શું આપણે નસીબદાર નથી કે વનસ્પતિઓ લિંગી રીતે પ્રજનન કરે છે? અસંખ્ય ફૂલો જેને આપણે નિહાળી આનંદ માણીએ છીએ, સુગંધો અને પરફ્યુમ જેના માટે આપણે મુગ્ધ થઈ જઈએ છીએ, ભરપૂર રંગો જે આપણને આકર્ષે છે, તે બધાં લિંગી પ્રજનનમાં સહાયરૂપ થવા માટે ત્યાં છે. ફૂલો માત્ર આપણા સ્વાર્થ માટે વપરાવા માટે જ અસ્તિત્વમાં નથી. બધી પુષ્પી વનસ્પતિઓ લિંગી પ્રજનન દર્શાવે છે. પુષ્પમંજરીઓ, ફૂલો અને પુષ્પીય ભાગોની રચનાઓની વિવિધતા પર એક નજર, લિંગી પ્રજનનના અંતિમ ઉત્પાદનો, ફળો અને બીજની રચના સુનિશ્ચિત કરવા માટેની આશ્ચર્યજનક રેંજનું અનુકૂલન દર્શાવે છે. આ અધ્યાયમાં, ચાલો પુષ્પી વનસ્પતિઓ (એન્જીઓસ્પર્મ્સ)માં લિંગી પ્રજનનની આકૃતિવિજ્ઞાન, રચના અને પ્રક્રિયાઓ સમજીએ.

2.1 ફૂલ - એન્જીઓસ્પર્મ્સનો એક મનમોહક અંગ

માનવજાતનો સમયાતીત કાળથી ફૂલો સાથે ઘનિષ્ઠ સંબંધ રહ્યો છે. ફૂલો સૌંદર્યાત્મક, શણગાર, સામાજિક, ધાર્મિક અને સાંસ્કૃતિક મૂલ્યની વસ્તુઓ છે - તેમનો ઉપયોગ હંમેશાં મહત્વપૂર્ણ માનવી લાગણીઓ જેવી કે પ્રેમ, સ્નેહ, ખુશી, દુઃખ, શોક વગેરે વ્યક્ત કરવા માટે પ્રતીકો તરીકે થતો આવ્યો છે. ઓછામાં ઓછા પાંચ શણગાર મૂલ્યના ફૂલોની યાદી બનાવો જે સામાન્ય રીતે ઘરો અને બગીચાઓમાં ઉગાડવામાં આવે છે. તમારા પરિવારમાં સામાજિક અને સાંસ્કૃતિક ઉજવણીઓમાં વપરાતા પાંચ વધુ ફૂલોના નામ શોધો. શું તમે ફ્લોરીકલ્ચર વિશે સાંભળ્યું છે - તે શું સૂચવે છે?

જીવવિજ્ઞાની માટે, ફૂલો આકૃતિવિજ્ઞાન અને ભ્રૂણવિજ્ઞાનની અદ્ભુત રચનાઓ અને લિંગી પ્રજનનનાં સ્થાનો છે. કક્ષા XI માં, તમે ફૂલના વિવિધ ભાગો વિશે વાંચ્યું છે. આકૃતિ 2.1 તમને એક લાક્ષણિક ફૂલના ભાગો યાદ કરાવવામાં મદદ કરશે. શું તમે ફૂલના તે બે ભાગોનું નામ આપી શકો છો જેમાં લિંગી પ્રજનનની બે સૌથી મહત્વપૂર્ણ એકમો વિકસિત થાય છે?

આકૃતિ 2.1 ફૂલના L.S.નું આકૃતિય નિરૂપણ

2.2 પૂર્વ-નિષેચન: રચનાઓ

વાસ્તવિક ફૂલ વનસ્પતિ પર દેખાય તેનાથી ઘણું પહેલાં, વનસ્પતિ ફૂલ આવવાનો નિર્ણય લેવાઈ ગયો હોય છે. અનેક હોર્મોનલ અને રચનાત્મક ફેરફારો શરૂ થાય છે જે પુષ્પીય પ્રાઈમોર્ડિયમના વિભેદન અને વધુ વિકાસ તરફ દોરી જાય છે. પુષ્પમંજરીઓ રચાય છે જે પુષ્પીય કળીઓ અને પછી ફૂલો ધરાવે છે. ફૂલમાં નર અને માદા પ્રજનન રચનાઓ, પુંકેસર અને જાયકેસર વિભેદિત અને વિકસિત થાય છે. તમે યાદ કરશો કે પુંકેસરમાં પરાગકેસરોની એક વલયનો સમાવેશ થાય છે જે નર પ્રજનન અંગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને જાયકેસર માદા પ્રજનન અંગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

2.2.1 પરાગકેસર, સૂક્ષ્મબીજાશય અને પરાગરજ

આકૃતિ 2.2a એક લાક્ષણિક પરાગકેસરના બે ભાગો દર્શાવે છે - લાંબી અને પાતળી ડાંડી જેને તંતુ કહેવાય છે, અને અંતિમ સામાન્ય રીતે દ્વિપલખી રચના જેને પરાગકોષ કહેવાય છે. તંતુનો નજીકનો છેડો પુષ્પાસન અથવા ફૂલના પાંખડી સાથે જોડાયેલો હોય છે. પરાગકેસરોની સંખ્યા અને લંબાઈ જુદી જુદી જાતિઓના ફૂલોમાં ચલ હોય છે. જો તમે દસ ફૂલોમાંથી (દરેક જુદી જાતિના) દરેકમાંથી એક પરાગકેસર એકત્રિત કરો અને તેમને સ્લાઈડ પર ગોઠવો, તો તમે પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા કદમાં વિશાળ વિવિધતાની કદર કરી શકશો. ડિસેક્ટિંગ માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ દરેક પરાગકેસરનું સૂક્ષ્મ અવલોકન અને સ્વચ્છ રેખાકૃતિઓ બનાવવાથી જુદા જુદા ફૂલોમાં પરાગકોષના આકાર અને જોડાણની રેંજ સ્પષ્ટ થશે.

આકૃતિ 2.2 (a) એક લાક્ષણિક પરાગકેસર; (b) પરાગકોષનો ત્રિ-પરિમાણીય કટ વિભાગ

એક લાક્ષણિક એન્જીઓસ્પર્મ પરાગકોષ દ્વિપલખી હોય છે જેમાં દરેક પલખી પાસે બે થીકા હોય છે, એટલે કે, તે દ્વિથીકી (આકૃતિ 2.2 b) હોય છે. ઘણી વાર એક લંબગોળ ખાંચ લંબાઈ સાથે થીકાને અલગ કરતી ચાલે છે. ચાલો પરાગકોષના આડછેડના વિભાગમાં વિવિધ પ્રકારના પેશીઓ અને તેમની વ્યવસ્થા સમજીએ (આકૃતિ 2.3 a). પરાગકોષની દ્વિપલખી પ્રકૃતિ પરાગકોષના આડછેડના વિભાગમાં ખૂબ જ સ્પષ્ટ હોય છે. પરાગકોષ એક ચાર બાજુ (ચતુષ્કોણ) રચના છે જેમાં ચાર સૂક્ષ્મબીજાશયો ખૂણાઓ પર સ્થિત હોય છે, દરેક પલખીમાં બે.

સૂક્ષ્મબીજાશયો વધુ વિકસિત થઈ પરાગકોષ બની જાય છે. તેઓ પરાગકોષની લંબાઈ સમગ્ર લંબાઈ સુધી લંબાય છે અને પરાગરજથી ભરેલા હોય છે.

સૂક્ષ્મબીજાશયની રચના: આડછેડના વિભાગમાં, એક લાક્ષણિક સૂક્ષ્મબીજાશય આઉટલાઈનમાં લગભગ ગોળાકાર દેખાય છે. તે સામાન્ય રીતે ચાર દીવાલ સ્તરો (આકૃતિ 2.3 b) દ્વારા ઘેરાયેલું હોય છે – બાહ્યત્વચા, એન્ડોથીસીયમ, મધ્યસ્તરો અને ટેપીટમ. બાહ્યના ત્રણ દીવાલ સ્તરો રક્ષણનું કાર્ય કરે છે અને પરાગરજ મુક્ત કરવા માટે પરાગકોષના વિકાસમાં મદદ કરે છે. અંદરનો દીવાલ સ્તર ટેપીટમ છે. તે વિકસિત થતી પરાગરજને પોષણ આપે છે. ટેપીટમના કોષો ગાઢ કોષરસ ધરાવે છે અને સામાન્ય રીતે એક કરતાં વધુ કેન્દ્રક ધરાવે છે. શું તમે વિચારી શકો છો કે ટેપીટલ કોષો દ્વિકેન્દ્રકી કેવી રીતે બની શકે?

જ્યારે પરાગકોષ યુવાન હોય છે, ત્યારે સ્પોરોજેનસ પેશી તરીકે ઓળખાતા સઘન રીતે ગોઠવાયેલા સજાતીય કોષોનો સમૂહ દરેક સૂક્ષ્મબીજાશયના કેન્દ્રમાં હોય છે.

સૂક્ષ્મબીજકરણ : જેમ જેમ પરાગકોષ વિકસિત થાય છે, સ્પોરોજેનસ પેશીના કોષો સૂક્ષ્મબીજક ચતુષ્કો બનાવવા માટે અર્ધસૂત્રીય વિભાજનથી પસાર થાય છે. ચતુષ્કના કોષોની પ્લોઇડી શું હશે?

આકૃતિ 2.3 (a) યુવાન પરાગકોષનો આડછેડ વિભાગ; (b) દીવાલ સ્તરો દર્શાવતા એક સૂક્ષ્મબીજાશયનું વિસ્તૃત દૃશ્ય; (c) એક પરિપક્વ વિકસિત પરાગકોષ

સ્પોરોજેનસ પેશીનો દરેક કોષ સૂક્ષ્મબીજક ચતુષ્ક ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. દરેક એક સંભવિત પરાગરજ અથવા સૂક્ષ્મબીજક માતૃકોષ છે. પરાગ માતૃકોષ (PMC) માંથી અર્ધસૂત્રીય વિભાજન દ્વારા સૂક્ષ્મબીજકોની રચનાની પ્રક્રિયાને સૂક્ષ્મબીજકરણ કહેવામાં આવે છે. સૂક્ષ્મબીજકો, જેમ રચાય છે, તે ચાર કોષોના સમૂહમાં ગોઠવાયેલા હોય છે – સૂક્ષ્મબીજક ચતુષ્ક (આકૃતિ 2.3 a). જેમ જેમ પરાગકોષ પરિપક્વ અને નિર્જલિત થાય છે, સૂક્ષ્મબીજકો એકબીજાથી અલગ થાય છે અને પરાગરજમાં વિકસિત થાય છે (આકૃતિ 2.3 b). દરેક સૂક્ષ્મબીજાશયની અંદર હજારો સૂક્ષ્મબીજકો અથવા પરાગરજ રચાય છે જે પરાગકોષના વિકાસ સાથે મુક્ત થાય છે (આકૃતિ 2.3 c).

પરાગરજ: પરાગરજ નર યુગ્મકોદભિદનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જો તમે હિબિસ્કસ અથવા અન્ય કોઈ ફૂલના ખુલ્લા પરાગકોષને સ્પર્શ કરો તો તમને તમારી આંગળીઓ પર પીળાશ પડતા પાવડરી પરાગરજનું નિક્ષેપણ મળશે. આ દાણાઓને કાચની સ્લાઈડ પર લેવાયેલા પાણીની એક બૂંદ પર છાંટો અને માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ નિરીક્ષણ કરો. તમે ખરેખર આર્કિટેક્ચરની વિવિધતાથી આશ્ચર્યચકિત થશો - કદ, આકાર, રંગો, ડિઝાઇન - જુદી જુદી જાતિઓની પરાગરજ પર જોવા મળે છે (આકૃતિ 2.4).

આકૃતિ 2.4 થોડીક પરાગરજની સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોગ્રાફ

પરાગરજ સામાન્ય રીતે ગોળાકાર હોય છે જે વ્યાસમાં લગભગ 25-50 માઇક્રોમીટર માપે છે. તેમાં એક પ્રમુખ બે-સ્તરી દીવાલ હોય છે. સખત બાહ્ય સ્તર જેને એક્ઝાઇન કહેવાય છે તે સ્પોરોપોલેનિનથી બનેલું છે જે જાણીતા સૌથી પ્રતિરોધક કાર્બનિક પદાર્થોમાંનો એક છે. તે ઉચ્ચ તાપમાન અને મજબૂત એસિડ અને ક્ષારનો સામનો કરી શકે છે. સ્પોરોપોલેનિનને વિઘટિત કરતું કોઈ ઉત્સેચક અત્યાર સુધી જાણીતું નથી. પરાગરજ એક્ઝાઇનમાં પ્રમુખ છિદ્રો હોય છે જેને અંકુર છિદ્રો કહેવામાં આવે છે જ્યાં સ્પોરોપોલેનિન ગેરહાજર હોય છે. પરાગરજ સ્પોરોપોલેનિનની હાજરીને કારણે જીવાશ્મ તરીકે સારી રીતે સંરક્ષિત રહે છે. એક્ઝાઇન પેટર્ન અને ડિઝાઇનની એક મનમોહક શ્રેણી પ્રદર્શિત કરે છે. તમે શા માટે વિચારો છો કે એક્ઝાઇન સખત હોવી જોઈએ? અંકુર છિદ્રનું કાર્ય શું છે? પરાગરજની અંદરની દીવાલને ઇન્ટાઇન કહેવામાં આવે છે. તે સેલ્યુલોઝ અને પેક્ટિનથી બનેલી એક પાતળી અને સતત સ્તર છે. પરાગરજનું કોષરસ પ્લાઝ્મા પટલ દ્વારા ઘેરાયેલું હોય છે. જ્યારે પરાગરજ પરિપક્વ હોય છે ત્યારે તેમાં બે કોષો હોય છે, વનસ્પતિ કોષ અને જનન કોષ (આકૃતિ 2.5b). વનસ્પતિ કોષ મોટો હોય છે, તેમાં પ્રચુર ખોરાક સંચય હોય છે અને એક મોટું અનિયમિત આકારનું કેન્દ્રક હોય છે. જનન કોષ નાનો હોય છે અને વનસ્પતિ કોષના કોષરસમાં તરે છે. તે ગાઢ કોષરસ અને કેન્દ્રક સાથે તકલી આકારનો હોય છે. 60 ટકાથી વધુ એન્જીઓસ્પર્મ્સમાં, પરાગરજ આ 2-કોષીય અવસ્થામાં છૂટી પડે છે. બાકીની જાતિઓમાં, પરાગરજ છૂટી પડે તે પહેલાં જનન કોષ સમવિભાજન દ્વારા વિભાજિત થઈ બે નર યુગ્મકો ઉત્પન્ન કરે છે (3-કોષીય અવસ્થા).

આકૃતિ 2.5 (a) પરાગરજ ચતુષ્કનું વિસ્તૃત દૃશ્ય; (b) સૂક્ષ્મબીજક પરાગરજમાં પરિપક્વ થવાની અવસ્થાઓ

ઘણી જાતિઓની પરાગરજ કેટલાક લોકોમાં ગંભીર એલર્જી અને શ્વાસનળીના રોગોનું કારણ બને છે જે ઘણી વાર ક્રોનિક શ્વસન વિકારો તરફ દોરી જાય છે - દમા, બ્રોન્કાઇટિસ, વગેરે. તે ઉલ્લેખ કરી શકાય છે કે પાર્થેનિયમ અથવા ગાજર ઘાસ જે આયાત કરેલા ઘઉં સાથે અશુદ્ધિ તરીકે ભારતમાં આવ્યું હતું, તે સર્વવ્યાપી બની ગયું છે અને પરાગ એલર્જીનું કારણ બને છે.

પરાગરજ પોષક તત્વોથી સમૃદ્ધ હોય છે. તાજેતરના વર્ષોમાં ખોરાક પૂરક તરીકે પરાગ ગોળીઓનો ઉપયોગ કરવાની ફેશન બની ગઈ છે. પશ્ચિમી દેશોમાં, ગોળીઓ અને સિરપના રૂપમાં પરાગ ઉત્પાદનોની મોટી સંખ્યા બજારમાં ઉપલબ્ધ છે. પરાગના સેવનથી એથ્લીટ્સ અને રેસ ઘોડાઓના પ્રદર્શનમાં વધારો થયો હોવાનો દાવો કરવામાં આવ્યો છે (આકૃતિ 2.6).

આકૃતિ 2.6 પરાગ ઉત્પાદનો

એકવાર છૂટી પડ્યા પછી, પરાગરજને જીવનક્ષમતા ગુમાવે તે પહેલાં સ્ત્રીકેસરના પરાગાસન પર ઉતરવું પડે છે જો તેમણે નિષેચન લાવવું હોય. તમે શું વિચારો છો કે પરાગરજ કેટલો સમય જીવનક્ષમતા જાળવી રાખે છે? જે સમયગાળા માટે પરાગરજ જીવનક્ષમ રહે છે તે ખૂબ ચલ હોય છે અને કેટલીક હદ સુધી પ્રવર્તમાન તાપમાન અને ભેજ પર આધારિત છે. ચોખા અને ઘઉં જેવા કેટલાક અનાજમાં, પરાગરજ તેમના મુક્ત થયાના 30 મિનિટની અંદર જીવનક્ષમતા ગુમાવે છે, અને રોઝેસી, લેગ્યુમિનોસી અને સોલેનેસીના કેટલાક સભ્યોમાં, તેઓ મહિનાઓ સુધી જીવનક્ષમતા જાળવી રાખે છે. તમે કૃત્રિમ ગર્ભાધાન માટે મનુષ્ય સહિત ઘણા પ્રાણીઓના વીર્ય/શુક્રાણુ સંગ્રહવા વિશે સાંભળ્યું હશે. પ્રવાહી નાઇટ્રોજન (-1960C) માં વર્ષો સુધી ઘણી જાતિઓની પરાગરજ સંગ્રહવાનું શક્ય છે. આવા સંગ્રહિત પરાગનો ઉપયોગ પરાગ બેંકો તરીકે, બીજ બેંકોની જેમ, પાક પ્રજનન કાર્યક્રમોમાં થઈ શકે છે.

2.2.2 સ્ત્રીકેસર, મેગાસ્પોરેન્જિયમ (બીજાંડ) અને ભ્રૂણકોષ

જાયકેસર ફૂલના માદા પ્રજનન ભાગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જાયકેસરમાં એક સ્ત્રીકેસર (મોનોકાર્પેલરી) હોઈ શકે છે અથવા એક કરતાં વધુ સ્ત્રીકેસર (મલ્ટિકાર્પેલરી) હોઈ શકે છે. જ્યારે એક કરતાં વધુ હોય, ત્યારે સ્ત્રીકેસર એકસાથે જોડાયેલા હોઈ શકે છે (સિન્કાર્પસ) (આકૃતિ 2.7b) અથવા મુક્ત હોઈ શકે છે (એપોકાર્પસ) (આકૃતિ 2.7c). દરેક સ્ત્રીકેસરમાં ત્રણ ભાગો હોય છે (આકૃતિ 2.7a), પરાગાસન, સ્ત્રીકંઠ અને અંડાશય. પરાગાસન પરાગરજ માટે લેન્ડિંગ પ્લેટફોર્મ તરીકે સેવા આપે છે. સ્ત્રીકંઠ એ પરાગાસનની નીચેનો લંબાયેલો પાતળો ભાગ છે. સ્ત્રીકેસરનો આધારીય ફુલેલો ભાગ અંડાશય છે. અંડાશયની અંદર અંડાશયીય ગુહા (લોક્યુલ) હોય છે. અંડાશયની દીવાલ અંદર પ્લેસેન્ટા સ્થિત હોય છે. કક્ષા XI માં તમે અભ્યાસ કરેલા પ્લેસેન્ટેશનની વ્યાખ્યા અને પ્રકારો યાદ કરો. પ્લેસેન્ટામાંથી ઉદ્ભવતા મેગાસ્પોરેન્જિયા છે, જેને સામાન્ય રીતે બીજાંડ કહેવામાં આવે છે. અંડાશયમાં બીજાંડની સંખ્યા એક (ઘઉં, ડાંગર, કેરી) થી ઘણા (પપૈયા, તરબૂચ, ઓર્કિડ) સુધી હોઈ શકે છે.

આકૃતિ 2.7 (a) હિબિસ્કસના વિચ્છેદિત ફૂલ સ્ત્રીકેસર દર્શાવે છે (અન્ય પુષ્પીય ભાગો દૂર કરવામાં આવ્યા છે); (b) પપાવરનું બહુકાર્પેલરી, સિન્કાર્પસ સ્ત્રીકેસર; (c) મિશેલિયાનું બહુકાર્પેલરી, એપોકાર્પસ જાયકેસર; (d) એક લાક્ષણિક એનાટ્રોપસ બીજાંડનું આકૃતિય દૃશ્ય

મેગાસ્પોરેન્જિયમ (બીજાંડ) : ચાલો એક લાક્ષણિક એન્જીઓસ્પર્મ બીજાંડની રચનાથી પરિચિત થઈએ (આકૃતિ 2.7d