Pyłek kwiatowy - Polski Serwis Naukowy

Zapoznaj się również z: pyłek (wzorzec projektowy).

Ziarna pyłku różnych roślin w powiększeniu mikroskopem elektronowym

Pyłek na kwiecie malwy różowej

Podczas pylenia sosny w Europie Środkowej można w wielu miejscach obserwować żółty osad pyłku

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.

Gametofit (z gr. gaméō – zawieram małżeństwo, phytón – roślina) – haploidalne stadium przemiany pokoleń roślin i protistów roślinopodobnych. W dawniejszych ujęciach gametofitem nazywano również analogiczne stadium u grzybów. Nazwę zawdzięcza temu, że daje początek gametom roślinnym w wyniku podziału mitotycznego. Sam gametofit powstaje w wyniku podziału mejotycznego wyspecjalizowanych komórek sporofitu nazywanych zarodnikotwórczymi (archesporami, komórkami sporogennymi lub merystem archesporialnym) i trwa do momentu fuzji gamet. Początkowo gametofity stanowią jednokomórkowe, haploidalne zarodniki. W wyniku kolejnych podziałów mitotycznych rozwijają się wielokomórkowe gametofity o różnej budowie w różnych grupach systematycznych roślin. Dojrzałe gametofity wytwarzają gametangia męskie (plemnie, anterydia), w których powstają plemniki i gametangia żeńskie (rodnie, archegonia) wytwarzające pojedyncze komórki jajowe. U większości roślin lądowych gametofit jest silnie zredukowany i całkowicie lub częściowo zależny od sporofitu ponieważ nie jest w stanie żyć bez dostarczanej do niego wody i substancji odżywczych. Wyjątek stanowią mszaki, u których pokolenie gametofitu dominuje nad sporofitem.

Witamina D (ATC: A 11 CC 05) – grupa rozpuszczalnych w tłuszczach steroidowych organicznych związków chemicznych, o wielu różnorodnych i ważnych funkcjach fizjologicznych, z których podstawową jest wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową oraz budowę kośćca. Pierwotnie nazwana była witaminą A - od łacińskiego słowa antyrachitic, ponieważ chroniła oraz leczyła krzywicę i osteoporozę.

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, 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.

Rośliny nasienne (Spermatophyta Britton & Brown, Anthophyta) - grupa (, obejmującej niemal wszystkie rośliny zarodnikowe określane dawniej mianem paprotników, z wyjątkiem wcześniej oddzielonej linii rozwojowej .

Pszczoła miodna (Apis mellifera L., syn. Apis mellifica L.) – gatunek z rodzaju pszczoła i rodziny pszczołowatych właściwych, obejmujące gatunki wytwarzające miód.

Ściana ziaren pyłku jest dwuwarstwowa. Wewnętrzna warstwa zwana jest intyną i zbudowana jest z celulozy. Warstwa zewnętrzna, zwana egzyną, przesycona jest sporopolleniną, nadającą ścianie twardość i trwałość, w tym odporność na gnicie. 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). W zewnętrznej ścianie znajduje się jedno lub dwa miejsca zwane aperturami, o cieńszej budowie (czasem zamknięte wieczkiem). 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. 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.

Pręcik (stamen) – męski organ płciowy w kwiecie, bardzo silnie zredukowany i zmieniony liść. Ponieważ każdy pylnik (theca) ma połączone po dwa woreczki pyłkowe pręcik okrytozalążkowych jest mikrosporofilem o 4 mikrosporangiach lub 2 synangiach dwusporangiowych. U roślin okrytonasiennych składa się z nitki pręcikowej (filamentum) i główki (anthera), która jest zróżnicowana na dwa pylniki (thecae) połączone płonnym łącznikiem (connectivum). W pylnikach znajdują się komory pyłkowe (archespor), wytwarzające ziarna pyłku kwiatowego lub pyłkowiny. Dojrzałe pylniki pękają, pyłek się wysypuje i zostaje on dalej przenoszony przez wiatr, owady, zwierzęta, a następnie osadza się na znamionach słupków innych kwiatów (następuje zapylenie). Istnieją także rośliny o kwiatach samopylnych. U roślin nagonasiennych pręciki stanowią jedyny element bezokwiatowego kwiatu męskiego.

Katar sienny – alergiczne zapalenie błony śluzowej nosa. Wskutek reakcji organizmu na alergen (głównie pyłki roślin) immunoglobuliny dróg oddechowych powodują uwalnianie przez mastocyty i bazofile histaminy drażniącej błonę śluzową nosa.

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.

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.

Intyna (endosporium) to wewnętrzna warstwa ściany komórkowej otaczającej ziarno pyłku u roślin okrytozalążkowych i nagozalążkowych. W przeciwieństwie do zewnętrznej, pokrytej kutikulą warstwy (egzyny), intyna jest cienka i zbudowana z celulozy. Pojawiająca się podczas kiełkowania ziarna pyłku łagiewka pyłkowa jest wypustką intyny.

Zapylenie – zjawisko występujące u roślin kwiatowych, polegające na przeniesieniu ziarna pyłku na znamię słupka. Kwiaty posiadają specjalne przystosowania do tego celu. Znamiona ich słupków są kleiste, a pyłek jest zwykle bardzo niewielkich rozmiarów.

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).

Alergia (popularnie stosowane synonimy uczulenie, nadwrażliwość) – patologiczna, jakościowo zmieniona odpowiedź tkanek na alergen, polegająca na reakcji immunologicznej związanej z powstaniem swoistych przeciwciał, które po związaniu z antygenem doprowadzają do uwolnienia różnych substancji – mediatorów stanu zapalnego. Może się objawiać łagodnie, jak w przypadku kataru czy łzawienia, aż po zagrażający życiu wstrząs anafilaktyczny i śmierć.

Wrzosowate (Ericaceae Juss.) – rodzina roślin krzewinkowych, krzewiastych lub drzew z rzędu wrzosowców (Ericales), licząca ok. 4000 gatunków skupionych w 126 rodzajach. Wrzosowate występują w Europie, Ameryce Północnej i Południowej, alpejskich piętrach tropikalnych Azji, Japonii, Kraju Przylądkowym (Afryka). We florze polskiej występuje jedynie kilkanaście gatunków.

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

Przenoszenie pyłku

Osobny artykuł: zapylanie.

Błonkówka Protandrena mexicanorum z obnóżami pełnymi pyłku

Obnóża z pyłkami zebranymi przez pszczoły

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, tłuszczy, 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.

Wiechlinowate (Poaceae (R. Br.) Barnh.), według starszego nazewnictwa trawy (Gramineae Juss.) – rodzina roślin należąca do rzędu wiechlinowców. Liczy ok. 11 tys. gatunków. Stanowi ona główny komponent roślinności stepowej, łąkowej i pastwiskowej. Należą do niej również ważne rośliny uprawne, w tym zboża. W Polsce występuje ponad 150 gatunków traw.

Pyłkowina - wytworzone w pręcikach kwiatu ziarna pyłku nie mające stanu sypkiego proszku, lecz sklejone w jeden pakiecik, który jest umieszczony w kwiacie rośliny tak, aby przykleił się do głowy lub tułowia owada (szczególnie muchówki) odwiedzającego kwiat. Pakiecik pyłkowiny przenoszony jest przez owada na następny kwiat, gdzie przykleja się z kolei do znamienia słupka. Charakterystyczny jest dla rodziny storczykowatych (Orchideaceae).

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).

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.

Zobacz też

Obnóże

Wikimedia Commons ma galerię ilustracji związaną z tematem:
Pyłek

Przypisy

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