Dudits Dénes

A növények szexuális életének molekuláris titkai

III. A növények életciklusának fontosabb jegyei a búza példáján

Az animáció képei kiemelik a búza egyedfejlődésének néhány jelentősebb állomását. Folyamatos körforgásról lévén szó, a ciklus kezdetéül önkényesen a csírázást választjuk. A földbe kerülő búzaszem nedvességet szív magába, és a nyugalmi állapotú embrió sejtjei megnyúlnak, majd osztódni kezdenek. Eközben az endospermiumban tárolt tartalék vegyületek biztosítják a növekedésnek indult szervek tápanyagellátását. Megjelenik a gyökér, majd a rügyhüvellyel (koleoptillal) védett rügyecske indul fejlődésnek. A talajból kibújó koleoptil felrepedve utat enged az első levélnek, amelyet a levelek sora követ. A növekedés vegetatív fázisában a hajtásmerisztéma osztódó sejtjei szolgáltatják a levélkezdeményezésekhez az új sejteket. A szárba szökkent búza merisztémájában egy bizonyos számú levélkezdemény kifejlődése után az új oldalmerisztémák már mint kalászkakezdemények jelennek meg. Később jól felismerhető a pelyva és toklász szöveti differenciálódása. A növények egyedfejlődési stratégiájának jellegzetessége, hogy az utódok létrehozására specializálódó redukált kromoszómaszámúmikro- és makrospórák a testi sejtekből alakulnak ki a portokban és a magkezdeményekben. A kiszabaduló pollenszemek a bibére kerülnek és elindítják a kettős megtermékenyítés folyamatát. Három nappal a búzapetesejt megtermékenyítése után jól felismerhető a parányi embrió, és megkezdődik a sejtes állapotba került endospermiumszövet kialakulása, illetve láthatjuk a degenerálódó ellenlábas sejteket. A mag kifejlődése során a növény életfunkcióinak középpontjába az utódot szolgáló folyamatok kerülnek. Szénhidrátok, lipidek és fehérjék felhalmozódását eredményezik az anyagcsere főbb eseményei. Ezek a makromolekulák nagy értéket képviselnek az emberi táplálkozásban. Miután kifejlődött az embrió, és a raktárak feltöltődtek, egy nyugalmi szakasz következik be a növény életében. A búzaszem érésének utolsó fázisában jelentősen csökken a víztartalom, egy védőfunkciót ellátó növényi hormon, abszicinsav szintetizálódik, és védelmet nyújtó fehérjék (hősokk-fehérjék vagy ún. LEA-fehérjék) jutnak szerephez. Ezek biztosítják számos molekula működőképességét a mag nyugalmi állapotában a kiszáradt szövetekben. Erre a védelmi rendszerre esetleg hosszabb ideig is szükség lehet, hiszen igen változó körülmények befolyásolhatják azt az időt, amikor a mag kedvező feltételek között nedvességhez jut, és elkezdődhet a csirázással egy új ciklus.

8. ábra

őscsírasejtek