Reproduktion
Allgemeine Merkmale
Die große Auswahl an blumigen Angiospermenstrukturen dient der sexuellen Fortpflanzung. Der Lebenszyklus der Angiosperm besteht aus einer Sporophytenphase und einer Gametophytenphase. Die Zellen eines Sporophytenkörpers haben eine volle Chromosomen-Komplexe (d.h. die Zellen sind diploid, oder 2n); der Sporophyt ist der typische Pflanzenkörper, den wir sehen, wenn wir uns ein Angiosperm ansehen. Der Gametophyt entsteht, wenn sich Zellen des Sporophyten zur Vorbereitung auf die Fortpflanzung meiotisch teilen und Fortpflanzungszellen produzieren, die nur die Hälfte der Anzahl der Chromosomen aufweisen (d.h. haploid oder n). Ein zweizelliger Mikrogametophyt namens Pollenkorn keimt in einen Pollenschlauch und produziert durch Teilung das haploide Sperma. (Das Präfix micro- bezeichnet Gametophyten, die von einem männlichen Fortpflanzungsorgan stammen.) Ein achtzelliger Megagametophyt, der Embryosack genannt wird, produziert die Eizelle (das Präfix mega- bezeichnet Gametophyten, die aus weiblichen Fortpflanzungsorganen stammen).
Angiospermen sind Gefäßpflanzen, und alle Gefäßpflanzen haben einen Lebenszyklus, in dem die Sporophytenphase (vegetativer Körper) die dominante Phase ist und die Gametophytenphase klein bleibt. In den nicht-vaskulären Pflanzen, wie den Bryophyten, ist die Gametophytenphase dominant gegenüber der Sporophytenphase. Bei den Bryophyten produziert der Gametophyt seine Nahrung durch Photosynthese (ist autotroph), während der nicht-grüne Sporophyt von der Nahrung des Gametophyten abhängig ist. In Nicht-Kulturpflanzen wie Farnen und Schachtelhalmen sind sowohl der Gametophyt als auch der Sporophyt grün und photosynthetisch, und der Gametophyt ist klein und ohne Gefäßgewebe. In den Samenpflanzen (Gymnospermen und Angiospermen) ist der Sporophyt grün und photosynthetisch und der Gametophyt ist auf den Sporophyten zur Ernährung angewiesen. Innerhalb der Samenpflanzen ist der Gametophyt weiter reduziert worden, wobei weniger Zellen den Gametophyten umfassen. Der Mikrogametophyt (Pollenkorn) wird daher von 4 bis 8 Zellen in den Gymnospermen auf einen 3zelligen Mikrogametophyten in den Angiospermen reduziert. Eine parallele Reduzierung der Anzahl der Zellen, die einen Megagametophyten (Eizelle) umfassen, ist ebenfalls erfolgt: von 256 bis zu mehreren tausend Zellen in den Gymnospermen auf einen 8-zelligen Megagametophyten in den meisten Angiospermen. Die Bedeutung der Reduktion von Megagametophytenzellen scheint mit der Bestäubung und Befruchtung zusammenzuhängen. In vielen Gymnospermen führt die Bestäubung zur Bildung eines großen Gametophyten mit reichlich gespeicherter Stärke für die Ernährung des potentiellen Embryos, unabhängig davon, ob die Befruchtung der Eizelle tatsächlich stattfinden kann (d.h. ob der Pollen von der gleichen Art wie die Eizelle ist). Wenn der Pollen von einer anderen Spezies stammt, scheitert die Befruchtung oder Embryonenentwicklung, so dass die gespeicherte Nahrung verschwendet wird. Bei Angiospermen hingegen reifen Megagametophyt und Eizelle, bevor die Nahrung gelagert wird, und dies geschieht erst, wenn die Eizelle ausreichend befruchtet wurde und ein Embryo vorhanden ist. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass die gelagerten Lebensmittel verschwendet werden.
Der Prozess der sexuellen Fortpflanzung (Abbildung 16) hängt von der Bestäubung ab, um diese Gametophyten in engen Zusammenhang zu bringen, so dass eine Befruchtung stattfinden kann. Die Bestäubung ist der Prozess, bei dem Pollen, die in den Staubbeuteln produziert wurden, vom Stigma des Eierstocks aufgenommen werden. Die Befruchtung erfolgt durch die Fusion eines Spermas mit einer Eizelle zu einer Zygote, die sich schließlich zu einem Embryo entwickelt. Nach der Befruchtung entwickelt sich die Eizelle zu einem Samen und der Eierstock zu einer Frucht.
Ein Querschnitt des Äthers zeigt vier Gewebebereiche, die Sporen produzieren können. Diese Gewebe bestehen aus Mikrosporozyten, die diploide Zellen sind, die in der Lage sind, sich einer Meiose zu unterziehen, um einen Tetrad (vier verbundene Zellen) aus haploiden Mikrosporen zu bilden. Die Mikrosporen werden zu Pollenkörnern und können sich schließlich trennen.
Während der Pollenentwicklung entwickelt die Zellschicht unter der Dermis der Antherenwand (das Endothecium) Verdickungen in den Zellwänden. Die Zellschicht unmittelbar im Endothecium (Tapetum) entwickelt sich zu einer Schicht von Nährstoffzellen, die entweder ihren Inhalt in den Bereich um die Mikrosporozyten absondern oder ihre inneren Zellwände verlieren, sich voneinander distanzieren und unter den Mikrosporozyten amöbe werden. Die Pollenkörner entwickeln eine dicke Wand aus mindestens zwei Schichten, dem Darm und dem Exin. Die Intin- oder Innenschicht besteht hauptsächlich aus Cellulose und Pektinen. Die Exine, oder Außenschicht, besteht aus einer hochrobusten Chemikalie namens Sporopollenin. Der Exin hat in der Regel einen oder mehrere dünne Bereiche oder Poren, durch die die Pollenschläuche keimen, und der dicke Bereich des Exins ist in der Regel hochskulpturiert. Die Anzahl der Poren und das Muster der exinen Skulptur sind charakteristisch für eine Angiospermenfamilie, eine Gattung und oft auch für eine Art.
Wir sollten weitermachen.