SPIRING: STRUKTUR AV ET FRØ, PROSESS, TYPER - BIOLOGI - 2026

Den spiring er den prosess, gjennom hvilken embryoet innholdet i frøene av frøplanter planter utvikler seg å resultere i et nytt anlegg, og er karakterisert ved den utstikkende delen på rot ytre testa eller seedcoat.

I planteriket er spermatofytter gruppen av planter kjent som "høyere planter", som har et definerende kjennetegn på produksjonen av frø som et resultat av deres seksuelle reproduksjon, hvorfra det stammer navnet, siden "sperma" på gresk betyr frø.

Spiring av en dikotyledonøs plante (Kilde: MAKY.OREL via Wikimedia Commons)

Spermatofyttgruppen er sammensatt av blomstrende planter eller angiospermer og ikke-blomstrende planter eller gymnospermer, som produserer frø innkapslet i en struktur kalt henholdsvis "eggstokk" eller nakne frø.

Spire av et frø, uansett type, kan forstås som settet med påfølgende trinn som gjør at et frysende eller sovende frø, med et lavt vanninnhold, viser en økning i dets generelle metabolske aktivitet og begynner dannelsen av en frøplante fra embryoet inne.

Det nøyaktige øyeblikket hvor spiringen slutter og veksten begynner, er veldig vanskelig å definere, ettersom spiring spesifikt er blitt definert som brudd på sæddekket, som i seg selv allerede er et resultat av vekst (celledeling og forlengelse) .

Det er flere faktorer som påvirker spiringsprosessen, mange av dem er endogene (levedyktighet, utviklingsgrad av embryoet, etc.) og eksogene (tilgjengelighet av vann, temperatur og atmosfærisk sammensetning, for eksempel).

Frøstruktur

Angiospermplanter har frø med en relativt enkel struktur, siden de består av et embryo (produkt av befruktning av egget av pollenkornet) som er omgitt av et belegg kjent som "embryosekken", som også stammer fra befruktningsprosessen.

Frøbelegget er kjent som testa og er et produkt av utviklingen av de indre integumentene til eggløsningen. Embryoet lever av et stoff det er fordypet, endospermen, som også kan bli et rudimentært vev i de plantene med cotyledoner.

Cotyledons er primære blader som kan oppfylle ernæringsfunksjoner for embryoet og kan ta vare på fotosyntesen av frøplanten som dannes når frøet spirer.

Mengden reservestoff er veldig varierende blant frøene, spesielt når det gjelder sammensetningen av proteiner, fett og karbohydrater de har. Imidlertid er hovedlagringsstoffet i frøene, i større eller mindre grad, stivelse.

Embryoet er den grunnleggende strukturen til et frø. Det kan sees på som en "miniatyrplante" og består av en radikkel, en plumule eller epicotyl (over der cotyledonene er), en eller flere cotyledons og en hypocotyl (under cotyledonene).

Fra radikalen dannes deretter roten, som er den underjordiske delen av en plante; epicotyl vil senere være hovedaksen til stammen, i den antenne delen; mens hypocotyl er den delen av embryoet som forener radikelen med plumule eller epicotyl, det vil si som forener stammen med roten i voksenplanten.

Det er viktig å merke seg at det er et stort mangfold av frø i naturen, spesielt med hensyn til størrelse, form, farge og generell struktur, ikke medregnet deres iboende fysiologiske egenskaper.

Prosess (stadier)

Alle modne frø er i en tilstand som kalles ro, der disse forplantningsstrukturene tåler langvarige perioder der de gunstige forhold som er nødvendige for spiring ikke er på plass.

Roen til et frø blir reversert i nærvær av vann, med en passende atmosfærisk sammensetning og temperatur (avhengig av naturligvis frøtype).

Spiring inkluderer, når roen er gått, prosesser som er vanlige i fysiologien til planter:

- pusten

- vannabsorpsjon

- konvertering av "mat" til oppløselige stoffer

- syntese av enzymer og hormoner

- nitrogen og fosfor metabolisme

- translokasjon av karbohydrater, hormoner, vann og mineraler til meristemene og

- dannelse av vev.

Imidlertid har plantefysiologer definert tre spesifikke stadier som er: imbibisjon, celleforlengelse og økning i antall celler (celledeling), sistnevnte avhengig av forskjellige genetiske og molekylære hendelser.

imbibering

Vanninnholdet i et modent frø er betydelig lavt, noe som favoriserer den metabolske slapphet i vevene der inne. Således er det første trinnet i spiringen av et frø absorpsjon av vann, som er kjent som innblanding.

Imbibitionen gjenoppretter turgoren til embryocellene, som tidligere ble plasmolysert på grunn av den lille størrelsen på deres nesten tomme vakuoler.

I løpet av de første timene av dette stadiet observeres ingen kjemiske forandringer i frøene, så vel som noen form for aktivitet assosiert med forlengelse eller forlengelse av celleveggene, etc.

Kort tid etter tillater hydrering av vevene (under gunstige betingelser av atmosfære og temperatur) aktivering av organeller og celleenzymer, spesielt mitokondrier. Denne aktiveringen fremmer også syntesen av hormoner og proteiner, nødvendig for etterfølgende hendelser.

Forlengelse og økning i antall celler (deling)

Etter noen timers innblanding (avhengig av graden av uttørking av frøene), kan man utvide forlengelsen av cellene som tilhører radikelen, noe som gjør at denne strukturen kan strekke seg og dukke opp fra overflaten som dekker den.

De første celledelingene oppstår i rotmeristemet, akkurat på det tidspunktet når radikelen "bryter" vevet som dekker det. På dette tidspunktet blir noen cytologiske forandringer observert, for eksempel det mer fremtredende utseendet til kjernen i hver celle.

Stadier i spiringen av et A. thaliana frø (Kilde: Alena Kravchenko via Wikimedia Commons)

Frøbelegget eller testaen krysses eller brytes av den primære roten, som er representert av radikelen, hvoretter den hypokotyledone aksen fortsetter forlengelsesprosessen. Cotyledons forblir inne i testa under denne prosessen, uavhengig av hvilken type spiring.

Mens denne prosessen foregår, avhenger ernæringen av de embryonale celler av aktiviteten til enzymene som er ansvarlige for nedbrytningen av karbohydrater og reservefett i endospermen og / eller cotyledonene, aktivitet fullstendig avhengig av den forrige imbibisjonsprosessen.

Typer spiring

Spenningstypene er blitt definert i henhold til skjebnen til cotyledons når frøplanten er dannet fra embryoet. De to mest kjente typene er epigeal spiring og hypogeal spiring.

Diagram over spiringsprosessen til et ertefrø (Kilde: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992derivativt arbeid: Begoonderivativt arbeid: Begoon via Wikimedia commons)

Epigeal spiring

Det forekommer i mange treaktige planter, inkludert gymnospermer, og er preget av at cotyledonene dukker opp fra jorden som "presset" av det langstrakte epikotylet.

Hypogeal spiring

Det oppstår når cotyledons forblir i den underjordiske delen, i mellomtiden vokser epikotylen oppreist og fotosyntetiske blader utvikler seg fra den. Det er vanlig for mange plantearter, det er lønns-, kastanje- og gummitreeksempler.

referanser

1. Bewley, JD (1997). Frø spiring og sovende. Plantecellen, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO, & McDonald, MF (2012). Prinsipper for frøvitenskap og teknologi. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Introduksjon til botanikk (nr. 580 N117i). Pearson.
4. Srivastava, LM (2002). Spiring av frø, mobilisering av matreserver og soving. Plantevekst og utvikling: hormoner og miljø. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Plantefysiologi og utvikling.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). Fysiologi for spiring av frø. Årlig gjennomgang av plantefysiologi, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). Molekylære mekanismer for spiring av frø. I spirte korn (s. 1-24). AACC International Press.