BSc Botany Life Cycle Of Pinus Notes
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प्रश्न 8 – पाइनस के जीवन–चक्र की पीढ़ी एकान्तरण दर्शाते हुए चित्र बनाइए।
उत्तर–
पाइनस का जीवन–चक्र (Life-Cycle of Pinus)
पिनस का वयस्क पौधा जीवन चक्र के स्पोरोफाइटिक चरण का प्रतिनिधित्व करता है। पीनस के स्पोरोफाइटिक पौधे का शरीर बीजाणुओं द्वारा यौन प्रजनन करता है और गैमेटोफाइटिक चरण से गुजरने के बाद फिर से स्पोरोफाइटिक पौधे को पुन: पेश करता है। पीनस प्लांट पीढ़ी का विकल्प दिखाता है।
स्पोरोफाइटिक चरण:
पिनस के स्पोरोफाइट पौधे ज्यादातर मोइकोसियस होते हैं यानी नर और मादा शंकु एक ही पौधे में पाए जाते हैं। प्लांट पीनस एक विशेष बीजाणुओं द्वारा प्रजनन करता है जो विशेष संरचनाओं पर पैदा होने वाले स्पोरैंगिया में पैदा होते हैं, स्पोरोफिल और स्पोरोफिल शंकु में एक साथ होते हैं। नर और मादा शंकु अलग होते हैं लेकिन एक ही पौधे पर उत्पन्न होते हैं।
नर शंकु: नर शंकु लंबी शाखाओं के छोरों के पास क्लस्टर्स में होता है जैसे लंबी शाखाओं पर स्केल पत्तियों के अक्षों में लघु शाखाएं उत्पन्न होती हैं। प्रत्येक नर शंकु 60 से 100 सर्पिल रूप से व्यवस्थित माइक्रोस्पोरोफिल या पुंकेसर के साथ एक इंच लंबी सरल अंडाकार संरचना है। वे केंद्रीय अक्ष से उठते हैं और क्षैतिज रूप से बाहर निकलते हैं।
प्रत्येक माइक्रोस्पोरोफिल (स्टैमेन) में एक छोटा डंठल होता है और क्षैतिज भाग की सतह पर भाग की तरह लंबे समय तक विस्तारित पैमाने पर दो माइक्रोस्पोरंगिया या पराग थैली होते हैं। स्पोरैंगिया के अंदर बड़ी संख्या में माइक्रोस्पोर मदर सेल्स मौजूद होते हैं जो डिविजन को कम करते हैं और हैप्लोइड माइक्रोस्पोर्स या पराग कणों का उत्पादन करते हैं।
महिला शंकु या अंडाकार स्ट्रोबिल्स:
मादा शंकु को बाद में स्केल पत्तियों के axxils में विकसित किया जाता है। वे आम तौर पर नर शंकु से अलग-अलग शाखाओं के अंकुरों और विभिन्न शाखाओं पर शूट किए जाते हैं। महिला शंकु बहुत बड़ी, लकड़ी की, सूखी और कठोर संरचनाएं हैं। प्रत्येक महिला शंकु में केंद्रीय अक्ष होता है, जो मेगास्पोरोफिल से जुड़े होते हैं।
इसकी ऊपरी सतह पर प्रत्येक मेगास्पोरफिल में दो अंडाणु होते हैं। प्रत्येक मेगास्पोरोफिल में एक बाहरी छोटा खंड और एक बड़ा अंडाकार स्केल होता है। Bract स्केल सीधे bract स्केल से उठता है। अंडाशय कोशिकाओं के एक समूह के रूप में उठता है जो ऊतक के गोल कूबड़ का निर्माण करता है जिसे न्युकेलस (मेगास्पोरगनम) कहा जाता है। न्युसेलस के आधार से एक अंतिम पूर्णांक बढ़ता है जो न्युकेलस को पूरी तरह से संलग्न नहीं करता है, लेकिन एक उद्घाटन माइक्रोपाइल छोड़ देता है जो न्युक्लस के बाहरी छोर की ओर जाता है। मेगास्पोर माँ कोशिका गुणसूत्रों के अगुणित (x) संख्या के साथ प्रत्येक पंक्ति में व्यवस्थित चार मेगास्पोर्स पैदा करने वाले विभाजन में कमी करती है।
गैमेटोफाइटिक चरण:
बीजाणु जीवन चक्र के गैमेटोफाइटिक चरण के रूप में इकाइयां हैं। पीनस स्पर्स में दो प्रकार के माइक्रोस्पोर और मेगास्पोर होते हैं जो अंकुरण पर नर और मादा गैमेटोफाइट को जन्म देते हैं।
नर गैमेटोफाइट: माइक्रोस्पोर नर गैमेटोफाइट की इकाई है। प्रत्येक माइक्रोस्पोर या पराग अनाज एक एककोशिकीय शरीर है जो दो स्तरित कोट के साथ कवर किया जाता है। बाहरी परत मोटी और भारी रूप से कटिबद्ध होती है, जबकि आंतरिक परत बहुत पतली होती है। एक्साइन दोनों तरफ दो गुब्बारे के आकार का पंख बनाता है। पिनस पवन प्रदूषित है और पंख उनकी संरचनाओं की उछाल से जुड़ते हैं।
माइक्रोस्पोर से नर गैमेटोफाइट का विकास शुरू होता है जबकि बाद में (मैक्रोस्पोर) अभी भी माइक्रोस्पोरियम के भीतर है। माइक्रोस्पोर छोटे प्रोटालियल सेल और बहुत बड़े एपिकल सेल में विभाजित होता है। एपिकल सेल आगे चलकर दूसरी प्रोटैहेलियल सेल और एथेरिडियल सेल बनाती है, जो एक छोटी जेनरेटर सेल और एक बड़ी ट्यूब सेल में विभाजित होती है।
यह चार सेल स्टेज (एक जेनरेटिव सेल) और दो प्रोटेहेलियल सेल है, जो कि आंशिक रूप से विकसित नर गैमेटोफाइट को माइक्रोस्पोरियम से बहाया जाता है। अब इन चार कोशिका वाले नर गैमेटोफाइट्स को हवा द्वारा ले जाया जाता है और ओव्यूले के पराग कक्ष में पहुंचने के बाद आगे विकास होता है।
चार पुरुष गैमेटोफाइट कहा जाता है का निर्वासन अब टूट जाता है और आंत पराग नलिका बन जाता है जिसमें ट्यूब नाभिक गुजरता है। पराग ट्यूब नलिका के ऊतकों में प्रवेश करती है और धीरे-धीरे बढ़ती है। दूसरे वर्ष में जेनेरिक सेल डंठल सेल और बॉडी सेल में विभाजित हो जाता है। अब बॉडी सेल ट्यूब द्वारा माइग्रेट करता है और बॉडी सेल का नाभिक दो पुरुष युग्मक या सेल बनाता है, प्रत्येक का न्यूक्लियस साइटोप्लास्मिक शीथ से घिरा होता है। नर युग्मक गैर-ध्वजांकित होते हैं अर्थात् गैर-प्रेरक। पराग ट्यूब, न्युकेलस को छेदती है और आर्कगोनिया तक पहुंच जाती है, जो कि महिला प्रोटॉलस पर विकसित होती हैं।
महिला गैमेटोफाइट:
मेगास्पोर मादा गैमेटोफाइट की पहली कोशिका है। टेट्राड से एक मेगास्पोर कार्यात्मक हो जाता है और तीन विघटित हो जाता है। कार्यात्मक मेगास्पोर आकार में बढ़ जाता है और इसके नाभिक मुक्त परमाणु विभाजन की एक श्रृंखला से गुजरते हैं और एक वौल दिखाई देते हैं। अब दीवार का निर्माण परिधि से शुरू होता है और केंद्र की ओर बढ़ता है। इस प्रकार एक केंद्रीय रिक्तिका के बिना एक सेलुलर महिला गैमेटोफाइट बनता है और इसे एंडोस्पर्म भी कहा जाता है।
आर्कगोनिया माइक्रोप्रिलर की ओर बनता है और पीनस में 2 से 5 हो सकता है। मादा प्रोटोहल या एंडोस्पर्म टिशू से कोई भी ell archegonium प्रारंभिक सेल के रूप में कार्य करता है जो कि एक प्राथमिक आवरण सेल और केंद्रीय सेल में Periclimical दीवार द्वारा विस्तार और विभाजन करता है। प्राथमिक कवर सेल चार कोशिकाओं में विभाजित होता है और फिर अनुप्रस्थ विभाजन द्वारा 8 कोशिका गर्दन, जिनमें से प्रत्येक चार कोशिकाओं के दो स्तरों में व्यवस्थित होते हैं। केंद्रीय कोशिका आकार में बढ़ जाती है और उदर नलिका कोशिका में विभाजित हो जाती है
Adult plant of Pinus represents sporophytic phase of life cycle. Sporophytic plant body of Pinus reproduces sexually by spores and after passing from gametophytic phase again reproduces sporophytic plant. Pinus plant shows alternation of generation.
Sporpophytic phase:
The sporophyte plants of Pinus are mostly mocoecious i.e. male and female cones are found in the same plant. Plant Pinus reproduces by aexual spores which are produced in Sporangia borne on specialized structures, the sporophylls and the sporophylls together into the cones. Male and female cones are separate but produced on the same plant.
Male cone: Male cone occurs in clsters near the ends of long branches like the short branches are produced in the axils of the scale leaves on long branches. Each male cone is simple ovoid structure about one inch long with 60 to 100 spirally arranged microsporophylls or stamens. They arise from the central axis and pass out horizontally.
Each microsporophyll (stamen) has a short stalk and much longer expanded scale like part on the under surface of horizontal part are borne two microsporangia or pollen sacs. Inside the sporangia large number of microspore mother cells is present which undergo reduction division and produce haploid microspores or pollen grains.
Female cone or Ovulate strobiuls:
Female cones are developed laterally in the axxils of scale leaves. They are usually produced in clusters in place of shoots of unlimited growth and on different branches from the male cones. Female cones are much bigger, woody, dry and hard structures. Each female cone has central axis to which are attached megasporophylls.
Each meagsporphyll on its upper surface have two ovules. Each megasporophyll has an outer small bract scale and a large ovulifervous scale. Bract scale arises directly from the bract scale. The ovule arises as a group of cells which form rounded hump of tissue termed the nucellus (megasporganum). From the base of nucellus an endosing integument grows up which does not enclose nucellus completely but leaves an opening the micropyle which leads to the outer end of nucellus. Megaspore mother cell undergoes reduction division producing four megaspores arranged in a row each with haploid (x) number of chromosomes.
Gametophytic Phase:
Spores are the units as gametophytic phase of life cycle. In pinus spors are of two types microspores and megaspores which on germination give rise to male and female gametophyte.
Male gametophyte: Microspore is the unit of male gametophyte. Each microspore or pollen grain is a unicellular body covered with two layered coat. Outer layer the exine is thick and heavily cuticularized while inner layer the intine is very thin. The exine forms two balloon shaped wings on either side. Pinus is wind pollinated and the wings add to the buoyancy of their structures.
Development of male gametophyte from microspore begins while the later (mcrospore) is still within the microsporangium. Microspore divides into small Prothallial cell and much large apical cell. Apical cell further divides to form second Prothallial cell and antheridial cell which divides in a small generative cell and a large tube cell.
It is four celled stage (one generative cell) and two Prothallial cell, that the partially developed male gametophyte is shed from the microsporangium. Now these four celled male gametophytes are carried by wind and after reaching in the pollen chamber of ovule further development takes place.
The exine of four called male gametophyte now ruptures and intine grows out to form pollen tube into which tube nucleus passes. Pollen tube penetrates into the nucellar tissue and grows slowly. In second year generative cell divides into stalk cell and body cell. Now body cell migrates by tube and the nucleus of body cell dividies to form two male gametes or cell, each has its nucleus surrounded by cytoplasmic sheath. Male gametes are non flagellated i.e. non motile. Pollen tube pierces the nucellus and reaches the archegonia, which are developed on female prothallus.
Female gametophyte:
The megaspore is the first cell of female gametophyte. One megaspore from tetrad becomes functional and rest three disintegrate. Functional megaspore increases in size and its nucleus undergoes a series of free nuclear division and a vauole appears. Now wall formation begins from periphery and proceeds towards the centre. Thus a cellular female gametophyte without a central vacuole is formed and is also called endosperm.
Archegonia are formed towards micropylar side and may be 2 to 5 in Pinus. Any ell from female prothallus or endosperm tissue functions as archegonium initial cell which enlarges and divides by Periclimical wall into a primary cover cell and central cell. Primary cover cell divides into four cells and then by transverse division to form 8 celled neck, cels of which are arranged in two tiers of four cells each. The central cell enlarges in size and divides into ventral canal cell and a large egg cell. There are no neck canal cells. Thus archegonium of Pinus consists of large venter and a short neck. Around archegonium is a nutritive jacket.
Pollination:
In Pinus Pollen grains (microspores) transfer by wind in May and June. Male cones are borne in clusters and there is large number of microsporangia in each cone bearing many microspores. In day time Pollination of pine-forests are full of dusty pollen grains.
In four celled stage (two prothallial cells, one generative cell and one tube cell) the pollen grain is shed. A drop of nucilage substance secreted by upper part of nucellus at the apex of ovule and the pollen grain is caught in this pollination drop. After pollination scales of female cone bend downwards so that the cone hangs vertically. During internal various changes in the pollen grains and ovule takes place. Male cone after pollination dry up and fall.
Fertilization:
The pollen tube formed in the pollen chamber of ovule from the microspore becomes active and after piercing through the nucellus reaches the neck of archegonium. Tip of pollen tube now contains two male gametes and the tube and stalk nuclei. Pollen tube come in contact with archegonium and the tip ruptures discharging the contents into the egg. One of the amel gamete approaches the egg nucleus and unites to form oospore or zygote. Second male gamete alon with the stalk and tube nuclei disintegrate.
Fertilization takes place in June and July. More than one pollen tube may develop in association with a single ovule and more than one archegonium may be fertilized.
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