植物の雌の卵、つまり胚珠が含まれています。 雌しべのこの部分では、将来の種子や果実の基礎が熟します。 サクランボには胚珠が 1 つありますが、チューリップには数十個あります。 したがって、すべてのサクランボの果実は単一の種子ですが、チューリップは同時に多くの種子を発育および熟させます。

チューリップもサクランボも同じ種類のおしべを持っています。 細い花糸と大きな葯で構成されています。 葯の内部には大量の花粉の蓄積が形成され、その中の塵の各斑点は別個の雄の生殖細胞です。 桜の花にはたくさんのおしべがありますが、チューリップのおしべは6本しかありません。 植物の花粉が葯から柱頭に移動することを受粉といいます。 花粉が柱頭に定着した後、受精が起こり、男性の生殖細胞が女性の生殖細胞と融合し、新しい果実に命を与えます。

この説明からわかるように、雄しべと雌しべはどちらも受精にとって同様に重要です。 果実が生まれるのは雌しべの中でであるため、植物のこの器官は花の雌の部分です。 雄しべは、花の雄の部分と呼ばれます。

雄花と雌花

上で説明したサクランボとチューリップの例では、その植物の各花には雄しべと雌しべが含まれています。 植物界のそのような代表者はバイセクシュアルと呼ばれます。 しかし、植物によっては、雄しべまたは雌しべのみを持つ花を持つものもあります。 私たちの植物相のそのような代表者は、単性と呼ばれます。 単性植物には、キュウリ、クワ、ポプラ、シーバックソーンなどがあります。 単性種の個々の標本には雄花または雌花があります。

雄株と雌株の指定

植物学では、雌しべ（雌）の花を占星術のシンボルである金星で表すのが通例です。 そして、雄（雄蕊）のものには火星の印が付いています。

雌雄異株と雌雄異株

雄蕊の花と雌蕊の花は同じ植物にあることがよくあります。 したがって、特定の木や低木は、外部からの助けがなくても自家受粉して繁殖することができます。 この性質を持つ植物は雌雄同株と呼ばれます。 典型的な雌雄同株の植物はキュウリ、カボチャ、ハシバミです。 植物界の他の代表例では、雄しべと雌しべが異なる植物標本に位置しています。 この特徴により、植物学者はこれらの標本を雌雄異株の植物として分類することができました。 ヤナギ、イラクサ、ポプラ、ポプラなどの雌雄異株が広く分布しています。

我が国の中央地帯の都市住民は、典型的な雌雄異株の植物であるポプラに精通しています。 春にはポプラが花粉を落とし、初夏にはこの種のメスの標本が白い綿毛を落とします。 よく知られている白い雲はパラシュートであり、それを使ってポプラが種子をまき散らします。 綿毛の細いレース状の糸により、種子は空中に留まり、親木からかなりの距離を離れて飛び去ることができます。 自身の果実を分配する同じ方法がタンポポに固有のものです。

結果

おしべとめしべは、あらゆる顕花植物の最も重要な構成要素です。 自然界における植物の分布を理解することは、私たちの日常生活の多くの分野において重要です。 たとえば、上記のポプラの繁殖方法は、多くのアレルギー疾患を引き起こします。 この植物の雄の標本のみを植えることで、市内企業の病気の葉の数を大幅に減らし、特定の地域の住民の健康を改善することができます。

それぞれ おしべ通常、次の 2 つの主要な部分で構成されます。 無菌 - フィラメント、 または フィラメント、そして肥沃な - 葯、 または 小胞子嚢.

一部の植物では雄しべの糸が存在しない場合があり、そのような雄しべの葯は無柄と呼ばれます。 植物によっては、セントジョーンズワートやマメ科植物のように雄しべ糸が一緒に成長するものもあれば、トウゴマのように分岐するものもあります。

フィラメントの表皮は、薄いキューティクルを備えた軸に沿って細長い細胞で構成されており、キューティクルがまったくないこともよくあります。 おしべの糸状の表皮細胞は、葉の表皮細胞ほど緊密に結合していません。 フィラメント上の気孔がかなりの数で見つかることがあります。 正常な雄しべフィラメントの葉肉は、薄い膜と明確な細胞間空間を備えた実質細胞で構成されています。 多数の広範な細胞間空間と細胞膜の薄さが、雄蕊糸の葉肉構造に柔らかさと緩みを与えます。 典型的な雄しべ糸の中心には、求心性木部を備えた一次構造の維管束系があります。 雄しべ糸の維管束の伝導系を構成する各維管束の師部部分は、木部に比べて比較的発達が遅れていますが、一般に雄しべ糸の維管束は非常に重要です。 平らなフィラメントでは、血管系はいくつかの束で表されます。 靱皮繊維やその他の機械的要素は、通常、雄蕊糸には見られません。 一般に、雄しべ糸の構造は非常に原始的であり、特別な支持組織を持たず、細胞の膨張により雄しべはまっすぐな状態に保たれています。

葯はさらに複雑に構築されています。 葯と花粉の発生と構造については、次の段落で詳しく説明します。 花の中の雄しべのセットは、通常 2 つの円、または周期 (渦巻き) 状に配置されており、形態学ではこう呼ばれます。 アンドロエキウム.

花の最後の上部の渦巻きを構成する大胞子の形成と受精のために特別に設計された装置は、と呼ばれます。 雌蕊園。 雌蕊の一般名は雌しべですが、これは包括的なものではなく、常に正しく適用されるとは限りません。 典型的な、完全に形成された雌しべは 3 つの部分で構成されます。 卵巣, カラムそして 汚名.

若い（受精前）卵巣の組織は非常に単純で、すべてが薄壁の実質からほぼ同じように構築されています。 この図は、キク科の子房、つまりその中に胚珠、または大胞子嚢が入ったブタクサの子房の断面図を示しています。 卵巣の側壁の細胞間には小さな細胞間空間が点在しています。 子房の壁の厚さは前形成層のストランドによって貫通されています。 卵巣壁の細胞の内層は、胚珠が形成される卵巣腔を制限します。 一部の果物では、内側の表皮の内側に細胞の層があり、その後、いわゆる硬い、または革のような果物の層が形成されます。たとえば、エンドウ豆では、一部の品種の果物を硬くするクッキングシートの層が形成されます。 。 核果やナッツなどの果物では、特に厚い硬い層が発達します。

子房の外側の表皮の下には丸みを帯びた均一な細胞の層があり、成熟した果実では壁の厚い解剖学的要素である皮下細胞に変化することがあります。

卵巣壁の実質細胞は、かなり長い間半分裂組織状態を保持します。 それらの最終的な形成と分化は、種子の成熟の開始とともに、受精後かなりの時間が経過した後にのみ始まります。 受精後、子房は大きく成長し、元の大きさが数倍に増加します。

子房壁の実質細胞と外表皮および内表皮の細胞の両方に存在する葉緑体の数は比較的少なく、その数は受精後、特に果実の熟成の最初の段階で顕著に増加します。 その後、成熟過程がさらに進むと、子房の壁にある葉緑体の数が再び減少し始め、成熟した果実では葉緑体が完全に破壊されることがよくあります。

若い卵巣の壁には、機械的要素が完全に存在しないか、ほとんど発達していません。 しかし、受精後、それらは徐々にその多様性を現し始めます。それらは維管束の硬い靭皮、つまり胎児の壁の内側の硬い層の一部であり、またさまざまな種類の支持や構造の形でも現れます。胎児歯髄の石状細胞。

卵巣の外側表皮と内側表皮の両方に、完全に発達したものから大幅に減少したものまで、さまざまな発達の程度の気孔が形成されることがあります。 外側の気孔の数は、ほとんどの場合内側よりも多くなります。 子房の外側の表皮はわずかに皮膚化されています。 内側の表皮は外側の表皮よりも角質化がはるかに少なく、多くの場合、角質がありません。 胎児の発育中、両側の表皮の皮膚化が急激に増加し、特に外側の表皮ではワックス状の層さえも形成されることがよくあります。

子房内の大きな維管束は心皮の端に沿って、または心皮に沿って伸びています。 縫い目- それらの融合の場所、および各心皮の背側に沿った場所。

背側束および腹側縫合糸の領域における実質細胞の層の数は、卵巣の側壁よりもはるかに多く、背側束および腹側縫合糸の組織細胞は、分裂組織性の特性をより長期間保持します。 図は、栽培されたエンドウ豆の品種の 1 つの腹側縫合の領域における子房の断面の断片を示しています。 卵巣のこの部分の組織は、大きな細胞間空間がなく、しっかりと閉じられた丸い細胞で構成されています。つまり、まだ分裂組織の特徴があり、最初の血管がすでに縫合糸内で分化し始めています。 最初に発生するほとんどすべての血管と同様に、縫合糸の最初の血管は狭く、らせん状に肥厚しており、軸臓器の主木部に完全に対応しています。 容器は単独で散在するか、3 ～ 5 個のグループに集められます。 卵巣には、縫い目の領域であっても機械的な要素はありません。

胎盤の成長物は腹側縫合糸から伸びており、その上に胚珠の足が乗っています。 ケーブルカー。 背側束の構造は腹側束の構造と多くの点で似ています。細胞の分裂組織の性質も長期間残り、最初の血管が同じ順序で分化し始めます。

卵巣の発育中、2つの期間は大きく異なり、その境界は受精です。 受精前には、表皮、卵巣壁の実質、および縫合糸と背側束の領域にある原始構造のいくつかの小さな血管要素のグループだけが多かれ少なかれ卵巣内に形成されます。 卵巣組織の単純な複合体全体には分裂組織の特性があります。 これは受精するまで続きます。 受精が起こらないか、種子がまったく発育し始めない場合、対応する刺激が与えられなくなった卵巣組織はほとんどの場合死滅し、卵巣は乾燥して脱落します。 受精が起こり、種子が発育し始めると、子房の組織で活発な成長と分化のプロセスが始まり、子房は種子とともに果実に変わります。

花柱の組織は、花柱が付着している卵巣の組織よりもいくらか複雑です。 柱の実質組織は、小さな細胞間空間の発達したシステムを備えた、完全に形成された丸い細胞で構成されています。 機械組織の細胞は壁が厚く、木化しています。

表皮細胞は互いにしっかりと閉じており、その外壁は著しく厚くなり、キューティクルはよく発達しています。 花柱の維管束には硬い靭皮が含まれており、これは花柱の背側の表皮に隣接する機械要素のストリップの一部です。

維管束の木部側から、実質細胞の粘液産物からなる特別な鎖が柱の長さに沿って伸びています。 このコードは本質的に、溶菌によって形成された容器またはチャネルを表し、一方の側は柱頭組織に開口し、もう一方の側は卵巣腔に開口しています。 雌蕊が複数の心皮で構成されている場合（合果の雌蕊）、管は、それぞれの心皮の内表皮の縞模様が互いに向かい合って粘液を分泌することによって形成されます。 卵巣および卵巣自体の構造に応じて、このような粘液で満たされたチャネルが 1 つ以上存在する場合があります。 運河は、花粉管が胚珠に向かう通路として機能します。 花粉管が花柱に沿って移動する際、花粉管を満たす粘液物質が花粉管に栄養を与えます。 多くの種では、カラムチャネルは特殊な材料で作られています。 導電性生地.

このスタイルは汚名で終わります。 柱頭にはさまざまなサイズと形状があります。 柱頭の表面は特に独特です。柱頭の表皮は、乳頭および毛状突起と呼ばれる、さまざまな長さと形の伸長物を形成します。 一部の植物には非常に繊細な腺乳頭があります。 花粉が当たる頃には、花粉が柱頭に付着するのを助ける特別な粘着性の排泄物を分泌します。 この排泄物には、花粉の発芽を促進する、おそらく酵素的な性質の他の物質が含まれているようです。 柱頭乳頭複合体は腺組織です。

エンドウ豆などの他の植物では、乳頭の代わりに本物の毛が柱頭上に形成され、その毛には長短の 2 種類があります。 長い毛と短い毛の殻は木化することが多く、毛は一種の硬いブラシの形で柱頭を覆い、花粉は毛の間に容易に保持されます。

柱頭は多くの場合、乳頭や毛のない花粉粒を保持するための粘着性の液体を分泌する腺組織で覆われています。

自然界では、指定された 3 つのタイプの柱頭表面の間で多くの遷移が存在します。

場合によっては、柱頭の表面で 1 つまたは複数の管が開き、子房から花柱を通って伸びることもあります。 運河がない場合、花粉管は細胞間隙や細胞間通路に沿って移動します。 多くの植物では、花柱と柱頭は一時的であり、受精後は枯れて乾燥します。 一部の植物では、花柱と柱頭が非常に強いため、果実が熟すまで子房に残り、果実と一緒に落ちます。 場合によっては、花柱が成長して木化して、とげや果実への付着物に変わることもあります。

一般に、柱は受精するまでの発育サイクル全体を速いペースで進みます。 反対に、子房では、受精後、種子の発育中にのみ構造の多様性が最も大きく現れ始めます。

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