精子

概述

精子 Sperm（Plant）藻菌植物、苔蘚植物、蕨類植物以及裸子植物中的蘇鐵目和銀杏目,都具有鞭毛而能游動(dòng)的精子；但裸子植物中的松杉目和買麻藤目以及全部被子植物,精子都不具鞭毛.

外部形態(tài)

精子形態(tài)因植物種類而異,有雙鞭毛精子、多鞭毛精子和無(wú)鞭毛精子等.原始陸生植物苔蘚和低等維管植物石松與卷柏一般為雙鞭毛游動(dòng)精子；水韭、木賊、真蕨和裸子植物中的蘇鐵和銀杏則為多鞭毛游動(dòng)精子.每個(gè)精子有 100根以上的鞭毛,而蘇鐵目澤米屬的一個(gè)游動(dòng)精子約有1～1.2萬(wàn)根鞭毛.蘇鐵和銀杏的精子形似陀螺,遠(yuǎn)極端呈螺旋帶狀,大量鞭毛叢生于螺旋帶上.螺旋帶的輪數(shù)有所不同:澤米屬6輪,蘇鐵屬5輪,銀杏屬3輪.裸子植物的松柏目及買麻藤目和被子植物的精子不具鞭毛.在維管植物中,體積最大的精子是蘇鐵類（澤米屬)植物的一種（Zamia chigua),其直徑約400微米.

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

各種植物類群的精子內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異很大.低等植物的游動(dòng)精子,在結(jié)構(gòu)和發(fā)育上類似于動(dòng)物精子.如麗藻精子具兩條鞭毛,鞭毛長(zhǎng)在細(xì)胞的前端,并向后部延伸.

整個(gè)游動(dòng)精子可以分為3個(gè)區(qū):

①細(xì)胞的前端約占 1/4,包括一團(tuán)線粒體；②在中部有一較長(zhǎng)的核,約占細(xì)胞的1/2；

③末端也占1/4,包含一團(tuán)質(zhì)體.在精子超微結(jié)構(gòu)的研究中,多鞭毛的澤米精子是比較詳細(xì)研究過(guò)的一個(gè)例子.它的整個(gè)細(xì)胞體積大部為核所占據(jù),薄層細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞的周緣為質(zhì)膜束縛.從縱切面看,精子螺旋帶呈梯狀.精子前部頂端有一電子致密的帽狀物質(zhì).細(xì)胞質(zhì)中有線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器.中國(guó)科學(xué)家朱澄等從小麥的成熟花粉粒中,觀察到具尾部結(jié)構(gòu)的精細(xì)胞.它的一端是鈍的頭部,主要為長(zhǎng)橢圓形的細(xì)胞核所占據(jù)；另一端是細(xì)胞質(zhì)延伸的尾部,末端漸尖,約占細(xì)胞長(zhǎng)度的2/3（圖3c).精子細(xì)胞質(zhì)中除含有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基器、核糖體、小液泡和退化的質(zhì)體外,還具有微管以及與細(xì)胞縱軸相平行的大量纖絲狀結(jié)構(gòu).線粒體集中在尾部細(xì)胞質(zhì)中.

運(yùn)動(dòng)

具鞭毛的精子可以游動(dòng),游動(dòng)精子釋放后,在22～25℃下可活動(dòng)1小時(shí)左右.一旦精子到達(dá)卵細(xì)胞,具鞭毛的帶狀結(jié)構(gòu)便自行脫落,然后精細(xì)胞核直接與卵接觸.至于不具鞭毛的精子是否能夠自主運(yùn)動(dòng),還有不同的看法.

發(fā)生過(guò)程

各種植物的精子器或雄配子體產(chǎn)生的精子數(shù)目有很大差異:水韭的一個(gè)精子器可產(chǎn)生 4個(gè)精子,卷柏128～256個(gè),瓶爾小草（厚囊蕨類）幾千個(gè),里白（薄囊蕨類）幾百個(gè)；種子植物的雄配子體一般只產(chǎn)生兩個(gè)精子.

演化趨勢(shì)

總的趨勢(shì)是由具鞭毛的游動(dòng)精子,逐漸簡(jiǎn)化成不具鞭毛的精細(xì)胞.精子的活動(dòng)方式也由靠鞭毛游動(dòng)到借花粉管輸送精子.如低等維管植物的受精作用,必須在具備一定水分的條件下進(jìn)行.這在一定程度上反映了藻類植物的水生習(xí)性.而蘇鐵和銀杏精子,雖然保持藻類和低等維管植物具鞭毛的特點(diǎn),但精子已過(guò)渡到借助花粉管輸送.到了裸子植物的松杉類和被子植物,精子的移動(dòng)則擺脫了水分條件的限制,完全靠花粉管輸送.

之后,細(xì)胞質(zhì)都不完全分開,細(xì)胞之間有間橋相連,形似合胞體.這可能有利于細(xì)胞之間維持嚴(yán)格的同步性,有利于同時(shí)產(chǎn)生大量的精子.