Pollenrør: Fra pollenkorn til frø — transport, vækst og dobbeltbefrugtning

Pollenrør: Fra pollenkorn til frø — opdag hvordan pollenrøret transporterer sædceller, vokser gennem planten og muliggør dobbeltbefrugtning.

Pollenrøret er det rør, hvorigennem sæd fra pollenet når frem til ægcellen og befrugter planten, så der dannes frø.

Pollenrøret hos de fleste frøplanter fungerer som en passage. Det transporterer sædceller fra pollenkornet, fra stigmaet (hos blomstrende planter) til ægcellerne i bunden af pistilen. Ligesom bregner, andre basale landplanter og mange alger har nogle gymnospermer flagellaterede sædceller, som svømmer gennem en vandig væske for at befrugte ægcellerne.

Hos angiospermer spirer pollenrøret fra pollenkornet og vokser hele vejen gennem stigmaet, stilen og ind i æggestokken for at nå frem til æggene. I majs kan denne enkelte celle vokse mere end 12 tommer for at krydse hele pistilens længde. Sædcellerne i sig selv er ikke bevægelige og bæres i røret. Når rørets spids når et æg, sprænger det og frigiver to sædceller, hvilket fører til en dobbelt befrugtning. Den ene sædcelle forener sig med ægcellen for at frembringe en ny plantes embryon, mens den anden sædcelle forener sig med den centrale celle (polære kerner) for at frembringe frøets endosperm. Endospermen er rig på stivelse, proteiner og olier og er en vigtig kilde til menneskeføde (f.eks. hvede, byg, rug, havre, majs).

Dannelse og spirring af pollenrøret

Processen begynder, når et pollenkorn lander på et egnet stigma. Pollenkornet optager fugt og spalter sin ydre væg, hvorefter en vegetativ celle differentierer til et pollenrør, som spirer ud fra kornet. I mange arter deler generativcellen sig til to sædceller enten i selve pollenkornet eller inde i pollenrøret under væksten.

• Vegetativ (tube) celle: danner rørets vækstende og styrer tipvæksten.
• Generativ celle / sædceller: medbringes i røret og leverer de to sædceller ved målet.

Vækstmekanisme og styring

Pollenrørsvækst er et eksempel på hurtigt, polær cellers tipvækst. Rørets spids er et aktivt område med koncentreret sekretion af cellevægsmateriale, og væksten drives af turgortryk kombineret med cytoskeleton (især aktinfilamenter). Under væksten dannes ofte callose-plugger bag rørets spids, som isolerer ældre dele af røret og sikrer, at ressourceleverance koncentreres til spidsen.

Nogle af de vigtigste faktorer, der styrer retningen og hastigheden af pollenrørets vækst, er:

• Kemotaktiske signaler fra æggestokken og synergidceller, fx små peptider (i visse arter kaldet LURE-peptider), som lokker røret mod ægcellen.
• Calcium-gradienter i rørets spids, som regulerer sekretion og cytoskelettets aktivitet.
• Miljøfaktorer som temperatur, luftfugtighed og forurening, der kan påvirke spiring og vækst.

Dobbeltbefrugtning — hvad sker der præcist?

Ved ankomsten til embryo-sakken trænger pollenrøret gennem en eller to synergidceller; spidsen brister og frigiver de to sædceller. Dobbeltbefrugtning indebærer, at:

• Den første sædcelle fusionerer med ægcellen og danner et zygotisk embryon (ofte diploid).
• Den anden sædcelle fusionerer med den centrale celles polære kerner og danner endospermen. I langt de fleste angiospermer er endospermen triploid (3n), fordi den består af to maternale kerner + én paternalt bidrag.

Dette arrangement sikrer, at næringsvævet (endospermen) kun dannes, hvis befrugtning faktisk finder sted, hvilket er energieffektivt for planten.

Biologisk og landbrugsmæssig betydning

Pollenrør er vigtig i plantebiologi og økologi, fordi de sikrer filialoverførsel af gener og påvirker frøudvikling. I landbrug og plantesorter betyder pollenrørvækst:

• At krydsbestøvning og hybridisering afhænger af, om røret kan vokse gennem moderplantens pistil – barrierer her kan forhindre kryds.
• At miljøstress (kulde, tørke, forurening) ofte rammer reproduktionen ved at hæmme pollenspiring eller rørets vækst.
• At forståelsen af pollenrør og selv-/krydsbestøvningsmekanismer (fx selvinkompatibilitet via S-RNase-systemer) bruges i avlsarbejde til at kontrollere krydsning.

Forsøg og anvendelser

Pollenrør bruges ofte som model i cellebiologi til at studere tipvækst, signalering og cytoskelettets rolle. I laboratorier kan pollenrør dyrkes in vitro for at undersøge væksthastighed, respons på kemiske signaler og effekten af miljøfaktorer.

Opsummering: Pollenrøret er en specialiseret celleudvækst, der transporterer sædceller til ægcellen. Dets hurtige, styrede vækst, signalmodtagelse og rolle i dobbeltbefrugtning gør det centralt for frøplantens reproduktion og for menneskets fødevareproduktion gennem dannelse af frø og endosperm.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er et pollenrør?

Spørgsmål: Hvordan foregår befrugtning hos angiospermer?

Spørgsmål: Hvilken type organismer har flagellaterede sædceller?

Spørgsmål: Hvordan befrugter flagellaternes sædceller æggene?

Spørgsmål: Hvad er endosperm?

Sp: Hvor længe kan en enkelt celle vokse i majsplanter?

Søg efter bogstav