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Die Befruchtung und Samenentwicklung der Blütenpflanzen

Bestäubung

Damit die Samenanlage einer Blüte befruchtet wird, muss der Pollen auf die Narbe gelangen. Pflanze nutzen dafür verschiedene Methoden. Der Pollen kann durch Insekten (Entomophilie) auf die Narbe übertragen werden. Was bei Insekten funktioniert, kann auch allgemein bei Tieren (Zoophilie) funktionieren. Hier unterscheidet man weiter, z.B. zwischen Ornithophilie (durch Vögel) und Chiroptereophilie (durch Fledermäuse).
Eine weitere Methode ist die Übertragung der Pollen über den Wind (Anemophilie).

Entwicklung des Pollens auf der Blattnarbe

Ist der Pollen auf der Narbe angelangt, so Entwickelt er sich weiter. Die Mikrospore macht innerhalb der Pollenkornwand eine Zellteilung und teilt sich in eine generative Zelle und eine vegetative Zelle. Nun beginnt der Pollenschlauch in Richtung der Synergiden (Megagametangium) auszuwachsen. Sowohl die vegetative, als auch die generative Zelle wandern nun in den Pollenschlauch. Nun teilt sich die generative Zelle in 2 Spermazellen.

Wachstum des Pollenschlauchs

Beim Wachstum des Pollenschlauchs handelt es sich um Spitzenwachstum entlang eines Ca2+ gradienten. Dabei wird Actin in Vesikeln entlang an Microtubuli an die Spitze gebracht, wo die Vesikel mit der Zellwand verschmelzen.

Die eigentliche Befruchtug

Nachdem der Pollenschlauch zu einer Synergide gewachsen ist, welche ihn durch chemotaktische Anlockung dazu gebracht hat (inkompatible Pollen werden am Auskeimen oder Wachsen gehindert), werden im Bereich der Synergiden die 2 Spermazellen entlassen. Die eine Spermazelle verschmilzt mit der Eizelle, die andere mit dem sekundären Embryosackkern. Wir haben also eine doppelte Befruchtung. Dabei entsteht aus der Eizelle und der Spermazelle die Zygote und aus sekundärem Embryosackkern und Spermazelle der triploide Endospermkern.
Diese Befruchtung durch den Pollenschlauch bezeichnet man als Siphonogamie.

Entwicklung nach der Befruchtung

Nach der Befruchtung teilt sich der triploide Endospermkern vielfach, wobei das triploide Endosperm entsteht. Die Entstehung des Endosperms kann zellular (normale Zellteilungen) oder Nukleär (der triploide Kern teilt sich zunächst ohne Ausbildung einer Zellwand in eine große Zahl feier Kerne).
Die Entwicklung der Zygote folgt einem streng festgelegten Teilungsmuster. Es entsteht der Embryo und mit ihm die neue Sporophytengeneration. Alle bis zu diesem Zeitpunkt abgelaufenen Prozesse fanden noch in der Blüte, also auf dem Mutter-Sporophyten statt.

Endosperm

Das Endosperm dient als Nährgewebe für den heranwachsenden Embryo und wird bei der Embryonalentwicklung oft vollständig aufgebraucht oder zurück gebildet, in einigen Fällen bleibt aber auch für die Keimung ein Rest erhalten, wie bei Getreidekörnern der Mehlkörper oder wie bei der Kokos“nuss“.

Entwicklung des Embryos

Nachdem die Zygote sich nach ihrem streng festgelegten Muster geteilt hat, entsteht ein Proembryo, welcher vom Suspensor, der aus dem Proembryo hervor geht, in das Endosperm geschoben wird. All das passiert noch in der jungen Samenanlage (besonders gut zu beobachten bei Capsella bursa-pastoris oder Hirtentäschel).

Unterschiede zu Gymnospermen

Die Entwicklung der Samen bei Gymnospermen hat einige Unterschiede zur Entwicklung der Samen von Angiospermen.
Bei Gymnospermen (Nacktsamern) liegt die Samenanlagen offen („nackt“) auf einer Zapfenschuppe. Im Sonderfall Ginkgo ist die Samenanlage gestielt und hängt über diesen Stiel an einer Blattlosen Achse.
Viele Gymnospermen bilden einen Bestäubungstropfen an der Spitze ihrer Samenanlagen aus, in dem die Pollen gefangen werden. Dieser trocknet im Verlauf der Befruchtung ein, wobei der Pollen in eine Pore hineingezogen wird. Meist entsteht der vielzellige weibliche Gametophyt monosporisch und kann mehrere Archegonien (weibliche Geschlechtsorgane) tragen.
Bei Gymnospermen bildet der weibliche Gametophyt im gegensatz zu Angiospermen vor der Befruchtung der Eizelle primäres Endosperm aus. Außerdem handelt es sich bei Gymnospermen nur um eine einfache Befruchtung und nicht wie bei Angiospermen um eine doppelte Befruchtung. Teilweise kann es bei Gymnospermen auch zu einer monozygotischen oder polyzygotischen Polyembryonie kommen. Das heißt viele Embryonen aus einer oder mehreren Zygoten entstanden konkurrieren um Nährstoff.
Der Männliche Gametophyt der Gymnospermen ist 3-, 5- oder 20-zellig. Dieser bildet mit Ausnahme von Ginkgo und Cycadatae unbegeißelte Spermatozoiden.

Entwicklung der Samen

Der Samen entwickelt sich aus der Samenanlage im Fruchtknoten. Dabei werden die verschiedenen Gewebe des Samens aus je einem Gewebe der Samenanlage gebildet.
Die Zygote entwickelt sich dabei über den Embryo zum jungen Sporophyt.
Der triploide Endospermkern entwickelt sich zum Endosperm.
Der Nucellus zum Perisperm und die Integumente zur Samenschale oder der Testa.

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