Gynocium

Blume von Magnolie × Wieseneri Zeigen Sie die vielen Pistils, die das Gynäkium in der Mitte der Blume ausmachen
Hippeastrum Blumen zeigen Staubblätter, Stil und Stigma
Hippeastrum Stigmen und Stil
Moospflanzen mit Gynocia, Archegoniencluster an der Spitze jedes Shootings.

Gynocium (/ɡaɪˈnichsi.əm, dʒɪˈnichʃi.əm/; aus Altgriechisch γυνή (Gunḗ)'Frau, weiblich' und οἶκος (Oîkos)'House') wird am häufigsten als kollektiver Begriff für die Teile von a verwendet Blume das produziert Eizellen und sich letztendlich in die entwickeln Obst und Saatgut. Das Gynäkium ist das innerste Quirl einer Blume; Es besteht aus (einer oder mehreren) Pistils und ist normalerweise von der umgeben Pollen-produzieren Fortpflanzungsorgane, das Staubblätter, gemeinsam die genannt Androecium. Das Gynäkium wird oft als "als" bezeichnet "bezeichnet"weiblich"Teil der Blume, obwohl sie eher direkt weiblich produzieren Gameten (d.h. Eierzellen) Das Gynäkium produziert Megasporenjedes davon entwickelt sich zu einer Frau Gametophyten was dann Eierzellen erzeugt.

Der Begriff Gynäkium wird auch von Botanikern verwendet, um sich auf einen Cluster von zu beziehen Archegonia und alle zugehörigen modifizierten Blätter oder Stiele, die auf einem Gametophyten -Shooting vorhanden sind Moose, Leberkraut, und Hornworts. Die entsprechenden Begriffe für die männlichen Teile dieser Pflanzen sind Cluster von Antheridie Innerhalb des Androeciums. Blumen, die ein Gynäkium tragen, aber keine Staubblätter werden genannt pistillieren oder Karpellat. Blüten ohne Gynäkum werden als Staminat bezeichnet.

Das Gynäkium wird oft als weiblich bezeichnet, weil es zu weiblichen (eizroduzierenden) Gametophyten führt; jedoch streng genommen Sporophyten Haben Sie keinen Sex, nur Gametophyten.[1] Die Entwicklung und Anordnung von Gynoecium ist wichtig für die systematische Forschung und Identifizierung von Angiospermen, kann jedoch die schwierigste der zu interpretierenden Blumenteile sein.[2]

Einführung

Im Gegensatz zu den meisten Tieren wachsen Pflanzen nach neuen Organen danach Embryogenese, einschließlich neuer Wurzeln, Blätter und Blumen.[3] In den Blütenpflanzen entwickelt sich das Gynäkium in der zentralen Region der Blume als Karpell oder in Gruppen von geschmolzenen Fruchtblättern.[4] Nach der Befruchtung entwickelt sich das Gynäkium zu einer Frucht, die Schutz und Ernährung für die sich entwickelnden Samen bietet und häufig ihre Ausbreitung hilft.[5] Das Gynäkium hat mehrere spezialisierte Gewebe.[6] Die Gewebe des Gynäkiums entwickeln sich aus genetischen und hormonellen Wechselwirkungen entlang von drei Major-Achsen.[7][8] Diese Gewebe entstehen aus Meristeme Dadurch werden Zellen produziert, die in die verschiedenen Gewebe differenzieren, die die Teile des Gynäkiums einschließlich der Strecke, Fruchtblätter, Eierstock und Ovale produzieren; Der Carpel Margin Meristem (aus dem Karpell aus der Karpelle entsteht Primordium) produziert die Eizellen, Eierstockseptum und die Übermittlungsstrecke und spielt eine Rolle bei der Verschmelzung der apikalen Ränder von Karpellen.[9]

Stempel

"Pistil" leitet hier weiter. Nicht zu verwechseln mit Pistole.
Ein synkarpes Gynäkum im Kontext. Das Gynäkium (unabhängig davon Eierstock, Stil und Stigma wie in der Mitte der Blume.

Das Gynäkium kann aus einem oder mehreren getrennten Stiften bestehen. Ein Pistil besteht typischerweise aus einem erweiterten basalen Teil bezeichnet Eierstock, ein länglicher Abschnitt, der als Stil bezeichnet wird und eine apikale Struktur genannt wird Stigma das erhält Pollen.

  • Der Eierstock (aus Lateinisch Ovummit Ei) ist der vergrößerte basale Teil, der enthält Plazentas, Kämme des Gewebes mit einem oder mehreren Eizellen (integumentiert Megasporangia). Die Plazentas und/oder Ovules können auf den Gynäkalanhängen oder weniger häufig auf der Blumenspitze geboren werden.[10][11][12][13][14] Die Kammer, in der sich die Eizellen entwickeln, heißt a Locule (oder manchmal Zelle).
  • Der Stil (vom alten Griechischen στῦλος, Stylosmit einer Säule) ist ein säulenartiger Stiel, durch den Pollenröhrchen zum Eierstock wachsen. Einige Blumen, wie die von denen von Tulipa, haben keinen deutlichen Stil und das Stigma sitzt direkt auf dem Eierstock. Der Stil ist ein hohles Rohr in einigen Pflanzen, wie z. Lilien, oder hat über Sendegewebe, durch das die Pollenröhrchen wachsen.[15]
  • Das Stigma (vom alten Griechischen στίγμα, Stigmamit Marke oder Punktion) befindet sich normalerweise an der Spitze des Stils, dem Teil der Karpellen, die empfangen Pollen (männlich Gametophyten). Es ist gewöhnlich klebrig oder federlich, Pollen zu fangen.

Das Wort "Pistil" kommt von Latein Pistillum Bedeutung Stößel. Ein steriler Stift in einer männlichen Blume wird als als bezeichnet Pistillode.

Karpellen

Die Stummel einer Blume gelten als aus einem oder mehreren Karpellen.[Anmerkung 1] Ein Karpell ist der weibliche reproduktive Teil der Blume - normalerweise aus dem Stil und dem Stigma (manchmal mit seinem individuellen Eierstock und manchmal mit einem gemeinsamen Basalierstock) - und interpretiert normalerweise als modifizierte Blätter, die Strukturen bilden, genannt Strukturen Eizellen, innerhalb der Eierzellen bilden sich letztendlich. Ein Pistil kann aus einem Karpell bestehen (mit Eierstock, Stil und Stigma); oder es kann mehrere Fruchtblätter umfassen, die zusammen mit einem einzigen Eierstock verbunden sind, die gesamte Einheit, die als Pistil bezeichnet wird. Das Gynäkium kann als eine oder mehrere Uni-Carpellat-Pistile oder als ein multikarpellierter Pistil vorhanden sein. (Die Anzahl der Karpellen wird durch Begriffe wie z. Tricarpellate (drei Karpellen).)

Karpellen werden angenommen, dass sie sein werden phylogenetisch abgeleitet von Ei-tragenden Blättern oder Blatthomologen (Megasporophylls), die sich zu einer geschlossenen Struktur entwickelte, die die Eizellen enthielt. Diese Struktur wird normalerweise am Rande gerollt und verschmolzen.

Obwohl viele Blumen die obige Definition eines Karpells erfüllen, gibt es auch Blumen, die keine Karpellen haben, da in diesen Blumen die Eizellen, obwohl sie geschlossen sind, direkt auf der Sprossspitze getragen werden.[12][17] Für dieses Problem wurden verschiedene Mittel vorgeschlagen. Ein einfaches Mittel, das für die meisten Fälle gilt, besteht darin, den Karpell als Anhänge neu zu definieren, das OVuls (en) umschließt und möglicherweise sie trägt oder nicht.[13][14][18]

Zentrum von a Ranunculus repens (kriechender Butterblumen) mit mehreren nicht nicht ausgestatteten Karpellen, die von längeren Staubblättern umgeben sind
Querschnitt durch den Eierstock von Narzisse Zeigen Sie mehrere Konnat -Fruchtblätter (ein zusammengesetzter Stift) entlang der Plazenta -Linie, wo sich die Eizellen in jedem Ort bilden
Pistil von Begonia grandis

Typen

Wenn ein Gynäkium einen einzigen Karpell hat, wird es genannt monokarpus. Wenn ein Gynäkium mehrere, unterschiedliche (freie, unfute) Karpellen hat, ist es apokarpus. Wenn ein Gynäkium mehrere Karpellen in eine einzelne Struktur "verschmolzen" hat, ist es synkarpous. Ein synkarpes Gynäkilität kann manchmal einem monokarpen Gynäkium sehr ähnlich erscheinen.

Vergleich der Gynoecium -Terminologie mit Karpell und Stempel
Gynoecium -Komposition Karpell
Terminologie		 Stempel Terminologie Beispiele
Single Carpel Monokarpus (Unicarpellate) Gynoecium Ein Stift (einfach) Avocado (Persea sp.), die meisten Hülsenfrüchte (Fabaceae))
Mehrere unterschiedliche ("unfuste") Karpellen Apokarpus (chorikarpus) Gynäkium Pistils (einfach) Erdbeere (Fragaria sp.), Butterblume (Ranunculus sp.)
Mehrfachvereinigungsträhne ("verschmolzen") Karpellen Synkarpus Gynäkal Ein Stift (Verbindung) Tulpe (Tulipa sp.), die meisten Blumen

Der Konnationsgrad ("Fusion") in einem synkarben Gynäkium kann variieren. Die Karpellen können nur an ihren Basen "verschmolzen" sein, aber separate Stile und Stigmata behalten. Die Karpellen können vollständig "verschmolzen" sein, mit Ausnahme von separaten Stigmen. Manchmal (z. B., Apocynaceae) Karpellen werden durch ihre Stile oder Stigmen verschmolzen, besitzen aber unterschiedliche Eierstöcke. In einem synkarben Gynäkium können die "verschmolzenen" Eierstöcke der konstituierenden Fruchtblätter gemeinsam als Eierstock mit einem zusammengesetzten Eierstock bezeichnet werden. Es kann eine Herausforderung sein zu bestimmen, wie viele Fruchtblätter fusioniert werden, um ein synkarpes Gynäkium zu bilden. Wenn die Stile und Stigmas unterschiedlich sind, können sie normalerweise gezählt werden, um die Anzahl der Fruchtblätter zu bestimmen. Innerhalb des zusammengesetzten Eierstock Septa. Wenn ein synkarpes Gynäkium einen einzelnen Stil und ein Stigma und einen einzelnen Ort im Eierstock aufweist, kann es erforderlich sein, zu untersuchen, wie die Eizellen angebracht sind. Jedes Karpell hat normalerweise eine bestimmte Plazentationslinie, an der die Eizellen befestigt sind.

Pistil -Entwicklung

Pistils beginnen als kleine Primordie auf einem floralen apikalen Meristem, der sich später als und näher an der (floralen) Spitze bildet als Sepal-, Blüten- und Staubblatt -Primordien. Morphologisch und Molekular Studien zur Pistil -Ontogenese zeigen, dass Fruchtblätter höchstwahrscheinlich homolog für Blätter sind.

Ein Karpell hat eine ähnliche Funktion wie a Megasporophyllenthält aber typischerweise ein Stigma und wird verschmolzen, wobei Eizellen im vergrößerten unteren Teil, dem Eierstock, eingeschlossen sind.[19]

In einigen Basalangiosperm Linien, Degeneriaceae und Winteraceae, ein Karpell beginnt als flacher Tasse, bei dem sich die Eizellen mit laminarer Plazentation auf der Oberfläche des Karpells entwickeln. Der Karpell bildet schließlich eine gefaltete, blattartige Struktur, die an seinen Rändern nicht vollständig versiegelt ist. Es gibt keinen Stil, aber ein breites stigmatisches Wappen entlang des Randes ermöglicht Pollenröhrchen Zugang entlang der Oberfläche und zwischen den Haaren am Rande.[19]

Es wurden zwei Arten von Fusion unterschieden: postgenitale Fusion, die während der Entwicklung von Blüten beobachtet werden können, und angeborene Fusion, die nicht beobachtet werden können, d. H. Fusionen, die während der Phylogenie auftraten. Es ist jedoch sehr schwierig, Fusions- und Nicht-Fusionsprozesse in der Entwicklung blühender Pflanzen zu unterscheiden. Einige Prozesse, die als angeborene (phylogenetische) Fusionen angesehen wurden, scheinen nicht-Fusionsprozesse wie beispielsweise die De-novo-Bildung des interkalaren Wachstums in einer Ringzone an oder unter der Basis von Primordien zu sein.[20][21][18] "Es wird nun zunehmend anerkannt, dass der Begriff" Fusion ", der auf Phylogenie angewendet wird (wie bei" angeborener Fusion "), schlecht beraten ist."[22]

Gynoecium -Position

Basale Angiosperm-Gruppen neigen dazu, Karpellen spirituell um einen konischen oder kuppelförmigen Arzneimittel anzuordnen Behälter. In späteren Linien sind Karpellen in der Regel in Wirbel.

Die Beziehung der anderen Blumenteile zum Gynäkum kann ein wichtiger systematischer und taxonomischer Charakter sein. In einigen Blumen werden die Staubblätter, Blütenblätter und Kelchblätter oft als "verschmolzen" zu einem "Blumenröhrchen" oder "oder Hypanthium. Wie Leins & Erbar (2010) jedoch betonte, "resultiert die klassische Ansicht, dass die Wand des unteren Eierstocks aus der" angeborenen "Fusion von dorsalen Karpellenflanken und der" angeboren "resultiert Blumenachse entspricht nicht den ontogenetischen Prozessen, die tatsächlich beobachtet werden können. Alles, was zu sehen ist, ist ein interkalares Wachstum in einer breiten kreisförmigen Zone, die die Form der Blumenachse (Behälter) verändert. "[18] Und was während der Evolution passiert ist, ist keine phylogenetische Fusion, sondern die Bildung eines einheitlichen interkalaren Meristems. Evolutionäre Entwicklungsbiologie untersucht solche Entwicklungsprozesse, die während der Evolution entstehen oder verändern.

Wenn das Hypanthium fehlt, ist die Blume unterständigund die Staubblätter, Blütenblätter und Kelchblätter sind alle an der Behälter unterhalb des Gynäkiums befestigt. Hypogynische Blüten werden oft als a bezeichnet Überlegener Eierstock. Dies ist die typische Anordnung in den meisten Blumen.

Wenn das Hypanthium bis zur Basis des Stils vorhanden ist, ist die Blume Epigyn. In einer epigynischen Blume werden die Staubblätter, Blütenblätter und Kelchblätter an der Hypanthium oben im Eierstock befestigt oder gelegentlich kann sich das Hypanthium über die Oberseite des Eierstocks hinaus erstrecken. Epigynische Blüten werden oft als eine bezeichnet Minderwertiger Eierstock. Pflanzenfamilien mit epigynischen Blüten umfassen Orchideen, Astern, und Abendprimrosen.

Zwischen diesen beiden Extremen sind Perigyn Blumen, in denen ein Hypanthium vorhanden ist, aber entweder frei vom Gynäkium (in diesem Fall es scheint, dass es sich um eine Tasse oder ein Röhrchen handelt, das das Gynokium umgibt) oder teilweise mit dem Gynäkium verbunden sind (mit den Staubblättern, Blütenblättern und Kelchblättern, die an gebunden sind Der Hypanthiumteil des Weges den Eierstock). Perigynische Blüten werden oft als ein bezeichnet halb inferurer Eierstock (oder manchmal, teilweise minderwertig oder halb superior). Diese Anordnung ist besonders häufig in der Rose Familie und SAXIFRAGES.

Gelegentlich wird das Gynäkium auf einem Stiel geboren, genannt das Gynophor, wie in Isomeris arborea.

  • Flowers and fruit (capsules) of the ground orchid, Spathoglottis plicata, illustrating an inferior ovary.

    Blumen und Früchte (Kapseln) der gemahlenen Orchidee, Spathoglottis Plicataeinen minderwertigen Eierstock veranschaulichen.

  • Illustration showing longitudinal sections through hypogynous (a), perigynous (b), and epigynous (c) flowers

    Illustration, die Längsschnitte durch hypogynische (a), perigynische (b) und epigynische (c) Blüten zeigt

Plazentation

Hauptartikel: Samenanlage

Innerhalb des Eierstocks wird jede Eizelle von einer Plazenta geboren oder entsteht als Fortsetzung der Blumenspitze. Die Plazentas treten häufig in verschiedenen Linien auf, die als Linien bezeichnet werden Plazentation. Bei monokarpus oder apokarpus Gynoecie gibt es in jedem Eierstock typischerweise eine einzelne Plazentationslinie. In synkarpus Gynäkaler können die Plazentationslinien regelmäßig entlang der Wand des Eierstocks verteilt werden (parietale Plazentation) oder in der Nähe der Mitte des Eierstocks. Im letzteren Fall werden getrennte Begriffe verwendet, je nachdem, ob der Eierstock in getrennte Orte unterteilt ist oder nicht. Wenn der Eierstock unterteilt ist, wobei die Eizellen auf einer Plazentationslinie im inneren Winkel jedes Ortes geboren werden, dann ist dies Axile Plazentation. Ein Eierstock mit Kostenlose zentrale PlazentationAndererseits besteht aus einem einzelnen Abteil ohne Septae und die Eizellen sind an eine zentrale Säule angebracht, die direkt aus der Blumenspitze (Achse) entsteht. In einigen Fällen wird ein einzelner Eize am Boden oder die Oberseite des Locule befestigt (basal oder apikale Plazentation, beziehungsweise).

Der Ovule

Hauptartikel: Samenanlage
Längsschnitt der Karpellatblume von quetschen Eierstock, Eizellen, Stigma, Stil und Blütenblätter zeigen

In Blütenpflanzen die Samenanlage (aus Latein Ovulum bedeutet kleines Ei) ist eine komplexe Struktur, die in Eierstöcken geboren wurde. Der Ovul Megasporangium (auch als die genannt Nukellus). Typischerweise unterliegt eine Zelle im Megasporangium Meiose was zu vier Megasporen führt. Diese entwickeln sich zu einem Megagametophyten (oft als Embryo -Sack genannt) innerhalb des Eizellen. Der Megagametophyten entwickelt typischerweise eine kleine Anzahl von Zellen, darunter zwei spezielle Zellen, eine Eierzelle und eine Binukleat -Zentralzelle, die die sind Gameten beteiligt an Doppeldüngung. Die zentrale Zelle, einst durch eine Spermenzelle aus dem Pollen befruchtet wird die erste Zelle der Endospermund die Eierzelle wird einst befruchtet werden die Zygote das entwickelt sich in die Embryo. Die Lücke in den Integumenten, durch die das Pollenröhrchen eintritt, um Spermien an das Ei zu liefern micropyle. Der Stiel, der den Eier an der Plazenta befestigt, wird als Funiculus bezeichnet.

Rolle des Stigmas und Stils

Hauptartikel: Stigma (Botanik)

Stigmata kann von lang und schlank bis globem bis federvernehmlich variieren. Das Stigma ist die empfängliche Spitze der Karpellen, die Pollen bei erhalten Bestäubung und auf welcher Pollenkorn Keimung. Das Stigma ist angepasst, um Pollen zu fangen und zu fangen, entweder durch die Kombination von Pollen von Insekten oder durch verschiedene Haare, Klappen oder Skulpturen.[23]

Der Stil und das Stigma der Blume sind an den meisten Arten von beteiligt Selbstkompatibilität Reaktionen. Selbst Inkompatibilität, falls vorhanden, verhindert Düngung durch Pollen aus derselben Pflanze oder aus genetisch ähnlichen Pflanzen und sorgt dafür.

Die primitive Entwicklung von Fruchtblättern, wie in Gruppen von Pflanzen wie zu sehen ist Tasmannia und Degenerie, mangelnde Stile und die stigmatische Oberfläche werden entlang der Karpellenränder erzeugt.[24]

  • Stigmas and style of Cannabis sativa held in a pair of forceps

    Stigmen und Stil von Cannabis sativa in einer Pinzette gehalten

  • Stigma of a Crocus flower.

    Stigma von a Krokus Blume.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ Karpell (auch Carpophyl) --gr. καρπiesen (Karpós, "Frucht") + gr. φύλλον (Phúllon, "Blatt") [L. Folium].[16]

Verweise

  1. ^ Judd, W.S.; Campbell, C.S.; Kellogg, E.A.; Stevens, P.F. & Donoghue, M. J. (2007). Pflanzensystematik: ein phylogenetischer Ansatz (3. Aufl.). Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-407-2.
  2. ^ Sattler, R. (1974). "Ein neuer Ansatz zur Gynäkalmorphologie". Phytomorphologie. 24: 22–34.
  3. ^ Moubayidin, Laila; Østergaard, Lars (2017-08-01). "Gynoecium -Bildung: Eine intime und komplizierte Beziehung". Aktuelle Meinung in Genetik und Entwicklung. 45: 15–21. doi:10.1016/j.gde.2017.02.005. ISSN 0959-437X. PMID 28242478.
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Literaturverzeichnis