Stuifmeelbuis: definitie, groei en rol bij dubbele bevruchting
Ontdek wat een stuifmeelbuis is, hoe hij groeit en zijn cruciale rol bij dubbele bevruchting — van zaadvorming tot endospermproductie.
De stuifmeelbuis is de buis waardoor het sperma van het stuifmeel de eicel bereikt en de plant bevrucht om zaad te vormen. In eenvoudige woorden: het is het voortbewegings- en transportsysteem waarmee zaadcellen die zelf niet mobiel zijn, hun doel bereiken.
Ontwikkeling en groei van de stuifmeelbuis
De stuifmeelbuis van de meeste zaadplanten fungeert als doorgang. Het transporteert de zaadcellen van de stuifmeelkorrel, van de stigma (in bloeiende planten) naar de zaadknoppen aan de basis van de stamper. Nadat een stuifmeelkorrel op het stigma is aangekomen en heeft geactiveerd, ontkiemt hij: uit de korrel groeit één lange cellulaire buis die door weefsels heen naar de eicel groeit.
In bedektzadigen ontkiemt de stuifmeelbuis uit de stuifmeelkorrel en groeit de hele lengte door de stigma, stijl, eierstok en zaadknoppen om de eieren te bereiken. Bij maïs kan deze enkele cel langer dan 12 inches groeien om de lengte van de stamper te overbruggen (meer dan 30 cm). De groei van de buis gebeurt door gerichte tipgroei: vesikels smelten samen met het membraan aan het topje, waardoor het celoppervlak daar toeneemt, gestuurd door het actine-cytoskelet en lokale calcium-concentraties.
Cellulaire opbouw en transport
Een stuifmeelbuis bestaat uit één lange vegetatieve cel die de zaadcellen transporteert. Binnen de stuifmeelbuis zitten meestal twee zaadcellen (afkomstig van een generatieve cel die vóór of tijdens de groei deelt) die zelf geen bewegingsorganellen hebben en dus passief vervoerd worden. De buis is omgeven door een wand met veel callose-pluggen op regelmatige afstanden; deze plugs helpen het cytoplasma en de groeifronten te scheiden en ondersteunen de druk- en voedingsvoorziening tijdens de lange groei.
Begeleiding, herkenning en ontvangst
De richting van groei wordt niet willekeurig bepaald: vrouwelijke weefsels en cellen geven chemische signalen af (peptiden en andere attractoren, in sommige planten bekend als LURE-peptiden) die de stuifmeelbuis lokken naar de gesloten ruimte waar de eicel zich bevindt. Het contact met de vrouwelijke gametofyt en de gespecialiseerde cellen rond de eicel (zoals de synergiden) zorgt voor herkenning en voor het stoppen van de groei en het openbarsten van de buis. Dit proces omvat complexe cel-celcommunicatie, ionenfluxen (vooral Ca2+) en eiwitreceptoren in het stuifmeel.
Dubbele bevruchting
Als het uiteinde van de buis een eicel bereikt, barst hij en laat hij twee zaadcellen los, wat leidt tot een dubbele bevruchting. Eén zaadcel verenigt zich met de eicel om het embryo van een nieuwe plant te produceren, terwijl een tweede zaadcel zich met de centrale cel (de poolkernen) verenigt om het endosperm van het zaad te produceren. Het endosperm is rijk aan zetmeel, eiwitten en oliën en is een belangrijke bron van menselijk voedsel (bijv. tarwe, gerst, rogge, haver, maïs).
Verschillen tussen plantengroepen
Niet alle zaadplanten gebruiken precies dezelfde methode. Net als varens, andere grondplanten en veel algen hebben sommige gymnospermen flagellate zaadcellen, die door een waterige vloeistof zwemmen om de eicellen te bevruchten. Bij veel gymnospermen is er dus geen langdurige stuifmeelbuis zoals bij angiospermen; bij andere gymnospermen ontwikkelt zich echter wel een stuifmeelbuis, maar de details kunnen verschillen.
Factoren die de stuifmeelbuisgroei beïnvloeden en landbouwkundige relevantie
- Omgevingsfactoren: temperatuur, luchtvochtigheid en vervuiling kunnen de ontkieming en groeisnelheid van de stuifmeelbuis beïnvloeden.
- Genetische compatibiliteit: bij zelf-incompatibiliteit herkennen vrouwelijke weefsels eigen pollen en remmen ze soms de buisgroei om zelfbestuiving te voorkomen, wat belangrijk is voor kruisingen en veredeling.
- Praktische gevolgen: succesvolle stuifmeelbuisgroei is cruciaal voor gewasopbrengst en zaadvorming; ongunstige omstandigheden of ziekten die dit proces verstoren, kunnen opbrengstverliezen veroorzaken.
Samengevat speelt de stuifmeelbuis een centrale rol in de voortplanting van zaadplanten: hij zorgt voor het gerichte transport van niet-beweeglijke zaadcellen, coördineert communicatie tussen mannelijke en vrouwelijke delen en stelt planten in staat via dubbele bevruchting zowel embryo als voedend endosperm te vormen.
Stuifmeelbuizen die groeien uit stuifmeelkorrels (gezien onder een microscoop)
Diagram met de belangrijkste onderdelen van een rijpe bloem
Vragen en antwoorden
V: Wat is een pollenbuis?
A: Een stuifmeelbuis is een doorgang die zaadcellen van de stuifmeelkorrel naar de eicellen aan de basis van de stamper in zaadplanten transporteert.
V: Hoe vindt de bevruchting plaats bij bedektzadigen?
A: Bij bedektzadigen ontkiemt de stuifmeelbuis uit de stuifmeelkorrel en groeit door de stempel, stijl, eierstok en zaadknoppen om de eicellen te bereiken. Als hij een ei bereikt, barst hij en komen er twee zaadcellen vrij, wat leidt tot een dubbele bevruchting. Eén zaadcel verenigt zich met de eicel om een embryo te produceren, terwijl een tweede zaadcel zich verenigt met de centrale cel (poolkern) om endosperm te produceren.
V: Welke soorten organismen hebben flagellate spermatozoïden?
A: Vlagvormige zaadcellen komen voor in varens, andere basale landplanten, veel algen en sommige gymnospermen.
V: Hoe bevruchten flagellulaire zaadcellen eieren?
A: Flagellate spermatozoïden zwemmen door een waterige vloeistof om eicellen te bevruchten.
V: Wat is endosperm?
A: Endosperm ontstaat wanneer een van de twee vrijgekomen zaadcellen zich verenigt met polaire kernen tijdens een dubbele bevruchting. Het bevat zetmeel, eiwitten en oliën en dient als belangrijkste bron van menselijk voedsel, zoals tarwe, gerst, rogge, haver of maïs.
V: Hoe lang kan een enkele cel in een maïsplant groeien?
A: In de maïsplant kan een enkele cel langer groeien dan 12 centimeter om de lengte van de stamper te doorkruisen.
Zoek in de encyclopedie