Fra celle til ung spire

I likhet med dyr starter plantene livet som én enkelt celle – en befruktet eggcelle (zygote). Gjennom celledeling og celledifferensiering vokser zygoten og utvikler seg til ulike celletyper, vev og organer.

Først blir zygoten til et plantefoster som sitter godt beskyttet inne i et frø. Frøet vil etter hvert løsrive seg fra morplanten. Når miljøforholdene ligger til rette for det, vil frøet spire, vokse og utvikle seg til en selvstendig plante med rot, stengel og blader. I motsetning til dyr, der utviklingen hovedsakelig foregår på fosterstadiet, vokser og utvikler plantene seg hele livet.

Utviklingen til en plante avhenger av hvilken informasjon som ligger i arvestoffet, og hvilke gener som er aktive i ulike celler og til ulike tider. I tillegg påvirkes utviklingen av miljøfaktorer som lys, temperatur, fuktighet og vind.

Når eggcellen er befruktet, vil frøemnet utvikle seg til et frø. Fruktemnet vil utvikle seg til en moden frukt som beskytter frøet og bidrar til spredning. Hos frøplanter befruktes eggcellen av pollen, som inneholder plantenes sædceller.

Dobbel befruktning – fosterutvikling og opplagsnæring

Ved befruktning hos frøplanter trengs det en sædcelle for å befrukte eggcellen. I tillegg trengs det en sædcelle til å danne opplagsnæring (endosperm) i frøet. Dette er nødvendig næring for fosteret fram til planten er i stand til å produsere energi på egen hånd gjennom fotosyntesen. Kokos og kokosmelk er opplagsnæring i kokosnøtten, og popkorn er opplagsnæring hos mais.

Asymmetrisk celledeling definerer retning for rot og skudd

Etter befruktning deler zygoten seg i to ved mitose. Denne celledelingen er asymmetrisk. Det vil si at celleinnholdet fordeler seg ulikt mellom de to cellehalvdelene. Asymmetrisk celledeling gjør at de to nye cellene får ulike oppgaver selv om arvestoffet er identisk. Dette definerer retningen for den første roten og det første skuddet, som begynner å vokse i hver sin retning.

Når disse to cellene deler seg videre, vil den cellen som vender nedover, danne et anker som fester fosteret til morplanten. Den øverste cellen vil dele seg med større hastighet og gi opphav til selve plantefosteret. Tofrøbladede planter danner et hjerteformet foster, der hjertet etter hvert blir til de første bladene, frøblader. Mellom de to frøbladene sitter skuddmeristemet. I motsatt ende av fosteret, der ankeret er festet, dannes rotmeristemet. Fosteret har nå utviklet alle strukturene det trenger for å starte livet som en selvstendig plante.

I siste fase av utviklingen tørker frøet ut, fosterutviklingen stopper opp, og planten går i dvale, frøhvile. Et frø ligger i dvale helt til miljøfaktorene i omgivelsene gir klarsignal om at frøet kan begynne å spire. Noen frø er avhengige av at det harde frøskallet slites ned mekanisk, mens andre trenger en kuldeperiode før de begynner å spire. Her har ulike arter mange ulike tilpasninger.

Frøhvilen blir brutt når vann trenger inn gjennom frøskallet, og den lille planten fortsetter da utviklingen. Frøhvile er en gunstig tilpasning som gjør at frøene kan ligge og vente på bedre tider før de begynner å spire. De fleste frø trenger en kortere eller lengre periode med frøhvile før de spirer.

En spirende liten plante

Når plantefosteret bryter ut av frøskallet, starter spireprosessen. Organer som allerede er ferdig utviklet, vokser. Samtidig dannes det flere nye. Ved spiring prioriteres først lengdevekst gjennom røtter, stamme og frøblader, slik at planten kan starte energiproduksjon gjennom fotosyntesen og hente vann og næringssalter fra jorda. Etter hvert forankres planten med et større rotnettverk og flere blader.

OpenStax (2018). Plant Form and Physiology. Hentet 26. oktober 2021 fra https://openstax.org/books/biology-2e/pages/30-introduction

Reece, J.B. et al. (2011). Campbell Biology (9. utg.). Pearson.

Taiz, L. et al. (2015). Plant Physiology and Development (6. utg.). Sinauer Associates.