Pyłek kwiatowy

Pyłek kwiatowy – powstające z mikrospor roślin nasiennych ziarna pyłku zawierające mocno zredukowany gametofit męski. Powstają w woreczkach pyłkowych (mikrosporangiach) męskich organów rozmnażania (pręcików u roślin okrytonasiennych i mikrosporofili u roślin nagonasiennych). Proces przenoszenia ziaren pyłku na żeńskie organy generatywne (słupek u roślin okrytonasiennych lub bezpośrednio na zalążek znajdujący się na łusce nasiennej u nagonasiennych) zwany jest zapylaniem. W konsekwencji zapylenia zawarta w ziarnach pyłku komórka generatywna, dokonuje zapłodnienia komórki jajowej zalążka, co prowadzi do powstania zarodka sporofitu[1].

 

Nauką zajmującą się badaniem pyłku jest palinologia.

 

Budowa zewnętrzna

 

Ziarna pyłku mają najczęściej kształt kulisty lub elipsoidalny, a wielkość ich jest bardzo zróżnicowana. U niezapominajki leśnej ich średnica wynosi zaledwie 0,0003 mm, u dyni zwyczajnej 0,22 mm[2], a u zostery osiągają nawet do 1 mm długości (w tym wypadku mają tez osobliwy, nitkowaty kształt). Najczęściej ziarna pyłku mają ok. 0,04 mm średnicy[3].

 

Ściana ziaren pyłku jest dwuwarstwowa. Wewnętrzna warstwa zwana jest intyną i zbudowana jest z celulozy. Warstwa zewnętrzna, zwana egzyną, przesycona jest sporopoleniną, nadającą ścianie twardość i trwałość, w tym odporność na gnicie[2]. Egzyny nie rozkłada nawet wodorotlenek potasu i stężony kwas solny i siarkowy. Związek ten nadaje też pyłkowi żółtą barwę, modyfikowaną u wielu grup roślin zawartością także innych barwinków (karotenoidów, antocyjanów, antoksantyn)[4]. W zewnętrznej ścianie znajduje się jedno lub dwa miejsca zwane aperturami, o cieńszej budowie (czasem zamknięte wieczkiem[2]). Mają one postać bruzdy u starszych linii ewolucyjnych roślin i mniej lub bardziej okrągłych porów u młodszych. Przez aperturę wyrasta łagiewka pyłkowa otoczona intyną. Egzyna jest ścianą o często bogatej i charakterystycznej dla różnych grup systematycznych budowie, podobnie unikatowy i stały kształt mają dla poszczególnych taksonów układy i kształty bruzd i porów[3]. Zwykle egzyna roślin wiatropylnych jest gładka lub słabo zróżnicowana (np. u traw), podczas gdy u roślin owadopylnych jest bardzo różnorodnie urzeźbiona (posiada charakterystyczne układy otworów, okienek i wyrostków). Podczas rozwoju ziaren pyłku, ich ściana zewnętrzna impregnowana jest białkami wytwarzanymi w warstwie wyściełającej (tapetum) pylnika. Białka te pełnią kluczową funkcję w rozpoznawaniu samozgodności i to one właśnie odpowiadają za reakcje alergiczne osób chorujących na pyłkowicę[3].

 

Pyłek u większości roślin ma postać luźnego, sypkiego zbioru ziaren. U niektórych (np. u wrzosowatych) ziarna połączone są po cztery w tetrady. Z kolei u storczykowatych i trojeściowatych sklejone są w duże pakiety zwane pyłkowinami[2].

 

Budowa wewnętrzna i rozwój ziarna pyłku

 

Ziarna pyłku obecne u roślin nasiennych powstały w wyniku redukcji pokolenia haploidalnego, którego istnienie u przodków tych roślin i współczesnych roślin zarodnikowych wiąże się z uzależnieniem od obecności wody umożliwiającej kontakt męskich i żeńskich komórek generatywnych. W wyniku redukcji gametofitu (przedrośla) męskiego rozwija się on wewnątrz ścian mikrospory i składa się z kilku komórek.

 

Nagonasienne

 

U nagonasiennych w dojrzałej mikrosporze dochodzi do odcięcia jednej lub dwóch drobnych komórek przedroślowych, które zwykle po pewnym czasie zamierają. Potem zachodzi podział na dużą komórkę wegetatywną (łagiewkową) i mniejszą generatywną, sąsiadującą z przedroślowymi i otoczoną z pozostałych stron przez komórkę wegetatywną. Gdy w wyniku zapylenia ziarno pyłku znajdzie się na ośrodku zalążka, jego ściana zewnętrzna pęka i komórka wegetatywna wydłuża się rosnąc w kierunku gametofitu żeńskiego, przekształcając się w łagiewkę pyłkową. Komórka generatywna dzieli się na komórkę trzonową (ścienną) i plemnikotwórczą (generatywną właściwą). Pierwsza pozostaje przy komórkach przedroślowych, a druga, po dotarciu łagiewki do dojrzałej komórki jajowej, dzieli się na dwie komórki plemnikowe, z których jedna dokonuje zapłodnienia a druga degeneruje (obumiera)[1].

 

Okrytonasienne

 

U okrytonasiennych rozwój gametofitu męskiego w ziarnie pyłku jest jeszcze bardziej uproszczony. Komórka generatywna dzieli się na dwie komórki plemnikowe, które przez łagiewkę docierają do woreczka zalążkowego.

 

Funkcja i znaczenie w przyrodzie

Pyłek jako źródło pokarmu

 

Pyłek jest istotnym pokarmem wielu organizmów, jest m.in. niezbędnym składnikiem w pokarmie pszczołowatych (Apidae). Jest dla nich kluczowym źródłem białek, tłuszczów, soli mineralnych, hormonów wzrostu i witamin, w szczególności D i E. Jedna tylko rodzina pszczół w ciągu roku zużywa do własnych celów ok. 30 kg pyłków[5].

 

Znaczenie dla człowieka

 

  • Pyłek może u osób uczulonych powodować alergię (pyłkowicę). Ziarna pyłku roślin pokryte są białkami mogącymi wywoływać reakcje uczuleniowe. Badaniem chorób wywoływanych przez pyłek roślin zajmuje się jatropalinologia (palinologia medyczna).
  • W apiterapii pyłek zebrany i częściowo przetworzony przez pszczoły jest wykorzystywany jako zdrowy dodatek do żywności, bogaty w białko i witaminę B1. Jest stosowany jako środek pomocniczy do łagodzenia objawów kataru siennego, zaburzeń w trawieniu, wypadaniu włosów i do poprawy kondycji fizycznej sportowców.
  • W taksonomii roślin charakterystyczne cechy budowy pyłku (mikromorfologiczne), w tym także analizowane za pomocą mikroskopów elektronowych, odgrywają istotną rolę w klasyfikowaniu roślin. Oznaczanie roślin za pomocą analizy budowy ziarn pyłku jest istotne zwłaszcza w przypadku gatunków morfologicznie podobnych – np. z rodzaju rzęśl (Callitriche)[6].
  • Ze względu na odporność ziarn pyłku oraz ich charakterystyczną dla poszczególnych taksonów morfologię i rozmiary są one wykorzystywane w tzw. analizie pyłkowej. Polega ona na ilościowym i jakościowym badania składu ziarn pyłku w określonych warstwach geologicznych. Pozwala to na śledzenie zmian dawnej szaty roślinnej pod wpływem np. klimatu lub działalności człowieka, kształtowania się zasięgów roślin i ewolucję roślin[4].

 

Przypisy

 

  1. ↑ 1,0 1,1 Alicja Szweykowska, Jerzy Szweykowski: Botanika Morfologia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2006. ISBN 83-01-13946-3.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Zbigniew Podbielkowski: Rozmnażanie się roślin. Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1982, s. 235. ISBN 83-02-01456-7.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 A.J. Lack, D.E. Evans: Biologia roślin. Krótkie wykłady. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005. ISBN 83-01-14006-2.
  4. ↑ 4,0 4,1 Wanda Karpowicz: Z ewolucji roślin. Warszawa: Państwowe Zakłady Wydawnictw Szkolnych, 1972, s. 12-13.
  5. ↑ Mieczysław Lipiński: Pożytki pszczele. Warszawa: PWRiL, 2010, s. 81-83. ISBN 978-83-09-99024-6.
  6. ↑ Clive A. Stace: Taksonomia roślin i biosystematyka. Warszawa: Wydawnictwa Naukowe PWN, 1993, s. 105-108. ISBN 83-01-11251-4.