个体发育(ontogeny)(individual development)是指多细胞生物体从受精卵开始,经过细胞分裂、组织分化、器官形成,直到性成熟等过程。
对于进行有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。
从受精卵形成胚胎,而后胚胎生长发育成个体的过程称为个体发育。从生长、发育、成熟到形成下代的卵细胞或精子,直至个体逐渐衰老死亡,构成个体发育史。从形态上看,个体发育过程经历生长、分化和形态发生。
被子植物的个体发育过程可以大致分为种子的形成和萌发、植株的生长和发育等阶段。 图1 个体发育
被子植物的双受精完成以后,一般说来,花被和雄蕊首先凋谢,柱头和花柱也随着萎缩,只有子房继续生长发育。在子房的胚珠里面,受精卵逐渐发育成胚,受精的极核逐渐发育成胚乳。
不同植物的胚,发育的过程大体相同,下面以荠菜为例来说明。荠菜的受精卵经过短暂的休眠以后,就开始进行有丝分裂。在第一次分裂形成的两个细胞中,靠近珠孔的一个叫做基细胞,另一个叫做顶细胞。顶细胞经过多次分裂,形成球状胚体。基细胞经过几次分裂,形成一列细胞,构成胚柄。胚柄可以从周围组织中吸收并运送营养物质,供球状胚体发育。研究表明,胚柄还能产生一些激素类的物质,促进胚体的发育。在胚体发育完成后,胚柄就退化消失了。
由于球状胚体顶端两侧的细胞分裂速度比较快,就形成了两个突起,这两个突 起逐渐发育成两片子叶。两片子叶之间的一些细胞发育成胚芽,胚体基部的一些细胞发育成胚根,而胚芽与胚根之间的细胞则形成胚轴。这样,子叶、胚芽、胚轴和胚根就构成了荠菜的胚(如图1)。
受精的极核不经过休眠,就开始进行有丝分裂,经过多次分裂形成大量的胚乳细胞。这些胚乳细胞构成了胚乳。
多数双子叶植物在胚和胚乳发育的过程中,胚乳逐渐被胚吸收,营养物质储存在子叶里,这样就形成了无胚乳种子,如大豆、花生和黄瓜等。多数单子叶植物在胚和胚乳发育的过程中,胚乳不被胚吸收,这样就形成了有胚乳的种子,如小麦和玉米等。
在胚和胚乳发育的同时,珠被发育成种皮。这样,整个胚珠就发育成种子。与此同时,子房壁发育成果皮,整个子房就发育成果 实。
果实和种子成熟以后,便从母体上脱落下来。如果遇到合适的环境条件,种子就会萌发并长成幼苗(有些植物的种子需要经过一段时间的休眠才能萌发)。
幼苗经过一段时间的生长,成为一株具有根、茎、叶三种营养器官的植株。植株生长发育到一定阶段,就开始形成花芽,接下来便是开花、结果。花芽的形成,标志着生殖生长的开始。对于一年生植物和二年生植物来说,在植株长出生殖器官以后,营养生长就逐渐减慢甚至停止。对于多年生植物来说,当它们达到开花年龄以后,每年营养器官和生殖器官仍然生长发育。其中营养器官的生长发育包括:根和茎顶端分生组织的活动,使茎不断长高,根不断伸长。与此同时,由于茎和根的形成层的活动,使茎和根不断长粗。这样,多年生植物就逐年长大。