Vidinė prigimtis: kiaušiniai ir sėklos

Vidinė prigimtis: kiaušiniai ir sėklos

Vidya Rajan, Kolumininkas, „The Times“.

Dirbau savo sode, atlikau reguliarias ravėjimo priežiūros užduotis ir planavau rudens sodinimą. Planavau rinkti kai kurių savo mėgstamų gėlių sėklas ir persodinti. Dirbdamas sutrikdydavau akmenį ar ką nors (karinis pokštas) ir rasdavau dygstančią piktžolių sėklą arba skruzdžių kiaušinėlių sankaupą. Jų buvo visur. Sėklos ir kiaušiniai. Tada man pasirodė, kad jie iš tikrųjų yra labai panašūs. Kaip tai?

Sėklos vadiname augalų kiaušinėliais: jos prilygsta gyvūnų dedamiems kiaušiniams. Juose yra embrionas ir nedidelė maisto saugykla, vadinama „endospermu“, nes jis vystosi jį naudojant. Augalų embrionai turi šaknį, radikalą, kuris išaugs į žemę, ieškodamas vandens ir maistinių medžiagų, ir ūglį, plunksną, kuris augs link šviesos, kai sėkla sudygs. Tada maži vaikai taps savarankiški. Tai primena gyvūno kiaušinėlio vystymąsi. Trynys ir baltymas atitinkamai aprūpina lipidais ir baltymais embriono vystymuisi. Įsisavinę visas kiaušinyje esančias maistines medžiagas, jaunikliai išsirita skirtingai, priklausomai nuo rūšies. Pavyzdžiui, vištos išsirita su švelniais pūkais ir yra pasiruošusios pradėti pešti savo maistą. (Tik išsiritusius viščiukus pavasarį galima gabenti paštu, nes be maisto ir vandens jie gali išgyventi iki 3 dienų.) Vabzdžiai, žuvys, varliagyviai ir dauguma roplių pasirodo beveik pasirengę pasirūpinti savimi.

Jauniklių auginimui skirti augalai, ypač augalai, kurie plinta vegetatyvinio augimo būdu. Jų palikuonys paprastai yra prisitvirtinę prie motininio augalo šaknies, todėl pirmaisiais jų vystymosi laikais jie maitinasi. Tačiau sėklų paskirtis yra užkariauti naują aplinką, todėl dauguma augalų turi sėklas, kurios oro srovių svaidomos, pernešamos arba išpučiamos prie naujų įpročių. Tačiau ankstyviausi augalai – samanos ir paparčiai – sėklų nedavė, o sporas. Besėkliai augalai gamina sporas – tai embrionai be maisto atsargų, ir jiems reikia nedelsiant atsigulti draugiškoje teritorijoje ir sudygti. Čia vyksta ir kitų keistų dalykų – sporos gali būti vyriškos arba moteriškos ir išauga į mažus haploidinius augalus (augalus, turinčius tik vieną chromosomų rinkinį). Vyriškas augalas gamina spermatozoidus su uodegomis, ir jie priplaukia prie kiaušialąstės, esančios mažuose moteriškuose augaluose. Ši plaukimo sperma paaiškina, kodėl spermai reikia vandens plaukimui.

Dvi augalų grupės, iš kurių gaminamos sėklos, yra plikasisėkliai (pvz., spygliuočiai ir cikadai) ir uždengtos sėklos angiosėkliai (pvz., žydintys augalai). Nuo prisitaikymo prie sausumos gimnasėkliai ir gaubtasėkliai atsikratė plaukiojančių spermatozoidų. Jie pavertė žiedadulkėmis, pašalindami uodegą ir apgaubę buvusius spermatozoidus sporopolenino sluoksniu, kuris yra atsparus vandeniui. Dėl gebėjimo atlaikyti išdžiūvimą žiedadulkės geriau prisitaiko prie sausos žemės, kur vanduo nėra lengvai pasiekiamas. Žiedadulkes pakelia oro srovės arba paslaugūs apdulkintojai, kad galėtų susitikti su kiaušiniu. Pakeliui, kadangi pagaminti pigu, augalai išmeta daug žiedadulkių. Kadangi sporopollenino dangalas apima ląstelių medžiagą, pagamintą iš baltymų, ji taip pat yra maistinga. Fermentuodamos žiedadulkes į „bičių duonelę“, bitės su fermentais gali ištirpinti žiedadulkių viduje esančią ląstelinę medžiagą. Nevirškinamas sporopolenino sluoksnis išsiskiria su išmatomis. Štai kodėl bičių išmatos yra geltonos – tai iš tuščiavidurių žiedadulkių lukštų, kurie išmetami.

Žydinčio augalo kiaušinėlio apvaisinimas žiedadulkėmis yra nuostabus dalykas (nors šiek tiek „mokantis“ ši animacija yra puiki: https://youtu.be/bUjVHUf4d1I). Žiedadulkės turi poras, kurios leidžia iš žiedadulkių išaugti vamzdeliui, kuriame yra trys branduoliai. Pirmasis branduolys yra kelio ieškotojas ir suyra, tačiau likę du branduoliai yra tikrieji spermatozoidų branduoliai. Vienas iš dviejų spermatozoidų branduolių susilieja su kiaušialąstele, kad susidarytų zigota, kuri išsivystys į embrioną ir vėliau išaugs į augalą. Antroji spermos ląstelė daro tai, kas daro sėklą poliarizuojantį augalą tikrai nuostabų: ji apvaisina porą kiaušialąstės branduolių, vadinamų „poliariniais branduoliais“, iš kurių išsivysto endospermas. Kitaip tariant, tai maistas, supakuotas į sėklą embrionui. Dvigubas tręšimas, kurio metu susiliejo trys branduoliai, sukuriantis „triploidinį“ endospermą, yra nuostabus ir gana genialus procesas, kurį aš neturiu vietos, kad išsivystytų į sėklą, o tai yra didžiulis energijos taupymas vaikams. Netręštos sėklos yra dulkės, kurias kartais matote gliaudydami žirnius. Gimnosėkliai, paparčiai ir samanos neturi šio dvigubo apvaisinimo proceso, todėl visi jų kiaušinėliai, apvaisinti ar neapvaisinti, tampa sėklomis. Jų maistas yra medžiaga, iš kurios pagaminta kiaušialąstė, haploidinė medžiaga, todėl maistas yra mažiau maistingas nei žydinčių augalų triploidinis endospermas.

Įdėkite storą sėklos sluoksnį arba šiek tiek nuodų, ir gausite daugumos žydinčių augalų sėklas. Žydintys augalai nelabai nori, kad gyvūnai valgytų jų sėklas. Daugelis žydinčių augalų užaugina valgomus mėsingus vaisius, kurių sėklos yra dideli gabaliukai, kuriuos išspjaunate, arba nuodingi gabaliukai, kurių nevalgote. Paimkite pažįstamą obuolį – obuolio sėklose yra cianido. Minkštimas yra viliojantis skanėstas, bet sėklos nužudys jus akmenimis. Bent jau taip buvo prieš tai, kai veisėjai ėmėsi veiksmų ir pasirinko mažiau toksinų ir daugiau mėsos. Nepaisant to, net ir dabar 300 obuolių sėklų vis tiek jus nužudys. Daugelis sėklų yra išskirtinai tokios. Juose yra ricino, vienos nuodingiausių žinomų cheminių medžiagų, o druskos grūdelio kiekis gali nužudyti. Išsamesnį augalų nuodų aprašymą rasite ankstesniame „Inner Nature“ straipsnyje apie augalų nuodus adresu https://www.unionvilletimeme.com/?p=47676. Ar yra toksiškų kiaušinių? Ne pagal dizainą, o atlikus laisvėje laikomų kiaušinių iš vietovių, kuriose aplinkoje išlieka organinių teršalų, tyrimas parodė, kad kiaušiniai gali sutelkti toksinus (https://ipen.org/news/worlds-most-toxic-eggs-0). Tai nenuostabu: toksinai aplinkoje, kurioje viščiukai maitinasi, patenka į kiaušinį. Jei perkate laisvėje laikomus kiaušinius, patikrinkite, kur gyvena ir ką valgo viščiukai.

Augalų sėklų latentinis laikotarpis skiriasi, tačiau ramybė ir ramybė nėra tiesiogiai susiję su išdžiūvimu ar beveik visišku sėklos išsausėjimu. Ramybės būsena išlaikoma tol, kol augalai rehidratuoja, nors gali prireikti tokių reikalavimų, kaip vernalizacija ir saulės spindulių poveikis. Šie aplinkos ženklai veikia suardydami daigumo inhibitorius ir atpalaiduodami ramybės efektą. Daugelio primityvių gyvūnų kiaušinėliai taip pat rodo ramybės būseną [1]. Nariuotakojai, tokie kaip Dafnija, Artemzija, o grebėstai turi kiaušinėlius, kurie išgyvena ramybės būseną, kol susidaro tinkamos aplinkos sąlygos. Šie miegantys kiaušinėliai įvairiai vadinami atitinkamai efipija, cistomis ir ramybės kiaušinėliais, kurie gali išlikti šimtus metų. Nors dauguma gyvūnų negali likti ramybės būsenoje, kai kurie gyvūnai gali apvaisinti embrionus sustabdytos gyvybės būsenoje, vadinamoje embriono diapauze, paprastai tada, kai jie patiria stresą. Tai yra grįžtama būklė, o embrionas gali išsivystyti, kai sąlygos vėl tampa palankios [3]. Tai prilygsta ramybės būsenai sėkloje, nes sėklose esantis embrionas išsivysto iki taško, kai susidaro radikalas ir plunksna, o tada nustoja veikti.

Tos skruzdėlės, kurias trikdžiau, labai gerai rūpinosi savo nemiegojančiais kiaušinėliais. Jiems reikėjo, bet vis tiek buvo malonu matyti. Kiekviena skruzdė paėmė beveik savo dydžio kiaušinį ir nubėgo jo išgelbėti. Tai privertė mane jaustis labai švelniai ir saugiai.

  1. Clark MS, DN, Thorne MAS, Reinhart R, Drungoswki M, Albrecht MW, Klages S, Beck A, Kube M, Lubzens E., Ilgalaikis hidratuotų poilsio kiaušinių išgyvenimas iš Brachionus plicatilis. PLoSOne, 2012 m. 7(1): p. e29365.
  2. Hartog, M., Kembridžo gamtos istorija. 1895 m.
  3. Fenelonas, JC, A. Banerjee ir BD Murphy, Embrioninė diapauzė: vystymasis sulaikytas. International Journal of Developmental Biology, 2014 m. 58(2-3-4): p. 163-174.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.