Qu'est-ce que la double fertilisation? (Description)

La double fécondation C'est un processus qui se produit dans les plantes, à travers laquelle l'un des noyaux gamtiques du grain de pollen (gamétophyte mâle) fertilise la cellule reproductive femelle (oosphère) et une autre cellule fertile, qui sera différente s'il s'agit d'un angiosperme ou d'un gnetal.

Dans les angiospermes, le deuxième noyau du gamétophyte fusionne avec les deux noyaux polaires présents dans la cellule centrale du sac politique à se développer dans l'endosperme. En Gnetales, en revanche, le deuxième noyau du gamétophyte masculin fusionne avec le noyau du canal ventral pour produire un deuxième embryon.

Fertilisation dans les plantes. 1) Sporophyte; 2) les antera; 3) ovule; 4) ovaire; 5) cellules souches de microspore; 6) cellules souches de mégasporam; 7) Microspora; 8) Mégaspores; 9) grain de pollen (gamétophyte mâle); 10) Sac embryonnaire (gamétophyte femelle mature); 11) graines; 12) Endosperma (3n); 13) graines matures; I) Diploïde (2n); Ii) haploïde (n); Iii) la méiose; Iv) mitose; V) pollinisation; Vi) double fécondation; Pris et édité à partir de: thelaw14 [cc by-sa 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)].

À l'origine, les botanistes pensaient que la double fécondation était un phénomène exclusif d'angiospermes, mais le processus a également été décrit par la suite pour les plantes de groupe Gnetales.

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Histoire

Le botaniste russe Sergey Gavrilovich Nawashin travaillant avec les angiospermes d'espèces Lilium Margage et Fritillaria tenella Il a été le premier à observer le processus de double fécondation. Ce phénomène a ensuite été démontré par le célèbre botaniste polonais Eduard Strasburger.

Après cette découverte, divers botanistes ont signalé des événements anormaux à double fécondation dans différents groupes de gymnospermes (Thuja, abies, pseudotsuga, entre autres). Les produits de la deuxième fécondation pourraient dégénérer, produire des noyaux libres ou également donner naissance à des embryons supplémentaires.

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Par la suite, il a été démontré que la double fécondation était un événement normal dans les plantes du groupe Gnetales, mais dans ces autres que dans les angiospermes, la deuxième fécondation produit toujours des embryons supplémentaires et des non-endospermes non.

Description

Dans les angiospermes

Dans la plupart des angiospermes, la cellule précurseur des mégásporas (mégasporocito) produit quatre mégases haploïdes par méiose, dont une seule se développe pour produire un mégagametophyte, tandis que les autres sont dégénérés.

Le mégagamétophyte produit huit noyaux, dont deux (noyaux polaires) migrent vers la zone centrale du mégagamétophyte ou du sac embryonnaire, donnant ainsi naissance à un cellule binucléée.

Les autres noyaux sont disposés en groupes de trois à la périphérie, l'un d'eux formera l'Ovocell, les deux adjacents formeront les synergides, tandis que les trois autres situés à l'extrémité opposée formeront les antipodes.

D'un autre côté, le gamétophyte masculin (grain de pollen) produit trois noyaux; Deux spermatozoïdes et un végétatif. Lorsque le grain de pollen entre en contact avec la stigmatisation, germe et produit un tube polyce-fait qui pousse à travers le style, attiré par des substances produites par la synergie.

Les deux noyaux de sperme migrent ensuite dans le tube de pollen pour effectuer une double fertilisation. L'un des noyaux de sperme fusionnera au cœur de l'Ovocell et formera un zygote qui donnera naissance à l'embryon, tandis que l'autre fusionnera avec les deux noyaux de la cellule centrale, donnant naissance à l'endosperme.

L'endosperme

L'endosperma est un tissu triploïde formé à partir de la fusion de la cellule centrale du sac embryonnaire (binucléé) avec l'un des deux noyaux de sperme du grain de pollen. Les cellules de l'endosperme sont riches en granules d'amidon intégrés dans une matrice protéique et leur fonction consiste à fournir du matériel nutritionnel à l'embryon en développement.

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Il n'y a pas de consensus parmi les scientifiques sur l'origine évolutive de l'endosperme dans les angiospermes. Certains auteurs soutiennent qu'il s'agit d'un embryon supplémentaire dont le développement a été transformé en tissu nutritionnel au profit de l'autre embryon.

D'autres auteurs soutiennent que l'endosperme n'est pas le produit de la reproduction sexuelle, mais qu'il s'agit d'une phase végétative du développement du sac embryonnaire, comme dans les gymnospermes. Les deux hypothèses ont leurs détracteurs et défenseurs.

En Gnetales

Les seules plantes de gymnospermes dans lesquelles il y a une double fécondation éprouvée appartient aux genres Gnitum et Éphédra (Gnatals). Cependant, dans l'un d'entre eux, l'endosperma provient de cette double fécondation.

Éphédra

Dans au moins deux espèces de Éphédra Les gamètes féminins se forment dans des archegonias dans des gamétophytes monosporiques. Le tube spermatique pour sa part contient quatre noyaux, dont deux sont reproducteurs.

Ces noyaux de sperme sont libérés dans la mégagamétophite et l'un d'eux fusionnera avec le noyau de l'Ovocell, tandis que l'autre fusionnera avec le noyau du canal ventral.

Le résultat est deux zygotes qui seront développés dans des embryons viables génétiquement identiques, car les deux noyaux féminins se sont formés dans un gamétophyte monosporique, tandis que les deux noyaux spermatiques du même tube de pollen sont également génétiquement identiques.

Dans chaque gamétophyte féminine, deux archigonie ou plus peuvent être formées, ce qui entraîne des événements à double fécondation simultanément dans un gamétophyte.

Gnitum

Double fécondation dans Gnitum Il présente des différences importantes lors de la comparaison avec la double fécondation qui se produit dans Éphédra. Dans Gnitum, contrairement à Éphédra, Les gamétophytes féminins sont tétrasporiques et non monosporiques.

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Une autre différence est que dans Gnitum Il n'y a pas d'archingonias ou d'ovocells prédestinés. En raison de la perte d'ovocells, de nombreux noyaux gamétophytiques féminins sont fertiles; De cette façon, les deux noyaux de sperme d'un tube de pollen peuvent fertiliser deux cœurs féminins.

Un péché Éphédra, Le processus de double fécondation dans Gnitum Il produira deux zygotes viables, mais en cela, les zygotes ne seront pas génétiquement identiques en raison de la nature tétrastoporique de la gamétophyte féminine. Dans Gnitum De multiples événements à double fécondation peuvent également se produire, s'il y a suffisamment de grains de pollen.

Ephedra viridis gnetal plante. Pris et édité à partir de: dcrjsr [cc par 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0)].

Double fertilisation et évolution dans les plantes

La découverte de la double fécondation dans Gnitum et Éphédra Il soutient l'hypothèse évolutive selon laquelle ce processus est originaire d'un ancêtre commun des gnetales et des angiospermes, donc ce serait une synapomorphie (caractère dérivé partagé) qui leur permettrait de les regrouper dans le clado des antofitas (monofiletique).

Les sinapomorphies sont des caractères dérivés qui sont partagés par deux espèces ou plus ou des taxons et peuvent donc montrer un certain degré de parenté. Le caractère ancestral (plésiomorphe) dans ce cas serait une simple fécondation.

De cette façon, les Gnetales pourraient être un groupe basal dans le tissu des antofitas dans lesquels la double fécondation donne naissance à deux zygote viable.

Les références

1. Endosperme. À Wikipedia. Récupéré de.Wikipédia.org.
2. Double fertion. À Wikipedia. Récupéré de.Wikipédia.org.
3. C.Lire. Qu'est-ce qu'un groupe monophilétique? Récupéré de Lofede.com.
4. M.W. Nabors (2004). Introduction à la botanique. Pearson Education, Inc.
5. J.S. Carmichael & W.ET. Friedman (1996). Double fécondation dans GNETUM GNEMON  (Gnetaceae): sa incidence sur l'évolution de la reproduction sexuelle avec les Gnetales et le clade anthophyte. American Journal of Botany.
6. W.ET. Friedman (1990). Reproduction sexuelle dans Ephedra nevadensis (Ephedraceae): Preuve supplémentaire de la double fécondation dans une plante de semences non floraison. American Journal of Botany.
7. Sujet 24: Fertilisation et embryogenèse. 24.3. Angiospermae. En morphologie des plantes vasculaires. Récupéré de la biologie.Édu.ardente.