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32.2C: Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser - Biologie

32.2C: Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser - Biologie



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Nichtinsektenbestäubungsmethoden umfassen die Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser.

Lernziele

  • Unterscheiden Sie zwischen den Nicht-Insekten-Bestäubungsmethoden

Wichtige Punkte

  • Blumen, die von Fledermäusen bestäubt werden, blühen nachts und neigen dazu, groß, breitmaulig und blass zu sein; sie können auch starke Gerüche abgeben.
  • Blumen, die von kleinen Vögeln bestäubt werden, haben normalerweise gebogene, röhrenförmige Formen; Vögel tragen den Pollen auf Kopf und Hals zur nächsten Blüte, die sie besuchen.
  • Windbestäubte Blüten produzieren weder Duft noch Nektar; Stattdessen neigen sie dazu, kleine oder keine Blütenblätter zu haben und große Mengen leichtgewichtigen Pollens zu produzieren.
  • Einige Blumenarten setzen Pollen frei, die auf Wasser schwimmen können; Die Bestäubung erfolgt, wenn der Pollen eine andere Pflanze derselben Art erreicht.
  • Einige Blumen täuschen Bestäuber durch Nahrung oder sexuelle Täuschung; die Bestäuber werden von den Blumen mit falschen Versprechungen von Nahrung und Paarungsmöglichkeiten angezogen.

Schlüsselbegriffe

  • Lebensmitteltäuschung: eine trickreiche Methode, die von einigen Orchideenarten angewendet wird, bei der ihren Bestäubern nur leuchtende Farben und Duftstoffe angeboten werden, ohne dass es eine Belohnung für Nahrung gibt

Nicht-Insekten-Bestäubungsmethoden

Pflanzen haben spezielle Anpassungen entwickelt, um die Bestäubungsformen, die keine Insekten sind, zu nutzen. Diese Methoden umfassen die Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser.

Bestäubung durch Fledermäuse

In den Tropen und Wüsten sind Fledermäuse oft die Bestäuber von nachtaktiven Blumen wie Agave, Guave und Morning Glory. Die Blüten sind meist groß und weiß oder blass gefärbt, damit sie nachts von ihrer dunklen Umgebung unterschieden werden können. Die Blüten duften stark, fruchtig oder moschusartig und produzieren viel Nektar. Sie sind von Natur aus groß und haben ein weites Maul, um den Kopf der Fledermaus aufzunehmen. Während die Fledermäuse den Nektar suchen, werden ihre Gesichter und Köpfe mit Pollen bedeckt, der dann auf die nächste Blüte übertragen wird.

Bestäubung durch Vögel

Viele Arten kleiner Vögel, wie Kolibris und Sonnenvögel, sind Bestäuber für Pflanzen wie Orchideen und andere Wildblumen. Von Vögeln besuchte Blumen sind normalerweise robust und so ausgerichtet, dass die Vögel in der Nähe der Blume bleiben können, ohne dass sich ihre Flügel in den nahen Blumen verfangen. Die Blume hat typischerweise eine gebogene, röhrenförmige Form, die den Zugang für den Vogelschnabel ermöglicht. Tagsüber geöffnete, farbenfrohe, geruchlose Blüten werden von Vögeln bestäubt. Wenn ein Vogel energiereichen Nektar sucht, werden Pollen auf dem Kopf und Hals des Vogels abgelagert und dann auf die nächste Blüte übertragen, die er besucht. Botaniker bestimmen das Verbreitungsgebiet ausgestorbener Pflanzen, indem sie Pollen von 200 Jahre alten Vogelexemplaren desselben Standorts sammeln und identifizieren.

Bestäubung durch Wind

Die meisten Nadelbaumarten und viele Angiospermen wie Gräser, Ahorne und Eichen werden vom Wind bestäubt. Tannenzapfen sind braun und geruchlos, während die Blüten windbestäubter Angiospermen normalerweise grün und klein sind, kleine oder keine Blütenblätter haben können und große Mengen Pollen produzieren. Im Gegensatz zu den typischen von Insekten bestäubten Blüten produzieren Blüten, die an die Bestäubung durch Wind angepasst sind, keinen Nektar oder Duft. Bei windbestäubten Arten hängen die Mikrosporangien aus der Blüte heraus, und wenn der Wind weht, wird der leichte Pollen mitgenommen. Die Blüten erscheinen meist früh im Frühjahr vor den Blättern, damit die Blätter die Bewegung des Windes nicht blockieren. Der Pollen wird auf der freigelegten gefiederten Narbe der Blüte abgelagert.

Bestäubung durch Wasser

Einige Unkräuter, wie australisches Seegras und Teichunkräuter, werden durch Wasser bestäubt. Der Pollen schwimmt auf dem Wasser. Wenn es mit der Blüte in Kontakt kommt, lagert es sich im Inneren der Blüte ab.

Bestäubung durch Täuschung

Orchideen sind sehr geschätzte Blumen mit vielen seltenen Sorten. Sie wachsen in einer Reihe von spezifischen Lebensräumen, hauptsächlich in den Tropen Asiens, Südamerikas und Mittelamerikas. Mindestens 25.000 Orchideenarten wurden identifiziert.

Blumen locken Bestäuber oft mit Nahrungsbelohnungen in Form von Nektar an. Einige Orchideenarten sind jedoch eine Ausnahme von diesem Standard; sie haben verschiedene Wege entwickelt, um die gewünschten Bestäuber anzulocken. Sie verwenden eine als Lebensmitteltäuschung bekannte Methode, bei der helle Farben und Düfte angeboten werden, aber keine Nahrung. Anacamptis morio, allgemein als Grünflügel-Orchidee bekannt, trägt leuchtend violette Blüten und verströmt einen starken Duft. Die Hummel, ihr Hauptbestäuber, wird wegen des starken Duftes von der Blüte angezogen, der normalerweise Nahrung für eine Biene anzeigt. Dabei nimmt die Biene den Pollen auf, der zu einer anderen Blüte transportiert werden soll.

Andere Orchideen verwenden sexuelle Täuschung. Chiloglottis trapeziformis emittiert eine Verbindung, die genauso riecht wie das Pheromon, das von einer weiblichen Wespe ausgesendet wird, um männliche Wespen anzulocken. Das Wespenmännchen wird vom Duft angezogen, landet auf der Orchideenblüte und überträgt dabei Pollen. Einige Orchideen, wie die australische Hammerorchidee, verwenden sowohl Duft als auch visuelle Tricks in einer weiteren Strategie der sexuellen Täuschung, um Wespen anzulocken. Die Blüte dieser Orchidee ahmt das Aussehen einer Wespe nach und strahlt ein Pheromon aus. Das Wespenmännchen versucht, sich mit einer scheinbar weiblichen Wespe zu paaren, nimmt aber stattdessen Pollen auf, die es dann auf den nächsten gefälschten Partner überträgt.


Bestäubungssyndrom

Bestäubungssyndrome sind Suiten von Blütenmerkmalen, die sich als Reaktion auf die natürliche Selektion durch verschiedene Pollenvektoren entwickelt haben, die abiotisch (Wind und Wasser) oder biotisch sein können, wie Vögel, Bienen, Fliegen usw . [1] [2] Zu diesen Merkmalen gehören Blütenform, Größe, Farbe, Geruch, Art und Menge der Belohnung, Nektarzusammensetzung, Zeitpunkt der Blüte usw. Zum Beispiel ziehen röhrenförmige rote Blüten mit reichlich Nektar oft Vögel an, übel riechende Blüten ziehen Aasfliegen an oder Käfer usw.

Die "klassischen" Bestäubungssyndrome wurden erstmals im 19. Jahrhundert von dem italienischen Botaniker Federico Delpino untersucht. Obwohl sie für das Verständnis von Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen nützlich sind, kann der Bestäuber einer Pflanzenart manchmal nicht genau anhand des Bestäubungssyndroms vorhergesagt werden, und bei Annahmen ist Vorsicht geboten. [3]

Der Naturforscher Charles Darwin vermutete, dass die Blüte der Orchidee Angraecum sesquipedale wurde von einem damals noch unentdeckten Falter mit einem Rüssel bestäubt, dessen Länge zu dieser Zeit beispiellos war. Seine Vorhersage war bis 21 Jahre nach seinem Tod unbestätigt geblieben, als die Motte entdeckt und seine Vermutung bestätigt wurde. Die Geschichte ihres postulierten Bestäubers gilt als eine der gefeierten Vorhersagen der Evolutionstheorie. [4]


32,1 | Fortpflanzungsentwicklung und -struktur

Am Ende dieses Abschnitts können Sie:

  • Beschreiben Sie die zwei Phasen des Lebenszyklus einer Anlage
  • Vergleiche und kontrastiere männliche und weibliche Gametophyten und erkläre, wie sie sich in Angiospermen bilden
  • Beschreiben Sie die Fortpflanzungsstrukturen einer Pflanze
  • Beschreiben Sie die Bestandteile einer vollständigen Blume
  • Beschreiben Sie die Entwicklung von Mikrosporangium und Megasporangium in Gymnospermen

Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt mit leichten Abweichungen in verschiedenen Pflanzengruppen. Pflanzen haben zwei unterschiedliche Phasen in ihrem Lebenszyklus: die Gametophyt Stadium und das Sporophytenstadium. Der haploide Gametophyt produziert die männlichen und weiblichen Gameten durch Mitose in unterschiedlichen vielzelligen Strukturen. Die Verschmelzung der männlichen und weiblichen Gameten bildet die diploide Zygote, die sich zur . entwickelt Sporophyt. Nach Erreichen der Reife produziert der diploide Sporophyt durch Meiose Sporen, die sich wiederum durch Mitose teilen, um den haploiden Gametophyten zu produzieren. Der neue Gametophyt produziert Gameten, und der Zyklus geht weiter. Dies ist der Generationswechsel und typisch für die Pflanzenreproduktion (Abbildung 32.2).

Abbildung 32.2 Der Generationswechsel bei Angiospermen ist in diesem Diagramm dargestellt. (Kredit: Änderung der Arbeit von Peter Coxhead)

Der Lebenszyklus höherer Pflanzen wird vom Sporophytenstadium dominiert, wobei der Gametophyt auf dem Sporophyten übertragen wird. Bei Farnen ist der Gametophyt freilebend und unterscheidet sich in seiner Struktur stark vom diploiden Sporophyt. Bei Moosen wie Moosen ist der haploide Gametophyt stärker entwickelt als der Sporophyt.

Während der vegetativen Wachstumsphase nehmen die Pflanzen an Größe zu und bilden ein Spross- und ein Wurzelsystem. Wenn sie in die Fortpflanzungsphase eintreten, beginnen einige der Zweige, Blüten zu tragen. Viele Blüten werden einzeln getragen, während einige in Büscheln getragen werden. Die Blüte wird auf einem Stiel getragen, der als Gefäß bezeichnet wird. Blütenform, -farbe und -größe sind für jede Art einzigartig und werden oft von Taxonomen verwendet, um Pflanzen zu klassifizieren.

Sexuelle Fortpflanzung bei Angiospermen

Der Lebenszyklus von Angiospermen folgt dem zuvor erläuterten Generationenwechsel. Der haploide Gametophyt wechselt mit dem diploiden Sporophyt während des sexuellen Fortpflanzungsprozesses von Angiospermen ab. Blüten enthalten die Fortpflanzungsstrukturen der Pflanze.

Blütenstruktur

Eine typische Blume besteht aus vier Hauptteilen – oder Quirlen – bekannt als Kelch, Krone, Androeceum und Gynoeceum (Abbildung 32.3). Der äußerste Wirbel der Blüte hat grüne, belaubte Strukturen, die als Kelchblätter bekannt sind. Die Kelchblätter, die zusammen als Kelch bezeichnet werden, helfen, die ungeöffnete Knospe zu schützen. Die zweite Windung besteht aus Blütenblättern – normalerweise hell gefärbt – zusammenfassend als Krone bezeichnet. Die Anzahl der Kelch- und Blütenblätter variiert je nachdem, ob die Pflanze einkeimblättrig oder zweikeimblättrig ist. Bei Monokotyledonen sind die Blütenblätter normalerweise drei oder ein Vielfaches von drei bei zweikeimblättrigen Pflanzen, die Anzahl der Blütenblätter beträgt vier oder fünf oder ein Vielfaches von vier und fünf. Kelch und Krone werden zusammen als Blütenhülle. Die dritte Windung enthält die männlichen Fortpflanzungsstrukturen und wird als Androeceum bezeichnet. Die Androeceum hat Staubblätter mit Staubbeuteln, die die Mikrosporangien enthalten. Die innerste Gruppe von Strukturen in der Blüte ist die Gynoeceum, oder die weibliche Fortpflanzungskomponente(n). Das Fruchtblatt ist die einzelne Einheit des Gynoeceums und hat eine Narbe, einen Griffel und einen Fruchtknoten. Eine Blume kann ein oder mehrere Fruchtblätter haben.

Abbildung 32.3 Die vier Hauptteile der Blüte sind der Kelch, die Krone, das Androeceum und das Gynoeceum. Das Androeceum ist die Summe aller männlichen Fortpflanzungsorgane und das Gynoeceum ist die Summe der weiblichen Fortpflanzungsorgane. (Kredit: Änderung der Arbeit von Mariana Ruiz Villareal)

Wenn die Anthere fehlt, welche Art von Fortpflanzungsstruktur kann die Blume nicht produzieren? Welcher Begriff wird verwendet, um eine unvollständige Blüte ohne das Androeceum zu beschreiben? Welcher Begriff beschreibt eine unvollständige Blüte ohne Gynoeceum?

Wenn alle vier Windungen (Kelch, Krone, Androeceum und Gynoeceum) vorhanden sind, wird die Blüte als vollständig beschrieben. Wenn einer der vier Teile fehlt, wird die Blume als unvollständig bezeichnet. Blumen, die sowohl ein Androeceum als auch ein Gynoeceum enthalten, werden als perfekt, androgyn oder Zwitter bezeichnet. Es gibt zwei Arten unvollständiger Blüten: staminate Blüten enthalten nur ein Androeceum und Carpellatblüten haben nur ein Gynoeceum (Abbildung 32.4).

Abbildung 32.4 Die Maispflanze hat sowohl staminate (männliche) als auch carpellate (weibliche) Blüten. Staminate Blüten, die in der Quaste an der Spitze des Stängels gebündelt sind, produzieren Pollenkörner. Carpellate Blüten sind in den unreifen Ohren gruppiert. Jeder Seidenstrang ist ein Stigma. Die Maiskörner sind Samen, die sich nach der Befruchtung an der Ähre entwickeln. Auch gezeigt ist der untere Stamm und die Wurzel.

Wenn sowohl männliche als auch weibliche Blüten von derselben Pflanze getragen werden, wird die Art als einhäusig (bedeutet „ein Zuhause“) bezeichnet: Beispiele sind Mais und Erbse. Arten mit männlichen und weiblichen Blüten, die auf getrennten Pflanzen getragen werden, werden als zweihäusig oder „zwei Häuser“ bezeichnet. Beispiele dafür sind C. Papaya und Cannabis. Der Fruchtknoten, der eine oder mehrere Samenanlagen enthalten kann, kann über anderen Blütenteilen platziert werden, was als superior bezeichnet wird, oder er kann unter den anderen Blütenteilen platziert werden, was als inferior bezeichnet wird (Abbildung 32,5).

Abbildung 32.5 Die (a) Lilie ist eine überragende Blüte, deren Fruchtknoten über den anderen Blütenteilen liegt. (b) Fuchsia ist eine minderwertige Blume, die den Eierstock unter anderen Blütenteilen hat. (Credit a Foto: Änderung der Arbeit von Benjamin Zwittnig Credit b Foto: Änderung der Arbeit von "Koshy Koshy"/Flickr)

Männlicher Gametophyt (das Pollenkorn)

Der männliche Gametophyt entwickelt und reift in einer unreifen Anthere. In den männlichen Fortpflanzungsorganen einer Pflanze findet die Entwicklung von Pollen in einer Struktur statt, die als bekannt ist Mikrosporangium (Abbildung 32.6). Die meist zweilappigen Mikrosporangien sind Pollensäcke, in denen sich die Mikrosporen zu Pollenkörnern entwickeln. Diese befinden sich in der Anthere, die sich am Ende des Staubblatts befindet – dem langen Filament, das die Anthere trägt.

Abbildung 32.6 Gezeigt ist (a) ein Querschnitt einer Anthere in zwei Entwicklungsstadien. Die unreife Anthere (oben) enthält vier Mikrosporangien oder Pollensäcke. Jedes Mikrosporangium enthält Hunderte von Mikrosporen-Mutterzellen, die jeweils vier Pollenkörner hervorbringen. Das Tapetum unterstützt die Entwicklung und Reifung der Pollenkörner. Bei der Pollenreifung (unten) spalten sich die Pollensackwände auf und die Pollenkörner (männliche Gametophyten) werden freigesetzt. (b) In diesen rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen sind Pollensäcke bereit zu platzen und ihre Körner freizusetzen. (Kredit b: Modifikation der Arbeit von Robert R. Wise Maßstabsbalkendaten von Matt Russell)

Innerhalb des Mikrosporangiums teilt sich die Mikrosporenmutterzelle durch Meiose, um vier Mikrosporen hervorzubringen, von denen jede letztendlich ein Pollenkörnchen bildet (Abbildung 32.7). Eine innere Zellschicht, bekannt als Tapetum, versorgt die sich entwickelnden Mikrosporen mit Nährstoffen und trägt Schlüsselkomponenten zur Pollenwand bei. Reife Pollenkörner enthalten zwei Zellen: eine generative Zelle und eine Pollenschlauchzelle. Die generative Zelle ist in der größeren Pollenschlauchzelle enthalten. Bei der Keimung bildet die Röhrenzelle den Pollenschlauch, durch den die generative Zelle wandert, um in den Eierstock einzutreten. Während ihres Transits innerhalb des Pollenschlauchs teilt sich die generative Zelle, um zwei männliche Gameten (Samenzellen) zu bilden. Bei der Reife platzen die Mikrosporangien und geben die Pollenkörner aus der Anthere frei.

Abbildung 32.7 Pollen entwickelt sich aus den Mikrosporen-Mutterzellen. Das reife Pollenkorn besteht aus zwei Zellen: der Pollenschlauchzelle und der generativen Zelle, die sich innerhalb der Schlauchzelle befindet. Das Pollenkorn hat zwei Hüllen: eine innere Schicht (Intine) und eine äußere Schicht (Exine). Die eingefügte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt Pollenkörner von Arabidopsis lyrata. (Gutschrift „Pollenmikroskopie“: Modifikation der Arbeit von Robert R. Wise – Maßstabsbalkendaten von Matt Russell)

Jedes Pollenkorn hat zwei Hüllen: die exine (dickere, äußere Schicht) und die intin (Abbildung 32.7). Die Exine enthält Sporopollenin, eine komplexe wasserabweisende Substanz, die von den Tapetalzellen geliefert wird. Sporopollenin ermöglicht es dem Pollen, unter ungünstigen Bedingungen zu überleben und von Wind, Wasser oder biologischen Stoffen unbeschadet transportiert zu werden.

Weiblicher Gametophyt (Der Embryosack)

Während die Details zwischen den Arten variieren können, hat die Gesamtentwicklung des weiblichen Gametophyten zwei verschiedene Phasen. Zuerst im Prozess von Megasporogenese, eine einzelne Zelle im diploiden Megasporangium– ein Gewebebereich in den Eizellen – durchläuft eine Meiose, um vier Megasporen zu produzieren, von denen nur eine überlebt. Während der zweiten Phase, Megagametogenese, durchläuft die überlebende haploide Megaspore eine Mitose, um einen achtkernigen, siebenzelligen weiblichen Gametophyten zu produzieren, der auch als Megagametophyt oder Embryosack bekannt ist. Zwei der Kerne – die polare Kerne-bewege dich zum Äquator und verschmelze zu einer einzigen, diploiden Zentralzelle. Diese zentrale Zelle verschmilzt später mit einem Spermium zum triploiden Endosperm. Drei Kerne positionieren sich am Ende des Embryosacks gegenüber der Mikropyle und entwickeln sich zum antipodisch Zellen, die später degenerieren. Der Kern, der der Mikropyle am nächsten liegt, wird zur weiblichen Gamete oder Eizelle, und die beiden benachbarten Kerne entwickeln sich zu Synergie Zellen (Abbildung 32.8). Die Synergiden helfen, den Pollenschlauch für eine erfolgreiche Befruchtung zu führen, wonach sie sich auflösen. Sobald die Befruchtung abgeschlossen ist, entwickelt sich die resultierende diploide Zygote zum Embryo und die befruchtete Eizelle bildet die anderen Gewebe des Samens.

Ein doppellagiges Integument schützt das Megasporangium und später den Embryosack. Die Haut entwickelt sich nach der Befruchtung zur Samenschale und schützt das gesamte Saatgut. Die Eizellenwand wird Teil der Frucht. Die Integumente schützen das Megasporangium, umschließen es jedoch nicht vollständig, sondern hinterlassen eine Öffnung, die als bezeichnet wird Mikropyle. Die Mikropyle ermöglicht es dem Pollenschlauch, in den weiblichen Gametophyten zur Befruchtung einzudringen.

Abbildung 32.8 Wie in diesem Diagramm des Embryosacks bei Angiospermen gezeigt, ist die Samenanlage von Hautdecken bedeckt und hat eine Öffnung, die als Mikropyle bezeichnet wird. Im Embryosack befinden sich drei antipodische Zellen, zwei Synergiden, eine zentrale Zelle und die Eizelle.

Einem Embryosack fehlen die Synergiden. Welche konkreten Auswirkungen würden Sie davon auf die Befruchtung erwarten?

A. Der Pollenschlauch kann sich nicht bilden.

B. Der Pollenschlauch bildet sich, wird aber nicht zum Ei geleitet.

C. Eine Befruchtung findet nicht statt, weil das Synergid das Ei ist.

D. Es kommt zu einer Befruchtung, aber der Embryo kann nicht wachsen.

Sexuelle Fortpflanzung bei Gymnospermen

Wie bei Angiospermen ist auch der Lebenszyklus eines Gymnospermen durch Generationenwechsel gekennzeichnet. Bei Nadelbäumen wie Kiefern ist der grünblättrige Teil der Pflanze der Sporophyt, und die Zapfen enthalten die männlichen und weiblichen Gametophyten (Abbildung 32.9). Die weiblichen Zapfen sind größer als die männlichen Zapfen und stehen nach oben, die kleinen männlichen Zapfen befinden sich im unteren Bereich des Baumes. Da der Pollen vom Wind abgeworfen und verweht wird, erschwert diese Anordnung es einem Gymnosperm, sich selbst zu bestäuben.

Abbildung 32.9 Dieses Bild zeigt den Lebenszyklus eines Nadelbaums. Pollen von männlichen Zapfen bläst in die oberen Äste auf, wo er weibliche Zapfen befruchtet. Es werden Beispiele für weibliche und männliche Zapfen gezeigt. (Credit „weiblich“: Änderung der Arbeit von „Geographer“/Wikimedia Commons Credit „männlich“: Änderung der Arbeit von Roger Griffith)

Männlicher Gametophyt

Ein männlicher Zapfen hat eine zentrale Achse, an der Hochblätter, eine Art modifiziertes Blatt, befestigt sind. Die Hochblätter sind bekannt als Mikrosporophylle (Abbildung 32.10) und sind die Orte, an denen sich Mikrosporen entwickeln. Die Mikrosporen entwickeln sich innerhalb des Mikrosporangiums. Innerhalb des Mikrosporangiums teilen sich Zellen, die als Mikrosporozyten bekannt sind, durch Meiose, um vier haploide Mikrosporen zu produzieren. Die weitere Mitose der Mikrospore produziert zwei Kerne: den generativen Kern und den Röhrenkern. Bei der Reife wird der männliche Gametophyt (Pollen) von den männlichen Zapfen freigesetzt und vom Wind getragen, um auf dem weiblichen Zapfen zu landen.

Schau dir das an Video (http://openstaxcollege.org/l/pollen_release) zu sehen, wie eine Zeder ihre Pollen im Wind freisetzt.

Weiblicher Gametophyt

Der weibliche Kegel hat auch eine Mittelachse, auf der Hochblätter bekannt als Megasporophylle (Abbildung 32.10) sind anwesend. Im weiblichen Zapfen sind Megasporenmutterzellen im Megasporangium vorhanden. Die Megasporen-Mutterzelle teilt sich durch Meiose, um vier haploide Megasporen zu produzieren. Eine der Megasporen teilt sich, um den mehrzelligen weiblichen Gametophyten zu bilden, während sich die anderen teilen, um den Rest der Struktur zu bilden. Der weibliche Gametophyt ist in einer Struktur namens Archegonium enthalten.

Abbildung 32.10 Diese Serie von mikroskopischen Aufnahmen zeigt männliche und weibliche Gymnosperm-Gametophyten. (a) Dieser im Querschnitt gezeigte männliche Zapfen hat ungefähr 20 Mikrosporophylle, von denen jeder Hunderte von männlichen Gametophyten (Pollenkörner) produziert. (b) Pollenkörner sind in diesem einzelnen Mikrosporophyll sichtbar. (c) Diese mikroskopische Aufnahme zeigt ein einzelnes Pollenkörner. (d) Dieser Querschnitt eines weiblichen Zapfens zeigt Anteile von etwa 15 Megasporophyllen. (e) Die Samenanlage ist in diesem einzelnen Megasporophyll zu sehen. (f) Innerhalb dieser einzelnen Eizelle befinden sich die Megasporen-Mutterzelle (MMC), die Mikropyle und ein Pollenkorn. (Kredit: Änderung der Arbeit von Robert R. Wise Maßstabsbalkendaten von Matt Russell)

Fortpflanzungsprozess

Bei der Landung auf dem weiblichen Zapfen bildet die Röhrenzelle des Pollens den Pollenschlauch, durch den die generative Zelle durch die Mikropyle zum weiblichen Gametophyten wandert. Es dauert ungefähr ein Jahr, bis der Pollenschlauch wächst und in Richtung des weiblichen Gametophyten wandert. Der männliche Gametophyt, der die generative Zelle enthält, teilt sich in zwei Spermienkerne, von denen einer mit der Eizelle verschmilzt, während der andere degeneriert. Nach der Befruchtung der Eizelle wird die diploide Zygote gebildet, die sich durch Mitose zum Embryo teilt. Die Schuppen der Zapfen sind während der Entwicklung des Samens geschlossen. Der Samen ist von einer Samenschale bedeckt, die vom weiblichen Sporophyten stammt. Die Samenentwicklung dauert weitere ein bis zwei Jahre. Sobald der Samen zum Ausstreuen bereit ist, öffnen sich die Hüllblätter der weiblichen Zapfen, um die Ausbreitung des Samens zu ermöglichen, es findet keine Fruchtbildung statt, da Gymnospermsamen keine Hülle haben.

Angiospermen versus Gymnospermen

Die Reproduktion von Gymnospermen unterscheidet sich in mehrfacher Hinsicht von der von Angiospermen (Abbildung 32.11). Bei Angiospermen existiert der weibliche Gametophyt in einer geschlossenen Struktur – der Eizelle – die sich bei Gymnospermen innerhalb des Eierstocks befindet, der weibliche Gametophyt ist auf freiliegenden Hochblättern des weiblichen Zapfens vorhanden. Die Doppelbefruchtung ist ein Schlüsselereignis im Lebenszyklus von Angiospermen, fehlt aber bei Gymnospermen vollständig. Die männlichen und weiblichen Gametophytenstrukturen sind bei Gymnospermen auf getrennten männlichen und weiblichen Zapfen vorhanden, während sie bei Angiospermen ein Teil der Blüte sind. Schließlich spielt Wind eine wichtige Rolle bei der Bestäubung von Gymnospermen, da Pollen vom Wind geweht werden, um auf den weiblichen Zapfen zu landen. Obwohl viele Angiospermen auch windbestäubt werden, ist die Bestäubung durch Tiere häufiger.

Abbildung 32.11 (a) Angiospermen sind Blütenpflanzen und umfassen Gräser, Kräuter, Sträucher und die meisten Laubbäume, während (b) Gymnospermen Koniferen sind. Beide produzieren Samen, haben aber unterschiedliche Fortpflanzungsstrategien. (Kredit a: Modifikation der Arbeit von Wendy Cutler Credit b: Modifikation der Arbeit von Lews Castle UHI)

Besuchen Sie dies Website (http://openstaxcollege.org/l/angiosperms) um eine Animation des doppelten Befruchtungsprozesses von Angiospermen anzuzeigen.


Science Assignment Term 4 2016 - Biologiebibliographien - im Harvard-Stil

Ihre Bibliographie: Landwirtschaft.gov.au. 2016. Bienen und Bienenschädlinge und Krankheiten. [online] Verfügbar unter: <http://www.agriculture.gov.au/pests-diseases-weeds/bees> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Vergleich zwischen Bestäubung und Befruchtung

Im Text: (Vergleich zwischen Bestäubung und Befruchtung, 2013)

Ihre Bibliographie: Bankofbiology.blogspot.com.au. 2013. Vergleich zwischen Bestäubung und Befruchtung. [online] Verfügbar unter: <http://bankofbiology.blogspot.com.au/2013/05/comparison- between-pollination-and.html> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser

2016 - Grenzenlos

Im Text: (Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser, 2016)

Ihre Bibliographie: Grenzenlos, 2016. Bestäubung durch Fledermäuse, Vögel, Wind und Wasser. [online] Verfügbar unter: <https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/plant-reproduction-32/pollination-and-fertilization-190/pollination-by-bats-birds-wind- and-water-723-11949/> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Deena T Kochunni, J. H.

Unterschied zwischen insektenbestäubten und windbestäubten Blüten

Im Text: (Deena T Kochunni, 2016)

Ihre Bibliographie: Deena T Kochunni, J., 2016. Unterschied zwischen insektenbestäubten und windbestäubten Blüten. [online] Majordifferences.com. Verfügbar unter: <http://www.majordifferences.com/2013/02/difference-between-insect-pollinated.html#.WAxKxvp97IV> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Deena T Kochunni, J. H.

Unterschied zwischen Selbstbestäubung und Fremdbestäubung

Im Text: (Deena T Kochunni, 2016)

Ihre Bibliographie: Deena T Kochunni, J., 2016. Unterschied zwischen Selbstbestäubung und Fremdbestäubung. [online] Majordifferences.com. Verfügbar unter: <http://www.majordifferences.com/2013/09/difference- between-self-pollination-and.html#.WAxKhvp97IV> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Devlin, J., Manners, R. und Rickard, G.

Pearson-Wissenschaft 8

2011 - Pearson Australien - Port Melbourne, Vic.

Im Text: (Devlin, Manieren und Rickard, 2011)

Ihre Bibliographie: Devlin, J., Manners, R. und Rickard, G., 2011. Pearson-Wissenschaft 8. Port Melbourne, Vic.: Pearson Australien.

Asexuelle vs. sexuelle Fortpflanzung - Unterschied und Vergleich | Unterschied

Im Text: (Asexuelle vs. sexuelle Fortpflanzung - Unterschied und Vergleich | Diffen, 2016)

Ihre Bibliographie: Diffen.com. 2016. Asexuelle vs. sexuelle Fortpflanzung - Unterschied und Vergleich | Unterschied. [online] Verfügbar unter: <http://www.diffen.com/difference/Asexual_Reproduction_vs_Sexual_Reproduction> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Fremdbestäubung vs. Selbstbestäubung - Unterschied und Vergleich | Unterschied

Im Text: (Kreuzbestäubung vs. Selbstbestäubung – Unterschied und Vergleich | Diffen, 2016)

Ihre Bibliographie: Diffen.com. 2016. Fremdbestäubung vs. Selbstbestäubung - Unterschied und Vergleich | Unterschied. [online] Verfügbar unter: <http://www.diffen.com/difference/Cross_Pollination_vs_Self_Pollination> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Rhizom | Pflanzenanatomie

Im Text: (Rhizom | Pflanzenanatomie, 2016)

Ihre Bibliographie: Encyclopedia Britannica. 2016. Rhizom | Pflanzenanatomie. [online] Verfügbar unter: <https://www.britannica.com/science/rhizome> [Zugriff am 26. Oktober 2016].

Blume :: Wie die Befruchtung stattfindet -- Kinderlexikon | Hausaufgabenhilfe für Kinder | Online-Wörterbuch für Kinder | Britannica

Im Text: (Blume :: Wie die Befruchtung stattfindet -- Kinderlexikon | Kinderhausaufgabenhilfe | Kinder-Online-Wörterbuch | Britannica, 2016)

Ihre Bibliographie: Kinder.britannica.com. 2016. Blume :: Wie die Befruchtung stattfindet -- Kinderlexikon | Hausaufgabenhilfe für Kinder | Online-Wörterbuch für Kinder | Britannica. [online] Verfügbar unter: <http://kids.britannica.com/compton/article-200875/flower> [Zugriff am 23. Oktober 2016].

Erklärer: Varroa-Milbe, der kleine Killer, der Australiens Bienen bedroht

Im Text: (Erklärer: Varroamilbe, der winzige Killer, der Australiens Bienen bedroht, 2014)


Unterschied zwischen Autogamie und Geitonogamie

Diese Frage ist sehr wichtig für Schüler der 8., 9., 10., 11. und 12. Klasse, die sich auf ihre jährliche Prüfungskommission und andere Auswahlprüfungen vorbereiten.

In diesem Zusammenhang “was ist der Unterschied zwischen Autogamie und Geitonogamie”, Autogamie ist die Übertragung von Pollenkörnern durch selbst von Anthere bis Stigma innerhalb derselben Blüte derselben Pflanze und Geitonongamie ist die Übertragung von Pollenkörnern von der Anthere auf das Stigma von ökologisch verschiedenen Blüten derselben Pflanze mit Hilfe von Bestäuber.

Liste 3 Hauptunterschiede / Vergleich / Unterscheidung / Autogamie vs. Geitonogamie / Unterscheidung zwischen Autogamie und Geitonogamie sind folgende:

1) Autogamie ist eine Art der Selbstbestäubung, die aus der Vereinigung zweier griechischer Wörter besteht, Auto + gamy, Auto bedeutet “self” und gamy bedeutet “Ehe” oder “union”. Es bedeutet, dass Autogamie “Ehe mit sich selbst” oder “Selbstvereinigung” ist, während Geitonogamie auch eine Art von Selbstbestäubung ist, es ist eine Kombination aus zwei griechischen Wörtern Geitono + gamy, “geitono” bedeutet “Nachbar” und “gamy” bedeutet “Ehe” oder Vereinigung. Mit anderen Worten bedeutet Geitonogamie die Ehe mit benachbarten Blüten oder die Bestäubung findet zwischen benachbarten Blüten statt.

2) Autogamie ist eine Art der Selbstbestäubung, bei der Pollenkörner von der Anthere der Blüte auf die Narbe derselben Blüte übertragen werden, während sich Geitonogamie auf die Bestäubung von Pollen von der Anthere einer Blüte auf die Narbe einer anderen Blume bezieht, die von derselben Pflanze getragen wird.

3) Autogamie benötigt kein Bestäubungsmittel für die Bestäubung, während Geitonogamie ein Bestäubungsmittel für die Bestäubung benötigt

4) Autogamie ist Selbstbestäubung, während Geitonogamie funktionelle Fremdbestäubung ist.

Wichtige Funktionen und Eigenschaften von Autogamy

1) Autogamie ist eine Art der Selbstbestäubung, die aus der Vereinigung zweier griechischer Wörter besteht, Auto + gamy, Auto bedeutet “self” und gamy bedeutet “Ehe” oder “union”. Es bedeutet, dass Autogamie “Ehe mit sich selbst” oder “Selbstvereinigung” ist.

2) Autogamie ist eine Art der Selbstbestäubung, bei der Pollenkörner aus der Anthere der Blüte auf die Narbe derselben Blüte übertragen werden.

3) es braucht kein Bestäubungsmittel für die Bestäubung

4) seine Blüte kann hell oder farblos sein

5) Offene Blüte ist Chasmogamie und geschlossene Blüte ist Kleistogamie.

6) Bei dieser Art der Bestäubung hat sie eine geringe biologische Fitness, da die Bestäubung innerhalb derselben Blüte stattfindet.

7) genetisch, physikalisch, ökologisch und je nach Funktion ist es Selbstbestäubung.

Geitonogamie-Bestäubung in Kornblume

Wichtige Merkmale und Merkmale der Geitonogamie

◆ Geitonogamie:-

1) Geitonogamie ist auch eine Art der Selbstbestäubung, es ist eine Kombination aus zwei griechischen Wörtern Geitono + gamy, “geitono” bedeutet “Nachbar” und “gamy” bedeutet “Ehe” oder Vereinigung. Mit anderen Worten bedeutet Geitonogamie die Ehe mit benachbarten Blüten oder die Bestäubung findet zwischen benachbarten Blüten statt.

2) Geitonogamie bezieht sich auf die Bestäubung von Pollen von der Anthere einer Blüte auf die Narbe einer anderen Blüte, die von derselben Pflanze getragen wird.

3) es braucht Bestäubungsmittel für die Bestäubung

4) seine Blüte ist meist hell gefärbt, um Bestäubungsmittel anzuziehen

5) Geitonogamie haben keine Typen.

6) bei dieser Art der Bestäubung hat sie mehr biologische Fitness als Autogamie, da die Bestäubung zwischen verschiedenen Blüten stattfindet.

7) genetisch ist es Selbstbestäubung, da die Bestäubung zwischen verschiedenen Blüten stattfindet, die auf derselben Pflanze geboren werden, aber physisch, ökologisch und je nach Funktion ist es Fremdbestäubung, da sie ein Bestäubungsmittel für die Übertragung von Pollenkörnern auf Narben verschiedener Blüten benötigen.


Autogamie-Bestäubungsdefinition und Beispiel mit Diagramm

Autogamie ist eine Art von Selbstbestäubung die aus der Vereinigung zweier griechischer Wörter bestehen, Auto + gamy, Auto bedeutet “selbst” und gamy bedeutet “Hochzeit” oder “union”. Es bedeutet, dass Autogamie “ istSelbst-Ehe” oder “Selbstvereinigung”, bei dem weibliche Gameten-Ovula und männliches Gameten-Pollenkorn vereint und zu einer Zygote verschmolzen werden, die aus derselben Blüte stammt.

Autogamie-Definition: Autogamie ist eine Art der Selbstbestäubung, bei der Pollenkorn von der Anthere auf die Narbe innerhalb derselben Blüte übertragen wird. Blume kann mit Blütenblatt umgeben sein oder offene, eingekreiste oder geschlossene Blume ist bekannt als Kleistogam und offene Blume ist bekannt als chasmogam und die Art der Bestäubung ist als Kleistogamie bzw. Chasmogamie bekannt. Eine Blume, bei der eine autogame Bestäubung stattfindet, wird als autogame Blume bezeichnet.

Beispiele für Autogamie: Häufige Beispiele für die Bestäubung durch Autogamie sind Sonnenblumen, Orchideen, Erbsen, Commelina, Erdnüsse und Tridax.

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Arten der Autogamie-Bestäubung

Arten der Autogamie-Bestäubung: Es gibt zwei Arten von Autogamie-Bestäubung 1) Kleistogamie und 2) Chasmogamie.

1) Kleistogamie:- Kleistogamie ist eine Art der autogamen Selbstbestäubung, bei der die Blüten- und Fortpflanzungsteile der Blüte geschlossen oder mit Blütenblättern oder Blüten umgeben sind, die sich nie öffnen. Es ist eine Kombination aus zwei griechischen Wörtern, Cleisto + gamy, cleisto bedeutet “geschlossen” oder “versteckt” und gamy bedeutet “ehe” oder “union”, also cleistogamie ist “versteckte Ehe”.

Kleistogamie ist eine Art der automatischen Selbstbestäubung bestimmter Pflanzen, die sich durch die Verwendung von nicht öffnenden, selbstbestäubenden Blüten mit geschlossenen Blüten vermehren kann. Häufige Beispiele für Kleistogamie sind die Blüten Commelina benghalensis und besonders bekannt bei Erdnüssen, Commelina benghalensis, Erbsen und Stiefmütterchen. Dieses Verhalten ist in der Familie der Gräser am weitesten verbreitet. Die größte Gattung kleistogamer Pflanzen ist jedoch Viola.

2) Chasmogamie-Bestäubung: Bei dieser Art der Bestäubung besteht eine geringe Chance auf Selbstbestäubung, da die Blüten offen bleiben und ihre Fortpflanzungsteile und Blütenstrukturen freiliegen und nicht von Blütenblättern umgeben sind. Blüten, die sich bei Reife öffnen, um die Exposition von Pollen und Narben für die Fremdbestäubung zu erleichtern, werden als chasmogame Blüten bezeichnet. Sie sind große, auffällige bunte Blüten mit Nektar/Duft, um Bestäuber anzulocken.

Die Beispiel der Chasmogamous-Blume sind Oxalis, Viola, Erbsen, Bohnen, Hibiskus, Erdnüsse, Commelina-Blüten usw.


Bestäubung☆

Abstrakt

Die Bestäubung ist ein für Gymnospermen und Angiospermen typischer Vorgang, bei dem Pollen vom männlichen zum weiblichen Teil transportiert werden und kann in sieben Phasen unterteilt werden. In den letzten Phasen der Pollenentwicklung nimmt der Wassergehalt von Staubbeutel und Pollen ab. Als Folge stoppt die Pollenentwicklung und die Anthere öffnet sich. Wenn sich die Anthere öffnet, kann der Pollen sofort verteilt werden oder bleiben, bis er verteilt ist. Tiere sammeln Pollen aktiv, weil sie diese als Nahrung verwenden oder passiv, weil sie von der Blüte angezogen werden und diese berühren. Abiotic environmental and geographic factors such as temperature, relative humidity, and solar radiation play a crucial role in pollination, influencing anther opening, pollen vectors, pollen exposure, pollen transport by air currents, and pollinator flight. Gymnosperm pollen is predominantly dispersed by air currents (i.e., anemophilous), whereas angiosperm pollen may be dispersed by animals (zoophilic), air currents (anemophilous), and water (hydrophilic). Pollinators are induced to visit flowers by rewards (pollen, nectar, oils, etc.) or deception (false messages). Honeybees are the best pollinators because they visit a single plant species for as long as flowers are available and colony food necessities. The type of pollen vector and sexual expression of a species (dioecy, monoecy, and hermaphroditism) determine the success of pollination, that is, whether pollen lands on the stigma of the same or another species.


The Natural History of Pollination

Vervollständigen Sie Ihre New Naturalist collection with Harper Collins's facsimile versions, which are printed on demand. The Natural History of Pollination was first published in 1996. This facsimile edition reproduces the colour plate section of the original in colour.

This is a fully updated edition of the natural history classic first published in the New Naturalist series in 1973 as The Pollination of Flowers.

The importance of insects in pollinating flowers is today so well known it's easy to forget that it was discovered little more than two centuries ago: before that, it was believed that the concern of bees with flowers was simply a matter of collecting honey.

But the methods by which pollen reaches the female flower, enabling fertilisation and seed production to take place, include some of the most varied and fascinating mechanisms in the natural world. The Natural History of Pollination describes all the ways in which pollination is brought about: by wind, water, birds, bats and even mice and rats but principals by a great diversity of insects in an amazing range of ways, some simple, some bizarre.

The Natural History of Pollination is a unique introduction to a complex yet easily accessible subject of great fascination.


170 Pollination and Fertilization

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Describe what must occur for plant fertilization
  • Explain cross-pollination and the ways in which it takes place
  • Describe the process that leads to the development of a seed
  • Define double fertilization

In angiosperms, pollination is defined as the placement or transfer of pollen from the anther to the stigma of the same flower or another flower. In gymnosperms, pollination involves pollen transfer from the male cone to the female cone. Upon transfer, the pollen germinates to form the pollen tube and the sperm for fertilizing the egg. Pollination has been well studied since the time of Gregor Mendel. Mendel successfully carried out self- as well as cross-pollination in garden peas while studying how characteristics were passed on from one generation to the next. Today’s crops are a result of plant breeding, which employs artificial selection to produce the present-day cultivars. A case in point is today’s corn, which is a result of years of breeding that started with its ancestor, teosinte. The teosinte that the ancient Mayans originally began cultivating had tiny seeds—vastly different from today’s relatively giant ears of corn. Interestingly, though these two plants appear to be entirely different, the genetic difference between them is miniscule.

Es gibt zwei Formen der Bestäubung: Selbstbestäubung und Fremdbestäubung. Self-pollination occurs when the pollen from the anther is deposited on the stigma of the same flower, or another flower on the same plant. Cross-pollination is the transfer of pollen from the anther of one flower to the stigma of another flower on a different individual of the same species. Self-pollination occurs in flowers where the stamen and carpel mature at the same time, and are positioned so that the pollen can land on the flower’s stigma. This method of pollination does not require an investment from the plant to provide nectar and pollen as food for pollinators.

Explore this interactive website to review self-pollination and cross-pollination.

Living species are designed to ensure survival of their progeny those that fail become extinct. Genetic diversity is therefore required so that in changing environmental or stress conditions, some of the progeny can survive. Self-pollination leads to the production of plants with less genetic diversity, since genetic material from the same plant is used to form gametes, and eventually, the zygote. In contrast, cross-pollination—or out-crossing—leads to greater genetic diversity because the microgametophyte and megagametophyte are derived from different plants.

Because cross-pollination allows for more genetic diversity, plants have developed many ways to avoid self-pollination. In some species, the pollen and the ovary mature at different times. These flowers make self-pollination nearly impossible. By the time pollen matures and has been shed, the stigma of this flower is mature and can only be pollinated by pollen from another flower. Some flowers have developed physical features that prevent self-pollination. The primrose is one such flower. Primroses have evolved two flower types with differences in anther and stigma length: the pin-eyed flower has anthers positioned at the pollen tube’s halfway point, and the thrum-eyed flower’s stigma is likewise located at the halfway point. Insects easily cross-pollinate while seeking the nectar at the bottom of the pollen tube. This phenomenon is also known as heterostyly. Many plants, such as cucumber, have male and female flowers located on different parts of the plant, thus making self-pollination difficult. In yet other species, the male and female flowers are borne on different plants (dioecious). All of these are barriers to self-pollination therefore, the plants depend on pollinators to transfer pollen. The majority of pollinators are biotic agents such as insects (like bees, flies, and butterflies), bats, birds, and other animals. Other plant species are pollinated by abiotic agents, such as wind and water.

Incompatibility Genes in Flowers In recent decades, incompatibility genes—which prevent pollen from germinating or growing into the stigma of a flower—have been discovered in many angiosperm species. If plants do not have compatible genes, the pollen tube stops growing. Self-incompatibility is controlled by the S (sterility) locus. Pollen tubes have to grow through the tissue of the stigma and style before they can enter the ovule. The carpel is selective in the type of pollen it allows to grow inside. The interaction is primarily between the pollen and the stigma epidermal cells. In some plants, like cabbage, the pollen is rejected at the surface of the stigma, and the unwanted pollen does not germinate. In other plants, pollen tube germination is arrested after growing one-third the length of the style, leading to pollen tube death. Pollen tube death is due either to apoptosis (programmed cell death) or to degradation of pollen tube RNA. The degradation results from the activity of a ribonuclease encoded by the S locus. The ribonuclease is secreted from the cells of the style in the extracellular matrix, which lies alongside the growing pollen tube.

In summary, self-incompatibility is a mechanism that prevents self-fertilization in many flowering plant species. The working of this self-incompatibility mechanism has important consequences for plant breeders because it inhibits the production of inbred and hybrid plants.

Pollination by Insects

Bees are perhaps the most important pollinator of many garden plants and most commercial fruit trees ((Figure)). The most common species of bees are bumblebees and honeybees. Since bees cannot see the color red, bee-pollinated flowers usually have shades of blue, yellow, or other colors. Bees collect energy-rich pollen or nectar for their survival and energy needs. They visit flowers that are open during the day, are brightly colored, have a strong aroma or scent, and have a tubular shape, typically with the presence of a nectar guide. A nectar guide includes regions on the flower petals that are visible only to bees, and not to humans it helps to guide bees to the center of the flower, thus making the pollination process more efficient. The pollen sticks to the bees’ fuzzy hair, and when the bee visits another flower, some of the pollen is transferred to the second flower. Recently, there have been many reports about the declining population of honeybees. Many flowers will remain unpollinated and not bear seed if honeybees disappear. The impact on commercial fruit growers could be devastating.


Many flies are attracted to flowers that have a decaying smell or an odor of rotting flesh. These flowers, which produce nectar, usually have dull colors, such as brown or purple. They are found on the corpse flower or voodoo lily (Amorphophallus), dragon arum (Dracunculus), and carrion flower (Stapleia, Rafflesia). The nectar provides energy, whereas the pollen provides protein. Wasps are also important insect pollinators, and pollinate many species of figs.

Butterflies, such as the monarch, pollinate many garden flowers and wildflowers, which usually occur in clusters. These flowers are brightly colored, have a strong fragrance, are open during the day, and have nectar guides to make access to nectar easier. The pollen is picked up and carried on the butterfly’s limbs. Moths, on the other hand, pollinate flowers during the late afternoon and night. The flowers pollinated by moths are pale or white and are flat, enabling the moths to land. One well-studied example of a moth-pollinated plant is the yucca plant, which is pollinated by the yucca moth. The shape of the flower and moth have adapted in such a way as to allow successful pollination. The moth deposits pollen on the sticky stigma for fertilization to occur later. The female moth also deposits eggs into the ovary. As the eggs develop into larvae, they obtain food from the flower and developing seeds. Thus, both the insect and flower benefit from each other in this symbiotic relationship. The corn earworm moth and Gaura plant have a similar relationship ((Figure)).


Pollination by Bats

In the tropics and deserts, bats are often the pollinators of nocturnal flowers such as agave, guava, and morning glory. The flowers are usually large and white or pale-colored thus, they can be distinguished from the dark surroundings at night. The flowers have a strong, fruity, or musky fragrance and produce large amounts of nectar. They are naturally large and wide-mouthed to accommodate the head of the bat. As the bats seek the nectar, their faces and heads become covered with pollen, which is then transferred to the next flower.

Pollination by Birds

Many species of small birds, such as the hummingbird ((Figure)) and sun birds, are pollinators for plants such as orchids and other wildflowers. Flowers visited by birds are usually sturdy and are oriented in such a way as to allow the birds to stay near the flower without getting their wings entangled in the nearby flowers. The flower typically has a curved, tubular shape, which allows access for the bird’s beak. Brightly colored, odorless flowers that are open during the day are pollinated by birds. As a bird seeks energy-rich nectar, pollen is deposited on the bird’s head and neck and is then transferred to the next flower it visits. Botanists have been known to determine the range of extinct plants by collecting and identifying pollen from 200-year-old bird specimens from the same site.


Pollination by Wind

Most species of conifers, and many angiosperms, such as grasses, maples and oaks, are pollinated by wind. Pine cones are brown and unscented, while the flowers of wind-pollinated angiosperm species are usually green, small, may have small or no petals, and produce large amounts of pollen. Unlike the typical insect-pollinated flowers, flowers adapted to pollination by wind do not produce nectar or scent. In wind-pollinated species, the microsporangia hang out of the flower, and, as the wind blows, the lightweight pollen is carried with it ((Figure)). The flowers usually emerge early in the spring, before the leaves, so that the leaves do not block the movement of the wind. The pollen is deposited on the exposed feathery stigma of the flower ((Figure)).



Pollination by Water

Some weeds, such as Australian sea grass and pond weeds, are pollinated by water. The pollen floats on water, and when it comes into contact with the flower, it is deposited inside the flower.

Pollination by Deception Orchids are highly valued flowers, with many rare varieties ((Figure)). They grow in a range of specific habitats, mainly in the tropics of Asia, South America, and Central America. At least 25,000 species of orchids have been identified.


Flowers often attract pollinators with food rewards, in the form of nectar. However, some species of orchid are an exception to this standard: they have evolved different ways to attract the desired pollinators. They use a method known as food deception, in which bright colors and perfumes are offered, but no food. Anacamptis morio, commonly known as the green-winged orchid, bears bright purple flowers and emits a strong scent. The bumblebee, its main pollinator, is attracted to the flower because of the strong scent—which usually indicates food for a bee—and in the process, picks up the pollen to be transported to another flower.

Other orchids use sexual deception. Chiloglottis trapeziformis emits a compound that smells the same as the pheromone emitted by a female wasp to attract male wasps. The male wasp is attracted to the scent, lands on the orchid flower, and in the process, transfers pollen. Some orchids, like the Australian hammer orchid, use scent as well as visual trickery in yet another sexual deception strategy to attract wasps. The flower of this orchid mimics the appearance of a female wasp and emits a pheromone. The male wasp tries to mate with what appears to be a female wasp, and in the process, picks up pollen, which it then transfers to the next counterfeit mate.

Double Fertilization

Nachdem sich Pollen auf der Narbe abgelagert haben, muss er keimen und durch den Griffel wachsen, um die Samenanlage zu erreichen. Die Mikrosporen oder der Pollen enthalten zwei Zellen: die Pollenschlauchzelle und die generative Zelle. Die Pollenschlauchzelle wächst zu einem Pollenschlauch, durch den die generative Zelle wandert. Die Keimung des Pollenschlauchs erfordert Wasser, Sauerstoff und bestimmte chemische Signale. Auf seinem Weg durch den Griffel zum Embryosack wird das Wachstum des Pollenschlauchs durch das Gewebe des Griffels unterstützt. Wenn sich die generative Zelle in der Zwischenzeit nicht bereits in zwei Zellen gespalten hat, teilt sie sich nun in zwei Samenzellen. Der Pollenschlauch wird von den Chemikalien geleitet, die von den im Embryosack vorhandenen Synergiden abgesondert werden, und dringt durch die Mikropyle in den Samenbeutel ein. Of the two sperm cells, one sperm fertilizes the egg cell, forming a diploid zygote the other sperm fuses with the two polar nuclei, forming a triploid cell that develops into the endosperm . Together, these two fertilization events in angiosperms are known as double fertilization ((Figure)). Nachdem die Befruchtung abgeschlossen ist, können keine anderen Spermien eindringen. Die befruchtete Eizelle bildet den Samen, während das Gewebe des Eierstocks zur Frucht wird, die normalerweise den Samen umhüllt.


Nach der Befruchtung teilt sich die Zygote, um zwei Zellen zu bilden: die obere Zelle oder Terminalzelle und die untere oder basale Zelle. The division of the basal cell gives rise to the suspensor , which eventually makes connection with the maternal tissue. Der Suspensor bietet einen Weg für den Transport der Nahrung von der Mutterpflanze zum heranwachsenden Embryo. The terminal cell also divides, giving rise to a globular-shaped proembryo ((Figure)ein). In dicots (eudicots), the developing embryo has a heart shape, due to the presence of the two rudimentary cotyledons ((Figure)B). In nicht-endospermischen Dikotyledonen, wie z Capsella bursa, entwickelt sich zunächst das Endosperm, wird dann aber verdaut und die Nahrungsreserven werden in die beiden Keimblätter verlagert. As the embryo and cotyledons enlarge, they run out of room inside the developing seed, and are forced to bend ((Figure)C). Ultimately, the embryo and cotyledons fill the seed ((Figure)D), and the seed is ready for dispersal. Die embryonale Entwicklung wird nach einiger Zeit unterbrochen und das Wachstum wird erst wieder aufgenommen, wenn der Samen keimt. Der sich entwickelnde Sämling wird auf die in den Keimblättern gespeicherten Nahrungsreserven angewiesen sein, bis die ersten Blätter mit der Photosynthese beginnen.


Development of the Seed

Die reife Samenanlage entwickelt sich zum Samen. A typical seed contains a seed coat, cotyledons, endosperm, and a single embryo ((Figure)).


What of the following statements is true?

  1. Sowohl Monokotyledonen als auch Dikotyledonen haben ein Endosperm.
  2. Die Keimwurzel entwickelt sich zur Wurzel.
  3. The plumule is part of the epicotyl.
  4. Das Endosperm ist ein Teil des Embryos.

Die Speicherung von Nahrungsreserven in Angiospermensamen unterscheidet sich zwischen Monokotyledonen und Dikotyledonen. In monocots, such as corn and wheat, the single cotyledon is called a scutellum the scutellum is connected directly to the embryo via vascular tissue (xylem and phloem). Nahrungsreserven werden im großen Endosperm gespeichert. Upon germination, enzymes are secreted by the aleurone , a single layer of cells just inside the seed coat that surrounds the endosperm and embryo. Die Enzyme bauen die gespeicherten Kohlenhydrate, Proteine ​​und Lipide ab, deren Produkte vom Scutellum aufgenommen und über einen Gefäßstrang zum sich entwickelnden Embryo transportiert werden. Daher kann das Scutellum als Absorptionsorgan und nicht als Speicherorgan angesehen werden.

Auch die beiden Keimblätter des dikotylen Samens haben vaskuläre Verbindungen zum Embryo. In endospermic dicots , the food reserves are stored in the endosperm. Während der Keimung fungieren die beiden Keimblätter daher als Absorptionsorgane, um die enzymatisch freigesetzten Nahrungsreserven aufzunehmen, ähnlich wie bei Monokotyledonen (Monokotyledonen haben definitionsgemäß auch endopermische Samen). Tabak (Nicotiana tabaccum), Tomate (Solanum lycopersicum), und Pfeffer (Capsicum annuum) sind Beispiele für endopermische Dikotyledonen. In non-endospermic dicots , the triploid endosperm develops normally following double fertilization, but the endosperm food reserves are quickly remobilized and moved into the developing cotyledon for storage. Die beiden Hälften eines Erdnusskerns (Arachis hypogaea) und die Erbsen (Pisum sativum) der Erbsensuppe sind einzelne Keimblätter, die mit Nahrungsreserven beladen sind.

Der Samen wird zusammen mit der Samenanlage durch eine Samenhülle geschützt, die aus den Integumenten des Samenbeutels gebildet wird. In dicots, the seed coat is further divided into an outer coat known as the testa and inner coat known as the tegmen .

Die embryonale Achse besteht aus drei Teilen: dem Plumule, der Keimwurzel und dem Hypokotyl. The portion of the embryo between the cotyledon attachment point and the radicle is known as the hypocotyl (hypocotyl means “below the cotyledons”). The embryonic axis terminates in a radicle (the embryonic root), which is the region from which the root will develop. Bei Dikotylen erstrecken sich die Hypokotylen über dem Boden und bilden den Stängel der Pflanze. Bei Monokotyledonen zeigt sich das Hypokotyl oberirdisch nicht, da Monokotyledonen keine Stängelverlängerung aufweisen. The part of the embryonic axis that projects above the cotyledons is known as the epicotyl . The plumule is composed of the epicotyl, young leaves, and the shoot apical meristem.

Bei der Keimung in zweikeimblättrigen Samen hat das Epikotyl die Form eines Hakens mit dem Plumule nach unten. Diese Form wird Plumule Hook genannt und bleibt bestehen, solange die Keimung im Dunkeln fortschreitet. Wenn das Epicotyl den harten und abrasiven Boden durchdringt, wird das Plumule daher vor Beschädigungen geschützt. Bei Lichteinwirkung richtet sich der Hypokotylhaken auf, die jungen Blätter sind der Sonne zugewandt und dehnen sich aus, und der Epikotyl verlängert sich weiter. Während dieser Zeit wächst auch die Keimwurzel und produziert die Primärwurzel. Während sie nach unten zur Pfahlwurzel wächst, verzweigen sich seitliche Wurzeln nach allen Seiten und bilden das typische zweikeimblättrige Pfahlwurzelsystem.

In monocot seeds ((Figure)), the testa and tegmen of the seed coat are fused. As the seed germinates, the primary root emerges, protected by the root-tip covering: the coleorhiza . Next, the primary shoot emerges, protected by the coleoptile : the covering of the shoot tip. Upon exposure to light (i.e., when the plumule has exited the soil and the protective coleoptile is no longer needed), elongation of the coleoptile ceases and the leaves expand and unfold. At the other end of the embryonic axis, the primary root soon dies, while other, adventitious roots (roots that do not arise from the usual place – i.e., the root) emerge from the base of the stem. Dies verleiht der Monokotyle ein faseriges Wurzelsystem.


Samenkeimung

Many mature seeds enter a period of inactivity, or extremely low metabolic activity: a process known as dormancy , which may last for months, years, or even centuries. Die Ruhephase trägt dazu bei, dass die Samen auch unter ungünstigen Bedingungen lebensfähig bleiben. Bei Rückkehr zu günstigen Bedingungen findet die Samenkeimung statt. Günstige Bedingungen können so unterschiedlich sein wie Feuchtigkeit, Licht, Kälte, Feuer oder chemische Behandlungen. Nach starken Regenfällen entstehen viele neue Sämlinge. Waldbrände führen auch zur Bildung neuer Setzlinge. Some seeds require vernalization (cold treatment) before they can germinate. Dies garantiert, dass Samen, die von Pflanzen in gemäßigten Klimazonen produziert werden, erst im Frühjahr keimen. Pflanzen, die in heißen Klimazonen wachsen, können Samen haben, die eine Wärmebehandlung benötigen, um zu keimen, um eine Keimung in den heißen, trockenen Sommern zu vermeiden. Bei vielen Samen verzögert das Vorhandensein einer dicken Samenschale die Keimfähigkeit. Scarification , which includes mechanical or chemical processes to soften the seed coat, is often employed before germination. Das Einweichen in heißem Wasser oder das Passieren durch eine saure Umgebung, wie den Verdauungstrakt eines Tieres, kann ebenfalls verwendet werden.

Je nach Samengröße kann die Zeit bis zum Auflaufen eines Sämlings variieren. Arten mit großen Samen haben genügend Nahrungsreserven, um tief unter der Erde zu keimen und ihr Epikotyl immer noch bis zur Bodenoberfläche auszudehnen. Samen von kleinsamigen Arten benötigen normalerweise Licht als Keimzeichen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Samen nur an oder nahe der Bodenoberfläche (wo das Licht am größten ist) keimen. Würden sie zu weit unter der Oberfläche keimen, hätte der sich entwickelnde Sämling nicht genügend Nahrungsreserven, um das Sonnenlicht zu erreichen.

Development of Fruit and Fruit Types

After fertilization, the ovary of the flower usually develops into the fruit. Fruits are usually associated with having a sweet taste however, not all fruits are sweet. Botanically, the term “fruit” is used for a ripened ovary. In most cases, flowers in which fertilization has taken place will develop into fruits, and flowers in which fertilization has not taken place will not. Some fruits develop from the ovary and are known as true fruits, whereas others develop from other parts of the female gametophyte and are known as accessory fruits. The fruit encloses the seeds and the developing embryo, thereby providing it with protection. Fruits are of many types, depending on their origin and texture. The sweet tissue of the blackberry, the red flesh of the tomato, the shell of the peanut, and the hull of corn (the tough, thin part that gets stuck in your teeth when you eat popcorn) are all fruits. As the fruit matures, the seeds also mature.

Fruits may be classified as simple, aggregate, multiple, or accessory, depending on their origin ((Figure)). If the fruit develops from a single carpel or fused carpels of a single ovary, it is known as a simple fruit , as seen in nuts and beans. An aggregate fruit is one that develops from more than one carpel, but all are in the same flower: the mature carpels fuse together to form the entire fruit, as seen in the raspberry. Multiple fruit develops from an inflorescence or a cluster of flowers. An example is the pineapple, where the flowers fuse together to form the fruit. Accessory fruits (sometimes called false fruits) are not derived from the ovary, but from another part of the flower, such as the receptacle (strawberry) or the hypanthium (apples and pears).


Fruits generally have three parts: the exocarp (the outermost skin or covering), the mesocarp (middle part of the fruit), and the endocarp (the inner part of the fruit). Together, all three are known as the pericarp . The mesocarp is usually the fleshy, edible part of the fruit however, in some fruits, such as the almond, the endocarp is the edible part. In many fruits, two or all three of the layers are fused, and are indistinguishable at maturity. Fruits can be dry or fleshy. Furthermore, fruits can be divided into dehiscent or indehiscent types. Dehiscent fruits, such as peas, readily release their seeds, while indehiscent fruits, like peaches, rely on decay to release their seeds.

Fruit and Seed Dispersal

The fruit has a single purpose: seed dispersal. Seeds contained within fruits need to be dispersed far from the mother plant, so they may find favorable and less competitive conditions in which to germinate and grow.

Some fruit have built-in mechanisms so they can disperse by themselves, whereas others require the help of agents like wind, water, and animals ((Figure)). Modifications in seed structure, composition, and size help in dispersal. Wind-dispersed fruit are lightweight and may have wing-like appendages that allow them to be carried by the wind. Some have a parachute-like structure to keep them afloat. Some fruits—for example, the dandelion—have hairy, weightless structures that are suited to dispersal by wind.

Seeds dispersed by water are contained in light and buoyant fruit, giving them the ability to float. Coconuts are well known for their ability to float on water to reach land where they can germinate. Similarly, willow and silver birches produce lightweight fruit that can float on water.

Animals and birds eat fruits, and the seeds that are not digested are excreted in their droppings some distance away. Some animals, like squirrels, bury seed-containing fruits for later use if the squirrel does not find its stash of fruit, and if conditions are favorable, the seeds germinate. Some fruits, like the cocklebur, have hooks or sticky structures that stick to an animal’s coat and are then transported to another place. Humans also play a big role in dispersing seeds when they carry fruits to new places and throw away the inedible part that contains the seeds.

All of the above mechanisms allow for seeds to be dispersed through space, much like an animal’s offspring can move to a new location. Seed dormancy, which was described earlier, allows plants to disperse their progeny through time: something animals cannot do. Dormant seeds can wait months, years, or even decades for the proper conditions for germination and propagation of the species.


Abschnittszusammenfassung

For fertilization to occur in angiosperms, pollen has to be transferred to the stigma of a flower: a process known as pollination. Gymnosperm pollination involves the transfer of pollen from a male cone to a female cone. When the pollen of the flower is transferred to the stigma of the same flower, it is called self-pollination. Cross-pollination occurs when pollen is transferred from one flower to another flower on the same plant, or another plant. Cross-pollination requires pollinating agents such as water, wind, or animals, and increases genetic diversity. After the pollen lands on the stigma, the tube cell gives rise to the pollen tube, through which the generative nucleus migrates. The pollen tube gains entry through the micropyle on the ovule sac. The generative cell divides to form two sperm cells: one fuses with the egg to form the diploid zygote, and the other fuses with the polar nuclei to form the endosperm, which is triploid in nature. This is known as double fertilization. After fertilization, the zygote divides to form the embryo and the fertilized ovule forms the seed. The walls of the ovary form the fruit in which the seeds develop. The seed, when mature, will germinate under favorable conditions and give rise to the diploid sporophyte.


Fruit and Seed Dispersal

After fertilization, the ovary of the flower develops into the fruit. While we tend to think of fruits as being sweet, biologically a fruit is any structure that develops from an ovary after fertilization. The biological purpose of the fruit is Seed dispersal, allowing the seed to be spread far from the mother plant, so they may find favorable and less competitive conditions in which to germinate and grow.

Some fruit have built-in mechanisms so they can disperse by themselves, whereas others require the help of agents like wind, water, and animals. As with pollination syndromes and flower structure, you can often predict a fruit’s dispersal mechanism based on structure, composition, and size:

  • Propulsion-dispersed fruits, such as violets, actually “explode” out of the plant.
  • Wind-dispersed fruits, such as dandelions, are lightweight and may have wing or parachute-like appendages that allow them to be carried by the wind.
  • Water-dispersed fruits, such as coconuts, are light or buoyant, giving them the ability to float.
  • Animal-dispersed fruits may be either have tiny “hooks” all over them so that they attach to passing animals and later fall off in a new location (like sandburs), or very sweet or fatty so that they will be eaten and deposited in a new location in the feces (like blackberries). Fruits dispersed by birds tend to be brightly colored as birds have a highly developed sense of sight fruits dispersed by mammals tend to be highly scented as mammals have a highly developed sense of smell.

Fruits and seeds are dispersed by various means. (a) Dandelion seeds are dispersed by wind, the (b) coconut seed is dispersed by water, and the (c) acorn is dispersed by animals that cache and then forget it. (credit OpenStax Biology a: modification of work by “Rosendahl”/Flickr credit b: modification of work by Shine Oa credit c: modification of work by Paolo Neo)