花粉の仕組み

植物は 3 億 7,500 万年以上前に生殖手段として花粉を進化させ、それ以来、過去を振り返ることはありません [出典: Dunn ]。今日、地球全体に広く分布している植物の多くは、この進化的な創意工夫を示しています。花粉 -- ひいては受粉プロセス -- が非常に重要である主な理由は、植物が受精に必要な生物学的成分を輸送するために水に頼る必要がないことを意味するからです。花粉を持つ植物はまた、受精後に硬い種子の形で子孫を保護する傾向があります.

花粉粒は、本質的に植物の精子です。または、より技術的に言えば、精子セダンです。内部には、植物の生殖に必要な DNA の男性部分が含まれています。花粉の粒の大きさには大きなばらつきがあり、植物のサイズと、その植物が生産する花粉のサイズとの間に相関関係はありません。大きな植物は最も小さな花粉の粒子を生成する可能性がありますが、小さな植物はそれらを恥じさせる花粉を生成する可能性があります。花粉の粒はあまり見えないかもしれません。肉眼では、ほこりっぽい斑点のように見えることがよくありますが、よく見ると、あらゆる種類のテクスチャと機能を備えた魅力的な形が無限に並んでいます。

円錐形、球形、円筒形、またはその他の幻想的な形であれ、花粉の多くの粒子は、サンゴ、多肉植物、貝殻、イソギンチャクなど、別のものに似ています。いくつかの穀物には小さなスパイクが点在しています。他は網のような表面を持っています。ロープ状のもつれに祀られているものもあれば、繊細なへこみやスイカの縞模様に似た肋骨を持つものもあります。

これらのユニークな適応の多くは、花粉が必要な場所に到達するのを助けるためのものです。つまり、自分の種の雌の対応物です。表面の特徴は、鳥の羽、蜂の足、動物の毛皮など、さまざまな移動手段に穀物がくっつくのを助けます。または、飛行機の翼や熱気球に似た付属肢で花粉が空中を移動するのを助けます。これらの機能のいくつかは、花粉が目的地に到着したときにうまく機能するのにさえ役立ちます。その幸せな出来事が起こったときに何が起こるかについては、次のページで説明します。

目次

1. 受粉のプロセス
2. フラワーパワーと受粉
3. 花粉の輸送者
4. 花粉と人

ほとんどの花粉を生産する植物では、花粉の粒が植物標本の雄の部分から対応する雌の部分に移動するときに、その移動を正常に完了します。理想的には、それは他殖からボルネを高めるために全く異なる植物への道を見つけcrosspollination。ただし、多くの植物種には特定の植物が自ら受粉するのを防ぐ方法があることに注意することが重要です。遺伝的に自己互換性がないものさえあります。

花粉の粒が植物の雌の部分に到達すると、ほとんどの場合、胚珠は、花粉内にある幸運な精子の 1 つ (通常は 2 つのうち) が内部の卵細胞を受精させます。受精後、胚珠は徐々に種子に成長し、その種子は胚の植物を新しい家に運びます。

この基本的な生殖経路をたどる植物は裸子植物として知られています。ほとんどの針葉樹の場合と同様に、松ぼっくりと類似の生殖構造を持つ木は裸子植物の例です。今日の地球上で最も多く広まっている裸子植物である針葉樹、特にマツを詳しく見てみましょう。それらは最もよく知られている種です。

松ぼっくりには一般的に雄と雌の品種があり、種に応じてあらゆる種類の形、質感、サイズがあります。一方が花粉を作り、もう一方がそれを受け取る。花粉粒が胚珠に到着すると、通常は雌の松ぼっくりによって生成される粘着性のある物質の助けを借りて付着し、水を吸収して発芽し、新しく生成された精子を内部に入れるために花粉管をゆっくりと成長させ始める.受精が起こり、最終的に種子が形成されます。プロセス全体が完了するまでにかかる時間は大きく異なります。多くの松種では、受粉プロセスは開始から終了まで 1 年以上かかります。それが完了すると、種子はコーンから解放され、途中で移動します。

しかし、受粉プロセスの開発は革命的でしたが、それでも解決できる問題がいくつかありました。次のページでは、進化の鉄を打ち出し、その方法をより信頼できるものにした植物を見ていきます。

アレルギーアラート

多くの人がアレルギー性鼻炎に苦しんでおり、花粉はその大きな原因です。異なる植物種は異なる花粉を生成し、それらの異なる花粉は異なるタンパク質のビュッフェで構成されています。これらのタンパク質の中には、アレルギー患者の免疫システムをオーバードライブさせるものがあります。

被子植物の一部の植物は、受粉プロセスをさらに一歩進めるように進化しました。これらは顕花植物であり、種子を生産するだけでなく、花を咲かせ、保護果実を生産します。これらの生殖安全ネットは、移動する生物を誘惑して、生活環を正常に完了するのを助けることにも優れています。実際、多くは受粉プロセスを操縦する生物と一緒に進化しました。種に関しては、被子植物が最も多産です。あらゆる種類の果物、野菜、穀物、サボテン、野生の花とともに、多くの種の木や低木が被子植物と見なされます [出典: Raven]。

それでは、これがあなたの典型的な花でどのように機能するかを見て、一般的な花粉の発達をもう少し深く掘り下げてみましょう.花粉粒は、細胞が分裂して数を増やす減数分裂のプロセスを通じて作成されます。花粉の粒は、多くの場合、雄しべ(花の雄部分)の端にある花粉嚢にあり、通常は心皮(花の雌部分) を取り囲んでいます。 2ローブの：雄しべは一般的に2つのセクションで来葯、花粉家サック、およびフィラメント、葯パーチの茎。それぞれの穀物は、その移動中にそれを保護するための頑丈な外壁を徐々に開発します。

花粉が目的地に着地すると、花粉の粒が花の柱頭 (卵巣の入り口) に落ち着く。裸子植物と同様に、発芽と花粉管の形成は受精の後に行われますが、今回は両方の精子が使用されます。一方が卵細胞を受精させている間、もう一方は胚乳に成長する別の細胞を受精させる役割を担っています。胚乳は、成長中の植物の胚が発芽プロセスの前および最中に消費するものです。

さまざまな花がさまざまな形で成長し、実際に被子植物の大部分は雄しべと手根の構成要素の両方を持っていますが、持たないものもあります。これらの種では、雄花と雌花が同じ植物の異なる花に見られます。裸子植物の松ぼっくりの一般的な構成と同じです。または、場合によっては、特定の植物標本がいずれか一方のみを特徴としており、プロセスがわずかに異なる場合があります。

花粉は、ミツバチ、カブトムシ、鳥、コウモリなど、あらゆる種類の生き物によって風によって運ばれたり、水で運ばれたり、移動したりして、別の花の雌の生殖部分に付着する可能性があります。それは当たり外れに聞こえるかもしれませんが、それが植物、特に裸子植物が花粉を大量に生成する理由です。

植物が花粉をうまくまき散らすために、多くの植物が他の生物と共進化して、より頻繁に、より効率的に仕事をこなしました。これはいくつかの方法で起こりました。たとえば、顕花植物の場合、最もおいしい花粉を持つ植物は、受粉媒介者を引き付ける可能性が高いため、種を繁殖させる可能性が最も高い植物でした。顕花植物はまた、形、色、香りを利用してより多くの顧客を呼び込みます。時には驚くべき方法で行われることもあります。多くのカブトムシの種は、非常に魅力的ではないと思われる香りを生み出す花に惹かれます。これらの植物の中には、一般的な家庭用フィロデンドロンなど、化学反応によって加熱することでカブトムシを引き付けるものがあります。それは、カブトムシが自然に惹きつけられる有機物を分解するような臭いを発生させます。悪魔の舌として知られるスマトラの植物の 1 つは、非常に悪臭を放ち、人々を気絶させたと言われています。花粉媒介者ですか？シデムシの一種。

明るい色とりどりの花は昼行性の生き物を最も惹きつけますが、白または薄黄色の花は夜行性の動物に最もよく見られます。蜜の生産もあります。ミツバチ、コウモリ、ハチドリなどの熟練した受粉媒介者の多くは花蜜で繁栄するため、受粉媒介者の口の部分に適した蜜カップを開発することは、開発すべきもう 1 つの重要な専門分野でした。最後に、植物の性器の位置も進化しました。潜在的な受粉媒介者の摂食習慣に最も適した配置の標本が最も成功しました。そのため、受粉媒介者に最も叩かれる可能性が高い雄しべは、つまり、払い落とされて運び去られる可能性が最も高い雄しべが、進化の忍耐にとって最も理想的な位置にあった.

蜂の膝

ミツバチは、実際の共進化の素晴らしい例であり、信じられないほど重要な花粉媒介者です。彼らは蜜と花粉を消費し、採餌中に両方を収集します。花は、ミツバチにとって魅力的でアクセスしやすい特定の色、香り、および形の組み合わせに進化してきました (また、多くの場合、競合他社にとって魅力的でないか、アクセスできない)。ミツバチは、体の特定の部分を進化させて、一周するときに花粉を集める (そして、うっかり特定の部分を渡す) ことをより効率的にすることで、そのような花を取り戻してきました。

植物、花粉、および花粉媒介者は、明らかに人間にとって非常に重要です。私たちの種の長い進化を通じて、人々は確かに植物の知識を伝えてきましたが、約 11,000 年前に、私たちはゲームを劇的に変えました [出典: Starr]。人々が作物の栽培化を始めたのはその頃だ.野生種から好みの標本を選び、高収量、害虫抵抗性、耐暑性などの望ましい特性のためにそれらを栽培する.今日まで早送りすると、私たちの作物生産方法は、初期の頃から再び劇的に進歩しました。現在、多くの作物は遺伝子組み換え生物、つまり GMO であり、人工的な改ざんにより、自然に進化した生物にどのような影響を与えるのか疑問に思っている人がたくさんいます。

科学者は、GMO作物が従来の作物や近縁種と交配する可能性があるかどうか、またどのような状況で交配する可能性があるかを研究しています。アフリカで実施されたある調査では、GMO がかなりの影響を与える可能性がある地域で、そこでミツバチが採餌中に巣から 4 マイル (3 キロメートル) 離れた場所を冒険することが明らかになりました [出典:サイエンス デイリー]。このような範囲は、導入された GMO 作物の導入遺伝子が野生種に侵入することを可能にする可能性があります。異種交配の事例を制御するために、欧州共存局などの国際機関は特定の隔離措置を提唱しています。これらには、空間的および時間的ステップが含まれます。言い換えれば、他家受粉の可能性がある植物から一定の距離に作物を植えることと、種が一年の異なる時期に開花するようにそのような植え付けのタイミングを調整することです。

花粉は、他の理由から勉強するのにも役立ちます。花粉、胞子、および同様の微細な植物の研究である花粉学の分野を専門とする科学者は、コアサンプルを採取することで、地球の歴史のさまざまな時代にどの植物が流行していたかについて、良いアイデアを得ることができます。たとえば、花粉やその他のマリノモルフは、特定の地域で農業栽培がいつ開始または終了したか、一帯の土地が森林または牧草地になったとき、または気候の変化がいつ発生したかを判断するのに役立ちます。

次のページでは、花粉について詳しく学び、くしゃみをし始めたときの対処法を学びましょう。

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