Zapłodnienie w cyklu roślin nasiennych

Gromada nasiennych jest najliczniejszą pod względem liczby gatunków gromadą roślin. Rośliny nasienne są ważnym elementem piramidy pokarmowej, ponieważ stanowią bazę pokarmową dla zwierząt roślinożernych. Są również istotne dla człowieka pod względem przemysłowym i rolniczym. Gromada roślin nasiennych obejmuje dwie podgromady – rośliny nagonasienne i okrytonasienne. Różnią się one między innymi organami generatywnymi i sposobem zapłodnienia.

Organy generatywne roślin nagonasiennych

U roślin nagonasiennych sporofile, czyli liście zarodnionośne, zebrane są w strobile – kłosy zarodnionośne lub inaczej szyszki. Szyszka męska tworzona jest przez mikrosporofile (pręciki) i każdy z nich składa się z dwóch sporangiów, czyli worków pyłkowych. Worki pyłkowe zawierają mikrospory, inaczej ziarna pyłku. W każdym ziarnie pyłku rozwija się haploidalny gametofit męski, składający się z kilku zamierających komórek przedroślowych, a także z komórki wegetatywnej i generatywnej. Szyszka żeńska składa się z łusek nasiennych. Na każdej łusce znajdują się dwa zalążki, złożone z makrosporangium (ośrodka) i osłonki z okienkiem. Makrosporangium wytwarza cztery haploidalne makrospory, z czego trzy degenerują, a wewnątrz czwartej tworzy się gametofit żeński. Gametofit ten wytwarza dwie rodnie, w każdej po jednej komórce jajowej. Reszta gametofitu żeńskiego przyjmuje charakter bielma pierwotnego.

Zapłodnienie roślin nagonasiennych

Najpierw ziarna pyłku trafiają na okienko zalążka, czyli dochodzi do zapylenia. Komórka wegetatywna ziarna pyłku wyrasta w łagiewkę pyłkową, która wrasta w makrosporangium. Tam trafia na komórkę jajową. Komórka generatywna gametofitu męskiego dzieli się na dwa plemniki, zwykle nieuwicione i wówczas nazywane komórkami plemnikowymi. Komórki plemnikowe wędrują łagiewką pyłkową i jedna z nich w rodni łączy się z komórką jajową. Tworzy się zygota, z której powstaje zarodek, sporofit, otoczony haploidalnym bielmem pierwotnym. Twardniejąca osłonka zalążka przekształca się w łupinę nasienną. Powstaje nasienie, w żaden sposób nieosłonięte, stąd nazwa tej podgromady – rośliny nagonasienne.

Organy generatywne roślin okrytonasiennych

Pręciki, czyli mikrosporofile okrytonasiennych, składają się z nitki pręcikowej i główki, złożonej z czterech sporangiów (worków pyłkowych). W workach pyłkowych rozwijają się ziarna pyłku, zbudowane z komórki wegetatywnej i generatywnej. Słupek to zrośnięte makrosporofile i składa się ze znamienia, szyjki i zalążni. W zalążni znajdują się zalążki, zbudowane z makrosporangium z podwójnymi osłonkami.  W makrosporangium, podobnie jak u nagonasiennych, powstają cztery makrospory, z których tylko jedna nie zamiera i rozwija się w gametofit żeński, nazywany woreczkiem zalążkowym. Woreczek składa się z siedmiu komórek. Sześć z nich jest haploidalnych – komórka jajowa, dwie synergidy i trzy antypody.  Siódma komórka to diploidalne jądro centralne (wtórne jądro woreczka zalążkowego).

Podwójne zapłodnienie roślin okrytonasiennych

Ziarno pyłku trafia na znamię słupka i wówczas komórka wegetatywna ziarna pyłku wyrasta w łagiewkę pyłkową. Z komórki generatywnej powstają dwie komórki plemnikowe, które wędrują wewnątrz łagiewki, kierującej się w stronę okienka zalążka. Komórki plemnikowe docierają do woreczka zalążkowego, gdzie dochodzi do podwójnego zapłodnienia. Jedna komórka plemnikowa łączy się z komórką jajową, tworząc zygotę. Z zygoty w wyniku podziałów mitotycznych powstaje zarodek, zbudowany z jednego lub dwóch liścieni. Druga komórka plemnikowa łączy się z diploidalnym jądrem centralnym, tworząc jądro triploidalne, które następnie dzieli się i daje początek bielmu wtórnemu. Osłonki zalążka twardnieją, tworząc dwuwarstwową łupinę nasienną, natomiast ścianki zalążka przekształcają się w owocnię.