Cách hoạt động của phấn hoa

Thực vật đã tiến hóa phấn hoa như một phương tiện sinh sản cách đây hơn 375 triệu năm, và kể từ đó, chúng đã không nhìn lại [nguồn: Dunn ]. Một phần lớn đời sống thực vật lan rộng ra khắp hành tinh ngày nay cho thấy sự khéo léo trong quá trình tiến hóa này. Lý do chính khiến phấn hoa - và bằng cách kéo dài quá trình thụ phấn - rất quan trọng, là vì nó có nghĩa là thực vật không cần phải dựa vào nước để vận chuyển các thành phần sinh học cần thiết cho quá trình thụ tinh. Thực vật mang phấn hoa cũng có xu hướng bảo vệ con cái của chúng sau khi thụ tinh ở dạng hạt cứng - và trong một số trường hợp, những hạt đó thậm chí còn được nép bên trong quả có nhiều thịt.

Hạt phấn về bản chất là tinh trùng của thực vật. Hoặc có lẽ về mặt kỹ thuật hơn, những chiếc sedan tinh trùng. Bên trong, chúng chứa phần DNA đực cần thiết cho quá trình sinh sản của thực vật. Có sự khác biệt lớn khi nói đến kích thước của hạt phấn và không có mối tương quan nào giữa kích thước của cây và kích thước của phấn hoa mà nó tạo ra. Những cây lớn có thể tạo ra một số hạt phấn nhỏ nhất, trong khi những cây nhỏ bé có thể tạo ra phấn hoa khiến chúng xấu hổ. Hạt phấn có thể không giống nhiều; Bằng mắt thường, chúng thường trông giống như những đốm bụi, nhưng khi quan sát kỹ hơn, chúng có vô số hình dạng hấp dẫn với đủ kiểu dáng và đặc điểm.

Cho dù hình nón, hình cầu, hình trụ hay một số hình dạng kỳ ảo khác, nhiều hạt phấn giống như một thứ khác, có thể là san hô, mọng nước, vỏ sò hoặc hải quỳ . Một số hạt có nhiều gai nhỏ; những người khác có bề mặt giống như web. Vẫn còn nhiều hơn xuất hiện được bảo vệ trong những đám rối có dây, trong khi những người khác có má lúm đồng tiền tinh tế hoặc có các đường gân giống như các sọc trên dưa hấu.

Nhiều cách thích nghi độc đáo này là để giúp phấn hoa đến được nơi nó cần đến - cụ thể là đối tác cái của loài của chính nó. Đặc điểm bề mặt giúp hạt bám vào các phương thức vận chuyển khác nhau, chẳng hạn như lông chim, chân ong hoặc lông động vật. Hoặc chúng giúp phấn hoa bay trong không khí trên các phần phụ giống như cánh máy bay hoặc khinh khí cầu. Một số tính năng này thậm chí còn giúp một hạt phấn hoa thực hiện thành công khi nó đến đích. Chúng ta sẽ thảo luận điều gì sẽ xảy ra khi sự kiện hạnh phúc đó xảy ra ở trang tiếp theo.

1. Quá trình thụ phấn
2. Điện hoa và thụ phấn
3. Người vận chuyển phấn hoa
4. Phấn hoa và con người

Ở hầu hết các loài thực vật tạo phấn hoa, một hạt phấn hoàn thành hành trình của nó khi nó di chuyển từ phần đực của một mẫu thực vật sang phần cái tương ứng. Lý tưởng nhất, nó tìm thấy đường tới một nhà máy hoàn toàn khác nhau để tăng lai xa Borne từ crosspollination . Tuy nhiên, đó không phải lúc nào cũng là một yêu cầu khó và nhanh, mặc dù điều quan trọng cần lưu ý là nhiều loài thực vật có những cách để ngăn một loại cây cụ thể tự thụ phấn. Một số thậm chí tự không tương thích về mặt di truyền.

Khi một hạt phấn hoa đến được bộ phận cái của cây, trong hầu hết các trường hợp là noãn , một trong hai tinh trùng may mắn (thường là trong số hai tinh trùng) nằm trong hạt phấn sẽ thụ tinh với tế bào trứng bên trong. Sau khi quá trình thụ tinh xảy ra, noãn sẽ dần dần phát triển thành hạt , hạt đó sẽ vận chuyển cây phôi của nó đến nhà mới.

Thực vật đi theo con đường sinh sản cơ bản này được gọi là cây hạt trần . Những cây có quả tùng và cấu trúc sinh sản tương tự, như trường hợp của hầu hết các loài cây lá kim, là những ví dụ về cây hạt trần. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các loài cây lá kim , loài thực vật hạt trần có số lượng lớn và phổ biến nhất trên Trái đất ngày nay, và cây thông nói riêng, vì chúng là một số loài quen thuộc nhất.

Quả dứa thường có các giống đực và cái, và chúng có thể có đủ loại hình dạng, kết cấu và kích cỡ, tùy thuộc vào loài. Một người tạo ra phấn hoa, và người kia nhận nó. Một khi hạt phấn đến noãn - thường dính với sự trợ giúp của chất dính do quả tùng cái tạo ra - nó sẽ hút nước, nảy mầm và bắt đầu từ từ phát triển ống phấn để đưa tinh trùng mới tạo ra bên trong. Sự thụ tinh xảy ra, và một hạt giống cuối cùng hình thành. Khoảng thời gian cần thiết để quá trình tổng thể tự hoàn thành thay đổi rất nhiều; ở nhiều loài thông, quá trình thụ phấn kéo dài hơn một năm kể từ khi bắt đầu đến khi kết thúc. Sau khi kết thúc, hạt giống được giải phóng khỏi hình nón, để di chuyển trên đường đi của nó.

Nhưng mặc dù sự phát triển của quá trình thụ phấn là một cuộc cách mạng, nó vẫn có một số khúc mắc có thể được giải quyết. Ở trang tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét những loài thực vật đã lấy ra chất sắt tiến hóa và làm cho phương pháp trở nên đáng tin cậy hơn nhiều.

Cảnh báo dị ứng

Nhiều người bị viêm mũi dị ứng , và phấn hoa là nguyên nhân góp phần không nhỏ. Các loài thực vật khác nhau tạo ra các loại phấn khác nhau, và các loại phấn khác nhau đó được cấu tạo từ các bộ đệm protein khác nhau. Một số protein trong số đó khiến hệ thống miễn dịch của người bị dị ứng hoạt động quá mức.

Một số thực vật - thực vật hạt kín - đã tiến hóa để tiến hành quá trình thụ phấn thêm một bước nữa. Đây là những loài thực vật có hoa, và không chỉ tạo ra hạt, chúng còn ra hoa và tạo ra những quả bảo vệ. Các mạng lưới an toàn sinh sản này cũng tốt hơn trong việc thu hút các sinh vật di động hỗ trợ chúng hoàn thành chu kỳ sống của mình một cách thành công; trên thực tế, nhiều loài tiến hóa song song với những sinh vật thí điểm quá trình thụ phấn. Về loài, thực vật hạt kín là loại sung mãn nhất; nhiều loài cây và cây bụi, cùng với tất cả các loại trái cây, rau, ngũ cốc, xương rồng và hoa dại được coi là thực vật hạt kín [nguồn: Raven].

Vì vậy, hãy xem xét cách thức hoạt động của điều này ở loài hoa điển hình của bạn và tìm hiểu sâu hơn một chút về sự phát triển của phấn hoa nói chung. Hạt phấn được tạo ra thông qua quá trình meiosis , trong đó các tế bào phân chia và phát triển về số lượng. Các hạt phấn thường nằm trong các túi phấn ở đầu nhị hoa (bộ phận đực của hoa), thường bao quanh lá noãn (bộ phận cái của hoa). Nhị nói chung có hai phần: bao phấn hai thùy , nơi chứa bao phấn và sợi tơ , cuống mà bao phấn đậu. Mỗi hạt dần dần phát triển một bức tường bên ngoài cứng rắn để che chở cho nó trong suốt hành trình của mình.

Sau khi đã gửi tại đích của nó, hạt phấn hoa settle trên của hoa kỳ thị - lối vào buồng trứng. Giống như với cây hạt trần, sự nảy mầm và hình thành ống phấn diễn ra sau quá trình thụ tinh, nhưng lần này cả hai tinh trùng đều được sử dụng. Trong khi một người thụ tinh cho tế bào trứng, người kia có nhiệm vụ thụ tinh cho một tế bào khác sẽ phát triển thành nội nhũ , là thứ mà phôi thực vật đang phát triển tiêu thụ trước và trong quá trình nảy mầm.

Những bông hoa khác nhau phát triển theo những cấu hình khác nhau, và trong khi trên thực tế, nhiều loài thực vật hạt kín mang cả hai thành phần nhị hoa và lá noãn, một số thì không. Đối với những loài này, các bộ phận sinh sản đực và cái có thể được tìm thấy trên những bông hoa khác nhau của cùng một cây - tương tự như cấu hình của bao nhiêu cây thông của cây hạt trần. Hoặc, trong một số trường hợp, mỗi mẫu thực vật cụ thể có thể chỉ có một hoặc cái khác, làm thay đổi quá trình một chút.

Phấn hoa có thể được đưa theo gió, trôi theo dòng nước hoặc bay đi xung quanh bởi bất kỳ sinh vật nào, có thể là ong , bọ cánh cứng, chim hoặc dơi , và đọng lại trên bộ phận sinh sản cái của một loài hoa khác. Điều đó nghe có vẻ khá hay và hụt hẫng, và đó là lý do tại sao thực vật - đặc biệt là cây hạt trần - tạo ra rất nhiều phấn hoa.

Để thực vật phát tán thành công phấn hoa của chúng, nhiều sinh vật đã kết hợp với các sinh vật khác để hoàn thành công việc thường xuyên hơn và hiệu quả hơn. Điều này đã xảy ra theo một số cách. Ví dụ, với thực vật có hoa, những loài có phấn hoa ngon nhất có nhiều khả năng thu hút các loài thụ phấn hơn, vì vậy chúng là những loài có cơ hội tốt nhất để nhân giống loài của chúng. Các loài thực vật có hoa cũng tận dụng hình dạng, màu sắc và mùi hương để thu hút nhiều khách hàng hơn, đôi khi theo những cách có thể gây ngạc nhiên. Nhiều loài bọ cánh cứng bị thu hút bởi những loài hoa tạo ra mùi hương mà chúng tôi cho là không hấp dẫn. Một số loại cây này, trong số đó có loài philodendron thông thường trong gia đình, thu hút bọ cánh cứng bằng cách đốt nóng lên thông qua phản ứng hóa học. Nó khiến chúng tạo ra mùi gợi nhớ đến chất hữu cơ đang phân hủy, mà loài bọ tự nhiên hút vào.Một loại cây ở Sumatra, được gọi là cây lưỡi quỷ, có mùi hôi đến mức khiến mọi người bất tỉnh. Đó là máy thụ phấn? Một loài bọ cánh cứng.

Những bông hoa nhiều màu sắc tươi sáng có nhiều khả năng thu hút các sinh vật sống trong ngày, trong khi những bông hoa màu trắng hoặc vàng nhạt dễ bị động vật ăn đêm phát hiện nhất. Ngoài ra còn có sản xuất mật hoa. Nhiều loài thụ phấn thành thạo, chẳng hạn như ong, dơi và chim ruồi phát triển mạnh nhờ mật hoa, vì vậy việc trang bị cốc mật hoa phù hợp với miệng của loài thụ phấn là một chuyên môn quan trọng khác cần phát triển. Cuối cùng, vị trí của các bộ phận sinh dục của thực vật cũng tiến hóa. Những mẫu vật có sự sắp xếp phù hợp nhất với thói quen kiếm ăn của loài thụ phấn tiềm năng thì thành công nhất. Vì vậy, nhị hoa có nhiều khả năng bị bộ phận thụ phấn phủi - và do đó có nhiều khả năng bị loại bỏ và mang đi - là vị trí lý tưởng nhất cho sự kiên trì tiến hóa.

Đầu gối của ong

Ong cung cấp một ví dụ tuyệt vời về hoạt động đồng tiến hóa và chúng là loài thụ phấn cực kỳ quan trọng. Chúng tiêu thụ mật hoa và phấn hoa, thu thập cả hai trong khi chúng kiếm ăn. Hoa đã phát triển thành các kết hợp màu sắc, hương thơm và hình dạng cụ thể làm cho chúng trở nên hấp dẫn và dễ tiếp cận đối với ong (và thường không hấp dẫn hoặc khó tiếp cận đối với các đối thủ cạnh tranh của chúng). Những con ong đã trả lại những bông hoa như vậy bằng cách phát triển các bộ phận cơ thể cụ thể giúp chúng thu thập hiệu quả hơn - và vô tình truyền phấn hoa khi chúng đi vòng tròn.

Thực vật, phấn hoa và các chất thụ phấn rõ ràng là có tầm quan trọng lớn đối với con người. Mọi người chắc chắn đã truyền lại kiến ​​thức về thực vật trong suốt quá trình tiến hóa lâu dài của loài chúng ta, nhưng khoảng 11.000 năm trước, chúng ta đã thay đổi cuộc chơi một cách mạnh mẽ [nguồn: Starr]. Đó là khoảng thời gian mọi người bắt đầu thuần hóa cây trồng - chọn các mẫu vật yêu thích từ các giống hoang dã và trồng chúng để đạt được một số thuộc tính mong muốn nhất định như năng suất cao, kháng sâu bệnh hoặc chịu nhiệt. Nhanh chóng cho đến ngày hôm nay, và các phương pháp sản xuất cây trồng của chúng tôi đã một lần nữa tiến bộ vượt bậc so với những ngày đầu tiên đó. Hiện nay, nhiều loại cây trồng là sinh vật biến đổi gen, hoặc GMO, và việc giả mạo nhân tạo của chúng tôi đã khiến nhiều người tự hỏi nó sẽ có tác động gì đến các sinh vật tiến hóa tự nhiên.

Các nhà khoa học nghiên cứu xem cây trồng GMO có tiềm năng lai tạo với cây trồng thông thường, cũng như các loài có liên quan hay không và trong những trường hợp nào. One study conducted in Africa, an area where GMOs could have a considerable impact, determined bees there venture close to 4 miles (3 kilometers) away from the nest while foraging [source: Science Daily ]. Phạm vi như vậy có thể cho phép các trangenes của cây trồng GMO được đưa vào xâm nhập vào các loài hoang dã. Để kiểm soát các trường hợp giao phối chéo, các tổ chức quốc tế như Cục Chung sống Châu Âu chủ trương các biện pháp cách ly nhất định. Chúng bao gồm các bước không gian và thời gian; nói cách khác, trồng cây ở những khoảng cách nhất định với những cây có thể thụ phấn chéo, cũng như xác định thời điểm trồng như vậy để các loài ra hoa vào các thời điểm khác nhau trong năm.

Phấn hoa cũng là công cụ hữu ích để nghiên cứu vì những lý do khác. Bằng cách lấy các mẫu lõi, các nhà khoa học chuyên về lĩnh vực cổ sinh học - nghiên cứu về phấn hoa, bào tử và các đời sống thực vật vi mô tương tự - có thể biết được những loại thực vật phổ biến trong các thời đại khác nhau của lịch sử Trái đất. Ví dụ: phấn hoa và các biểu tượng biểu tượng khác có thể giúp xác định thời điểm bắt đầu hoặc ngừng canh tác nông nghiệp ở một khu vực nhất định, khi một dải đất có nhiều cây cối hoặc đồng cỏ, hoặc khi những thay đổi về khí hậu xảy ra.

Trên trang tiếp theo, hãy tìm hiểu thêm về phấn hoa - và những việc cần làm khi bạn bắt đầu hắt hơi .

Những bài viết liên quan