花粉の構造と形成

花粉は、種子植物によって生成される粉末状の物質です。雄性配偶子 (精子細胞) を生成する花粉粒 (高度に還元された微小配偶体) で構成されます。 花粉粒 顕花植物の雄しべから雌しべへ、または裸子植物の雄しべから雌しべへの移動中に配偶体を保護するスポロポレニンでできた硬い殻を持っています.花粉が互換性のある雌しべまたは雌しべに着地すると、それは発芽し、花粉管を生成します.個々の花粉粒は非常に小さいため、詳細を見るにはズームインする必要があります。花粉の研究は花粉学と呼ばれ、古生態学、古生物学、考古学、法医学に非常に役立ちます。植物の花粉は他家受粉の場合、ある花の葯から別の花の柱頭に一倍体の雄の遺伝物質を移すために使用されます。花粉が食品や栄養補助食品として使用されることはめったにありません。農業の慣行により、農薬で汚染されていることがよくあります。

構造と形成

形成

花粉は、針葉樹または他の裸子植物の雄円錐または被子植物の花の葯の小胞子嚢で生成されます。花粉粒には、さまざまな形、サイズ、および種固有の表面マーキングがあります (右の電子顕微鏡写真を参照)。マツ、モミ、トウヒの花粉粒には翼があります。最小の花粉粒、ワスレナグサ (Myosotis) spp.) は直径 2.5 ～ 5 µm (0.005 mm) です。トウモロコシの花粉粒は大きく、約 90 ～ 100 µm です。ほとんどの草の花粉は約 20 ～ 25 µm です。被子植物では、花の発達中、部分的に分化した真皮を除いて、葯は多数の未分化細胞で構成されています.花が発達するにつれて、胞子形成細胞の4つのグループが葯内に形成されます.肥沃な胞子形成細胞は無菌細胞に囲まれています葯壁に生える層。一部の細胞は、減数分裂を通じて胞子形成細胞によって形成された小胞子に栄養を提供する栄養細胞に成長します。

小胞子形成と呼ばれるプロセスでは、減数分裂の後、各二倍体胞子形成細胞 (小胞子母細胞、花粉母細胞、または母細胞) が 4 つの一倍体小胞子を生成します。カルスと呼ばれる酵素によってカルス壁が壊され、放出された花粉粒が大きくなって特徴的な形をとり、エキシンと呼ばれる抵抗力のある外壁と内壁と呼ばれる内壁を形成します。化石記録に保存されている.微小胞子形成には、同時および連続の2つの基本的なタイプが認識されている.同時微小胞子形成では、減数分裂のステップIおよびIIが細胞質分裂の前に完了するのに対し、逐次微小胞子形成では、細胞質分裂が続く.中間形態の連続体が存在する可能性があるが、単子葉植物の主な形態は連続的ですが、重要な例外があります。微小配偶子形成の間、単細胞微小胞子は有糸分裂を経て、配偶子を含む成熟した微小配偶体に発達します. 一部の顕花植物では、花粉粒の発芽は、2つの精子細胞を形成する生殖細胞である微小胞子嚢を離れる前に始まることさえあります.

構造

一部の水没植物を除いて、成熟した花粉粒は二重壁を持っています.栄養細胞と生殖細胞は、内生胞子または内壁と呼ばれる変更されていない薄くて壊れやすいセルロース壁と、外胞子または外胞子。外壁はしばしばとげまたはいぼであるか、またはさまざまな彫刻があり、属、種、または栽培品種または個体を識別するのにしばしば価値のある特徴を示しています。さまざまな用語は、網目模様、互いに分離された要素 (murus、muri) からなる網状の外観などの彫刻を表します。これらのメッシュ構造は、ブローチと呼ばれることもあります。花粉粒が葯から柱頭に移動する際に、花粉壁が精子を保護します。重要な遺伝物質を乾燥や太陽放射から保護します。花粉粒の表面はワックスとタンパク質で覆われており、粒子の表面にある彫刻要素と呼ばれる構造によって固定されています。乾燥中に花粉粒が縮んだり、遺伝物質が押しつぶされたりするのを防ぐ花粉の外側の壁は、2 つの層で構成されています。キャノピー層とフット層は、柱と呼ばれる補強棒で構成される領域で区切られています。外壁は、スポロポレニンと呼ばれる耐性のある生体高分子でできています。花粉孔は、外皮の薄化または外皮の厚さの顕著な減少を伴う可能性がある花粉壁の領域です。

水分量の変化により、穀物が収縮したり膨張したりします。穀物が収縮するプロセスは調和と呼ばれます。花粉粒の細長い気孔または溝は、colpi (単数: colpus) または sulci (単数: sulcus) と呼ばれます。より円形の気孔は気孔と呼ばれます。Colpi、sulci、およびporeは、花粉のクラスを識別するための主要な特徴です。花粉は、無孔（孔のない）または無孔（孔のある）と呼ばれることがあります。不飽和花粉粒は通常、壁が薄いため、どの位置でも花粉管の発芽が容易になります。単孔性、三孔性などの用語存在する細孔の数を指します (それぞれ 1 つと 3 つ)。Spiraperturate は、1 つまたは複数の細孔がらせん状であることを意味します。畝の向き (小胞子の元の四分子と比較して) は、花粉を畝のあるものと畝のあるものに分類します。畝が 1 つしかない場合は、単畝、2 つの畝、二重畝、またはそれ以上の畝があると表現されます。Colpate 花粉は、外面の中央に 2 つ以上の皺がある場合、polycolpate と表現することもできます。花粉粒は、末端に 2 つ以上の colpi が融合したものです。eudicot の花粉は、3 つの colpi (tricolpate) を持つか、tricolpate 花粉から進化した形をしています。さらに、裸子植物の花粉粒には、多くの場合、ベシクルと呼ばれる空気嚢または小胞があります.サッチは実際には風船ではありませんが、海綿状であり、花粉粒の浮力を高め、風に浮かぶのに役立ちます.ほとんどの裸子植物は風力植物であるため.花粉単嚢（1つの嚢を含む）または二嚢胞（2つの嚢を含む）にすることができます。現代のマツ、トウヒ、およびイエローウッドの木はすべて嚢花粉を生成します.