CE ESTE MICROSPOROGENEZA? - BIOLOGIE - 2025

Microsporogeneză în botanică, este una dintre etapele de formare a granulelor de polen. Concret, cuprinde formarea unei microspore. Apare la anterele florii, pornind de la celule numite microsporocite.

În esență, procesul implică divizarea meiotică a microsporocitelor, ceea ce duce la formarea de celule numite microspore. Deoarece microsporocitul suferă meioză, pentru fiecare celulă inițială se obțin patru fiice cu o reducere a încărcării genetice.

Sursa: André Karwath aka Aka

Soarta microsporei este să se transforme într-o celulă cu doi nuclei. În timpul dezvoltării sale, microspore își crește progresiv volumul, eveniment care este asociat cu formarea unui vacuol. În paralel, are loc deplasarea nucleului celular.

Acest proces dă naștere la boabele de polen, care suferă transformări succesive după fertilizare. Procesul prin care o microspore se transformă în polen se numește microgametogeneză.

Odată ce polenul coboară stigmatul, apare din nou duplicarea unuia dintre nuclee, cunoscute sub numele de nuclee spermatozoizi. În acest fel, gametofitul masculin este format dintr-o celulă cu trei structuri nucleare.

microsporoge

Polenul

Un bob de polen este o structură de dimensiuni mai mult sau mai puțin microscopice care corespunde gametofitului masculin al plantelor cu semințe sau spermatofite.

Porțiunea de furnică care conține boabele se numește sac de polen, localizată în zona masculină a florii: staminele.

Microsporogeneza: prima etapă a dezvoltării polenului

Viața acestui gametofit masculin are loc în trei faze bine definite: o etapă inițială de dezvoltare care în cadrul țesutului sporofitic masculin numită microsporogeneză; a urmat o etapă independentă de călătorie către o stigmă compatibilă și în final o fază de creștere rapidă a țesutului sporofitic feminin.

Prima etapă este microsporogeneza și apare în interiorul anterelor. Aceasta cuprinde o serie de diviziuni meiotice ale celulelor numite microsporocite sau „polenul mamă”, care sunt încapsulate într-un perete gros de caloză.

Formarea Tetradului

Rezultatul acestei diviziuni este un tetrad de celule, unde fiecare se va transforma într-un gametofit masculin. Fiecare dintre aceste celule este încapsulată într-un al doilea perete al calotei.

Amintiți-vă că meioza este un proces de diviziune celulară cu proprietăți reducătoare. Sarcina genetică a celulei stem nu este aceeași cu cea întâlnită la fete.

În cazul microsporocitelor, acestea sunt diploide, astfel încât celulele fiice rezultate din diviziunea inițială sunt haploide. Numărul de cromozomi rezultați depinde de specie.

cytokinesis

Divizia meiotică nucleară este urmată de citokinezie. Această etapă este decisivă pentru formarea finală a tetradului, deoarece există mai multe modele sau tipuri de dispoziții pentru acesta.

Citokineza succesivă apare atunci când fiecare diviziune celulară este însoțită de o diviziune a citoplasmei, fenomen tipic monocotelor. Când se va întâmpla acest lucru, vom vedea că microsporanele sunt aranjate într-un singur plan, fie sub forma unui tetrad, un romb sau formând o literă T.

Diviziunea alternativă este cunoscută sub numele de citokineză simultană, unde pereții se formează la sfârșitul meiozei. Apare în grupul dicotiledonatelor. Acest model duce la dispersia microsporelor în mai multe planuri.

Formarea peretelui polenului

Pereții de polen încep să se formeze în timp ce microsporenele sunt încă în aranjamentul tetradului și încapsulate de pereții calos.

Primul pas implică depunerea unei substanțe numite primexină pe suprafața microsporei. Aceasta este urmată de depunerea precursorilor sporopoleninei. Procesul se încheie cu depunerea de sporopolenină, o moleculă de natură impermeabilă, rezistentă la atacul de substanțe chimice.

Deschiderile se dezvoltă în regiunile în care depozitarea primexinei a fost prevenită, prin acțiunea reticulului endoplasmic.

Rolul covorului în dezvoltarea și transportul polenului

În timpul formării polenului, covorul joacă un rol crucial. Acesta cuprinde un strat de celule localizate în furnica care înconjoară celulele stem ale microsporei. Pe covoraș există două tipuri de celule: secretorii și amoeboidul.

Aceste celule sunt foarte specializate și au o durată de viață destul de scurtă. Odată cu trecerea timpului, celulele își pierd organizarea și sunt în cele din urmă reabsorbite.

Rolul său principal în dezvoltarea polenului implică furnizarea de nutriție la microspore. În plus, acestea au capacitatea de a sintetiza o serie de enzime și de a produce „cimentul” polenului sau polenitului.

Polenitolul este un material de natură eterogenă (lipide, flavonoide, carotenoide, proteine, polizaharide etc.) și de consistență lipicioasă care ajută la menținerea boabelor de polen împreună în timpul transportului și le protejează de desicare, de lumina ultravioletă și alți factori care pot afecta calitatea acestuia.

Microgametogenesis

În concluzie, vom explica pe scurt în ce constă microgametogeneza, pentru a expune concludent cum apare geneza unui bob de polen. Acest proces variază în angiosperme și gimnosperme, și anume:

angiosperme

În angiosperme, microgametogeneza cuprinde prima și a doua diviziune mitotică a polenului, ceea ce duce la formarea de gameți masculini.

Acest proces începe cu formarea unui vacuol situat în centrul celulei, eveniment care obligă nucleul să se miște. Această mișcare nucleară marchează trecerea de la un microspor la un bob de polen tânăr.

Prima diviziune mitotică este urmată de a doua diviziune asimetrică, unde se formează o porțiune generativă și una vegetativă. Acesta din urmă cuprinde un volum mai mare și conține un nucleu difuz mare. În cazul porțiunii generative conține un nucleu mai mic și condensat.

Ulterior, apare o diviziune simetrică în care celula generativă dă naștere la două celule spermatozoide.

gymnosperms

În schimb, microgametogeneza în gimnosperme se dezvoltă prin diviziuni mitotice multiple. Majoritatea boabelor de polen din această linie vegetală sunt formate din mai multe celule.

Referințe

1. Blackmore, S., & Knox, RB (Eds.). (2016). Microspores Evolution and Ontogeny: Evolution and Ontogeny. Presă academică.
2. Davies, PJ (Ed.). (2013). Hormonii vegetali: fiziologie, biochimie și biologie moleculară. Springer Media științifică și de afaceri.
3. Hesse, M., Halbritter, H., Weber, M., Buchner, R., Frosch-Radivo, A., Ulrich, S., & Zetter, R. (2009). Terminologia polenului: un manual ilustrat. Springer Media științifică și de afaceri.
4. López, BP, Calvarro, LM, & Garay, AG (2014). Embriogeneza polenului (embriogeneza gametică). REDUCA (Biologie), 7 (2).
5. Smith H. și Grierson D. (Ed.). (1982) Biologia moleculară a dezvoltării plantelor. Universitatea din California Press.