Pollenrör – vägen för spermier i växter och dubbelbefruktning

Pollenrör: hur spermier färdas i växter och möjliggör dubbelbefruktning — från pollenkorn till fröbildning och endospermens betydelse för våra grödor.

Pollenröret är det rör genom vilket spermier från pollenet når äggcellen och befruktar växten för att bilda frön.

Pollenröret hos de flesta fröväxter fungerar som en passage. Det transporterar spermier från pollenkornet, från märket (hos blommande växter) till äggcellerna vid pistillets bas. I likhet med ormbunkar, andra basala landväxter och många alger har vissa gymnospermer flagellat spermier, som simmar genom en vattnig vätska för att befrukta äggcellerna.

Hos angiospermer gror pollenröret från pollenkornet och växer i hela sin längd genom stigma, stil, äggstock och äggledare för att nå äggen. I majs kan denna enda cell växa mer än 12 tum för att korsa hela pistillets längd. Spermacellerna är i sig själva inte rörliga och transporteras i röret. När rörets spets når ett ägg spricker det och släpper ut två spermier, vilket leder till dubbel befruktning. Den ena spermien förenas med äggcellen för att producera en ny växts embryo, medan den andra spermien förenas med den centrala cellen (polära kärnor) för att producera fröets endosperm. Endospermen är rik på stärkelse, proteiner och oljor och är en viktig källa till människoföda (t.ex. vete, korn, råg, havre, majs).

Hur pollenröret växer

Pollenröret är en specialiserad cell som växer genom tipptillväxt — det vill säga ny cellvägg och membran byggs upp i rörets spets medan resten av röret förblir relativt stabilt. Tillväxten styrs av:

• Vegetativ (tub)cell som formar röret; en separat generativ cell följer med röret och ger upphov till spermierna (den kan dela sig innan eller efter groning beroende på art).
• Cellens cytoskelett och vesikeltransport som levererar material till spetsen för att bilda cellvägg och membran.
• Kemiska ledtrådar från pistillens vävnader, särskilt från synergidceller nära äggen, som vägleder pollenröret rätt väg.
• Callospluggning — i många arter bildas avsnörningar (callospluggar) bakom spetsen så att närings- och cytoplasmainnehållet koncentreras i den växande spetsen.

Dubbelbefruktning — vad händer i änden av röret

När pollenrörets spets når en synergidcell i äggledaren sker en reception som får röret att stoppa och spricka upp. Två spermier frisätts:

• Den ena spermien smälter samman med äggcellen och bildar ett diploid (2n) zygot — framtida embryo.
• Den andra spermien smälter samman med den centrala cellen (vanligtvis två polära kärnor) och bildar endospermen, som oftast är triploid (3n) i många arter.

Dubbelbefruktning är karakteristiskt för angiospermer och är viktigt eftersom endospermen ger näring åt det utvecklande embryot i fröet.

Skillnader mellan växtgrupper

• I många gymnospermer (t.ex. barrträd) är spermierna hos vissa grupper flagellata och rörliga — de kräver en fuktig miljö för att simma till ägget. Andra gymnospermer har dock pollenrörsföring liknande angiospermer.
• Bland angiospermer finns variation i när generativa cellen delar sig (före eller efter pollination) och i hur snabbt och långt pollenröret växer.

Betydelse för ekologi och jordbruk

Pollenrörets funktion är central för frösättning och därmed för växternas fortplantning, biodiversitet och livsmedelsproduktion. Faktorer som påverkar pollenrörstillväxt har därför stor praktisk betydelse:

• Temperatur, luftfuktighet och näringsstatus i pistillen påverkar hur väl röret växer.
• Kemiska störningar (t.ex. bekämpningsmedel) kan hämma groning och tillväxt och minska pollineringseffektiviteten.
• I växtförädling och hybridisering är pollenrörets förmåga att nå och befrukta äggen avgörande för att få önskade korsningar.

Sammanfattning

Pollenröret är en specialiserad cellstruktur som transporterar orörliga spermier från pollenkornet till äggcellen i fröväxter. Hos angiospermer leder denna transport till dubbel befruktning, där både embryo och näringsrik endosperm bildas. Processen är styrd av cellbiologiska mekanismer och kemisk vägledning och har stor betydelse både för växternas evolution och för människans jordbruk.

Frågor och svar

F: Vad är ett pollenrör?

F: Hur sker befruktningen hos angiospermer?

F: Vilken typ av organismer har flagellat spermier?

F: Hur befruktar flagellaternas spermier äggen?

F: Vad är endosperm?

F: Hur länge kan en enskild cell växa i en majsplanta?

Sök med bokstav