メジャーiiのための生物学

学習成果

  • 裸子植物の生殖に関与する構造を特定する

被子植物と同様に、裸子植物のライフサイクルも世代の交替によって特徴づけられる。 松のような針葉樹では、植物の緑の葉の部分は胞子体であり、コーンは雄と雌の配偶体を含んでいます(図1)。, 雌のコーンは雄のコーンよりも大きく、木の上に向かって配置されています。 花粉が流され、風によって吹かれるので、この配置は裸子植物が自家受粉することを困難にする。

図1. この画像は、針葉樹のライフサイクルを示しています。 雄のコーンからの花粉は上の枝に吹き飛ばされ、そこで雌のコーンを受精させる。 雌と雄の錐体の例を示した。, (credit”female”:”Geographer”/Wikimedia Commons;credit”male”:Roger Griffithによる作品の修正)

男性配偶体

男性の円錐には、修飾された葉の一種である苞が付いている中心軸があります。 苞は微小胞子として知られており(図2)、微小胞子が発達する部位である。 小胞子は小胞子管の内部で発達する。 小胞子嚢内では、小胞子細胞として知られている細胞は減数分裂によって分裂し、四つの一倍体小胞子を産生する。, 小胞子のさらなる有糸分裂は、二つの核を生成する:生成核、および管核。 成熟すると、雄の配偶体(花粉)は雄の錐体から放出され、風によって運ばれて雌の錐体に着陸する。

図2. これらの一連の顕微鏡写真は、男性の裸子植物の配偶体を示しています。 (a)この雄の円錐は、断面で示されており、約20個の微小胞子嚢を有し、それぞれが何百もの雄の配偶体(花粉粒)を産生する。 (b)この単一の微小胞子嚢には花粉の粒が見える。, (c)この顕微鏡写真は個々の花粉粒を示す。 (credit:modification of work by Robert R.Wise;scale-bar data from Matt Russell)

このビデオを見て、スギが風の中で花粉を放出するのを見てください。 ビデオにはナレーションはありませんので注意してください。

雌性配偶体

雌性円錐はまた、メガスポロフィルとして知られる苞が存在する中心軸を有する(図3)。 雌の錐体では、メガスポア母細胞がメガスポアンジウムに存在する。 メガスポア母細胞は減数分裂によって分裂し、四つの一倍体メガスポアを産生する。, 巨胞子の一つは、他の構造の残りの部分を形成するために分割しながら、多細胞の女性配偶体を形成するために分割します。 雌性配偶体は、archegoniumと呼ばれる構造内に含まれています。

図3. これらの一連の顕微鏡写真は、雌の裸子植物の配偶体を示す。 (a)女性の円錐のこの断面は、約15メガスポロフィルの部分を示しています。 (b)胚珠は、この単一のメガスポロフィルで見ることができます。 (c)この単一の胚珠内には、メガスポア母細胞(MMC)、ミクロパイル、および花粉粒がある。, (credit:modification of work by Robert R.Wise;scale-bar data from Matt Russell)

生殖プロセス

雌の円錐に着陸すると、花粉の管細胞が花粉管を形成し、それを通して生成細胞がミクロパイルを通して雌の配偶体に向かって移動する。 花粉管が成長し、女性の配偶体に向かって移動するのに約一年かかります。 生成細胞を含む雄性配偶体は二つの精子核に分裂し、そのうちの一つは卵と融合し、他のものは退化する。, 卵の受精後、二倍体接合体が形成され、これは有糸分裂によって分裂して胚を形成する。 コーンの鱗は、種子の発達中に閉じられる。 種子は、雌の胞子体に由来する種皮によって覆われている。 種子の開発には別の一から二年かかります。 種子を分散させる準備ができたら、雌の円錐の苞は種子の分散を可能にするために開く。裸子植物の種子には覆いがないため、果実の形成は起こらない。

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