Fertilization and Development
Fertilization and Development (निषेचन और विकास):-
Double Fertilization (द्वि निषेचन):-
> After entering one of the synergids, the pollen tube releases the two male gametes into the cytoplasm of the central cell. One of the male gametes moves towards the egg cell and fuses with its nucleus (syngamy). Thisforms the zygote (a diploid cell).
[परागनाल एक साइनर्जिड में प्रवेश करने के बाद दो नर युग्मकों को केंद्रीय कोशिका के कोशिकाद्रव्य में छोड़ देती है। एक नर युग्मक अंड कोशिका की ओर बढ़ता है और उसके केंद्रक से युग्मित हो जाता है (युग्मन)। इससे युग्मनज (एक द्विगुणित कोशिका) बनता है।]
> The other male gamete moves towards the two polar nuclei located in the central cell and fuses with them to produce a triploid primary endosperm nucleus (PEN). As this involves the fusion of three haploid nuclei it is called triple fusion.
[दूसरा नर युग्मक केंद्रीय कोशिका में स्थित दो ध्रुवीय केंद्रकों की ओर बढ़ता है और उनसे युग्मित होकर एक त्रिगुणित प्राथमिक भ्रूणपोष केंद्रक (PEN) बनाता है। चूंकि इसमें तीन अगुणित केंद्रकों का संलयन होता है, इसलिए इसे त्रिक संलयन कहते हैं।]
> Since 2 types of fusions (syngamy & triple fusion) take place in an embryo sac it is called double fertilisation. It is an event unique to flowering plants.
[चूंकि भ्रूण कोष में दो प्रकार के संलयन (युग्मन और त्रिगुणित संलयन) होते हैं, इसलिए इसे द्वि निषेचन कहते हैं। यह घटना केवल पुष्पीय पौधों में ही पाई जाती है।]
> The central cell after triple fusion becomes the primary endosperm cell (PEC) and develops into the endosperm while the zygote develops into an embryo.
[त्रिक संलयन के बाद केंद्रीय कोशिका प्राथमिक भ्रूणपोष कोशिका (PEC) बन जाती है और भ्रूणपोष में विकसित हो जाती है, जबकि युग्मनज भ्रूण में विकसित हो जाता है।]
Post-fertilization events (पश्च निषेचन क्रियाएँ):-
Endosperm development (भ्रूणपोष का विकास):-
> The primary endosperm cell divides repeatedly and forms a triploid endosperm tissue.
(प्राथमिक भ्रूणपोष कोशिका बार-बार विभाजित होकर त्रिगुणित भ्रूणपोष ऊतक बनाती है।)
> Endosperm cells are filled with reserve food materials. They are used for the nutrition of the developing embryo.
(भ्रूणपोष कोशिकाएँ संग्रहित खाद्य पदार्थों से भरी होती हैं। इनका उपयोग विकासशील भ्रूण के पोषण के लिए किया जाता है।)
> In common endosperm development, the PEN undergoes successive nuclear divisions to give rise to free nuclei. This stage is called free-nuclear endosperm. The number of free nuclei varies greatly.
(सामान्य भ्रूणपोष विकास में, PEN लगातार केंद्रकीय विभाजन से गुजरता है जिससे मुक्त केंद्रक बनते हैं। इस अवस्था को मुक्त-केंद्रकीय भ्रूणपोष कहते हैं। मुक्त केंद्रकों की संख्या में काफी भिन्नता हो सकती है।)
> Then the endosperm becomes cellular due to the cell wall formation. The tender coconut water is a free-nuclear endosperm (made up of thousands of nuclei) and the surrounding white kernel is the cellular endosperm.
[फिर कोशिका भित्ति के निर्माण के कारण भ्रूणपोष कोशिकीय हो जाता है। कच्चे नारियल का पानी मुक्त-केंद्रकीय भ्रूणपोष (हजारों केंद्रकों से बना) होता है और उसके चारों ओर की सफेद गिरी कोशिकीय भ्रूणपोष होता है।]
Embryo development (भ्रूण विकास):-
> Embryo develops at the micropylar end of the embryo sac where the zygote is situated.
(भ्रूण का विकास भ्रूण कोष के माइक्रोपाइलर सिरे पर होता है, जहाँ युग्मनज स्थित होता है।)
> Most zygotes divide only after the formation of certain amount of endosperm. This is an adaptation to provide nutrition to the developing embryo.
(अधिकांश युग्मनज भ्रूणपोष की एक निश्चित मात्रा बनने के बाद ही विभाजित होते हैं। यह विकासशील भ्रूण को पोषण प्रदान करने के लिए एक अनुकूलन है।)
> Though the seeds differ greatly, the embryogeny (early embryonic developments) is similar in monocotyledons & dicotyledons.
[यद्यपि बीजों में बहुत अंतर होता है, फिर भी एकबीजपत्री और द्विबीजपत्री पौधों में भ्रूणजनन (प्रारंभिक भ्रूण विकास) समान होता है।]
> The zygote gives rise to the proembryo and subsequently to the globular, heart-shaped and mature embryo.
(युग्मनज से प्राकभ्रूण और उसके बाद गोलाकार, हृदय के आकार का और परिपक्व भ्रूण बनता है।)
Types of Embryo (भ्रूण के प्रकार):-
i. Dicotyledonous embryo (द्विबीजपत्री भ्रूण):- It has an embryonal axis and 2 cotyledons. The portion of embryonal axis above the level of cotyledons is the epicotyl, which terminates with the plumule (stem tip). The cylindrical portion below the level of cotyledons is hypocotyl that terminates with the radicle (root tip). The root tip is covered with a root cap.
[इसमें एक भ्रूण अक्ष और दो बीजपत्र होते हैं। बीजपत्रों के ऊपर भ्रूण अक्ष का भाग अधिबीजपत्र कहलाता है, जो प्रांकुर (तना शीर्ष) पर समाप्त होता है। बीजपत्रों के नीचे का बेलनाकार भाग अधोबीजपत्र कहलाता है, जो मूलांकुर (जड़ शीर्ष) पर समाप्त होता है। जड़ शीर्ष मूलगोप से ढका होता है।]
ii. Monocotyledonous embryo (एकबीजपत्री भ्रूण):- They possess only one cotyledon. In the grass family the cotyledon is called scutellum. It is situated lateral to the embryonal axis. At its lower end, the embryonal axis has the radicle and root cap enclosed in coleorrhiza (an undifferentiated sheath). Portion of embryonal axis above the level of attachment of scutellum is the epicotyl. It has a shoot apex and a few leaf primordia enclosed in coleoptile (a hollow foliar structure).
[इनमें केवल एक बीजपत्र होता है। घास कुल में बीजपत्र को स्कुटेलम कहते हैं। यह भ्रूण अक्ष के पार्श्व में स्थित होता है। इसके निचले सिरे पर, भ्रूण अक्ष में मूलांकुर और मूलगोप होता है, जो कोलियोराइजा (एक अविभेदित आवरण) में घिरा होता है। स्कुटेलम के जुड़ाव स्तर के ऊपर भ्रूण अक्ष का भाग अधिबीजपत्र कहलाता है। इसमें एक प्ररोह शीर्ष और कुछ पर्ण प्रारंभिकाएं होती हैं जो कोलियोप्टाइल (एक खोखली पर्णीय संरचना) में बंद होती हैं।]
Seed (बीज):-
> Seed is the final product of sexual reproduction. It is the fertilized ovule formed inside fruits.
(बीज लैंगिक जनन का अंतिम उत्पाद है। यह फल के भीतर बनने वाला निषेचित बीजाण्ड होता है।)
> It consists of seed coat(s), cotyledon(s) & an embryo axis.
[इसमें बीजचोल, बीजपत्र और भ्रूण अक्ष होते हैं।]
> The cotyledons are simple, generally thick and swollen due to storage food (as in legumes).
[बीजपत्र सरल, आमतौर पर मोटे और भोजन भंडारण के कारण फूले हुए होते हैं (जैसे दलहनों में)।]
> Mature seeds may be non-albuminous or albuminous.
(परिपक्व बीज गैर-एल्ब्यूमिनस या एल्ब्यूमिनस हो सकते हैं।)
Non-albuminous seeds (गैर-एल्ब्यूमिनस बीज):- have no residual endosperm as it is completely consumed during embryo development (e.g., pea, groundnut, beans).
[इनमें कोई अवशिष्ट भ्रूणपोष नहीं होता क्योंकि भ्रूण विकास के दौरान यह पूरी तरह से उपयोग हो जाता है (उदाहरण: मटर, मूंगफली, सेम)।]
Albuminous seeds (एल्ब्यूमिनस बीज):- retain a part of endosperm as it is not completely used up during embryo development (e.g., wheat, maize, barley, castor, coconut, sunflower).
[इनमें भ्रूणपोष का एक भाग शेष रहता है क्योंकि भ्रूण विकास के दौरान इसका पूरी तरह से उपयोग नहीं होता (उदाहरण: गेहूं, मक्का, जौ, अरंडी, नारियल, सूरजमुखी)।]
> Occasionally, in some seeds (black pepper, beet etc) remnants of nucellus are also persistent. It is called perisperm.
[कभी-कभी, कुछ बीजों (काली मिर्च, चुकंदर आदि) में न्यूसेलस के अवशेष भी बने रहते हैं। इसे पेरिस्पर्म कहते हैं।]
> Integuments of ovules harden as tough protective seed coats. It has a small pore (micropyle) through which O2 & water enter into the seed during germination.
[बीजांड के इंटेग्यूमेंट्स कठोर सुरक्षात्मक बीज चोल के रूप में सख्त हो जाते हैं। इनमें एक छोटा छिद्र (माइक्रोपाइल) होता है जिसके माध्यम से अंकुरण के दौरान ऑक्सीजन और पानी बीज में प्रवेश करते हैं।]
> As the seed matures, its water content is reduced and seeds become dry (10-15 % moisture by mass). The general metabolic activity of the embryo slows down. The embryo may enter a state of inactivity (dormancy). If favourable conditions are available (adequate moisture, oxygen and suitable temperature), they germinate.
[जैसे-जैसे बीज परिपक्व होता है, उसमें पानी की मात्रा कम हो जाती है और बीज सूख जाते हैं (द्रव्यमान के अनुसार 10-15% नमी)। भ्रूण की सामान्य उपापचय क्रिया धीमी हो जाती है। भ्रूण निष्क्रियता (प्रसुप्तावस्था) की स्थिति में जा सकता है। यदि अनुकूल परिस्थितियाँ उपलब्ध हों (पर्याप्त नमी, ऑक्सीजन और उपयुक्त तापमान), तो वे अंकुरित हो जाते हैं।]
Fruit (फल):-
> The ovary develops into a fruit. Transformation of ovules into seeds and ovary into fruit proceeds simultaneously.
(अंडाशय फल में विकसित होता है। बीजांडों का बीज में और अंडाशय का फल में रूपांतरण एक साथ होता है।)
> The wall of ovary develops into pericarp (wall of fruit).
[अंडाशय कीभित्ति फल की बाहरी परत (पेरिकार्प) में विकसित होती है।]
> The fruits may be fleshy (e.g. guava, orange, mango, etc.) or may be dry (e.g. groundnut, mustard, etc).
[फल गूदेदार (जैसे अमरूद, संतरा, आम आदि) या सूखे (जैसे मूंगफली, सरसों आदि) हो सकते हैं।]
> Many fruits have mechanisms for dispersal of seeds.
(कई फलों में बीज प्रकीर्णन की क्रियाविधियाँ होती हैं।)
> Fruits are 2 types:
(फल दो प्रकार के होते हैं:)
True fruits (सत्य फल):- In most plants, the fruit develops only from the ovary and other floral parts degenerate and fall off. They called true fruits.
(अधिकांश पौधों में, फल केवल अंडाशय से विकसित होता है और पुष्प के अन्य भाग नष्ट होकर गिर जाते हैं। इन्हें सत्य फल कहते हैं।)
False fruits (असत्य फल):- In this, the thalamus also contributes to fruit formation. E.g. apple, strawberry, cashew etc.
(इनमें पुष्पासन भी फल निर्माण में योगदान देता है। उदाहरण: सेब, स्ट्रॉबेरी, काजू आदि।)
> In some species fruits develop without fertilization. Such fruits are called parthenocarpic fruits. E.g. Banana.
(कुछ जातियों में फल बिना निषेचन के विकसित होते हैं। ऐसे फलों को अनिषेकफलिक फल कहते हैं। उदाहरण के लिए, केला।)
> Parthenocarpy can be induced through the application of growth hormones and such fruits are seedless.
(वृद्धि हार्मोन के प्रयोग से अनिषेकफलन को प्रेरित किया जा सकता है और ऐसे फल बीजरहित होते हैं।)
Advantages of seeds (बीजों के लाभ):-
> Since pollination and fertilization are independent of water, seed formation is more dependable.
(परागण और निषेचन जल पर निर्भर नहीं होते, इसलिए बीज निर्माण अधिक विश्वसनीय होता है।)
> Seeds have better adaptive strategies for dispersal to new habitats and help the species to colonize in other areas.
(बीजों में नए आवासों में फैलाव के लिए बेहतर अनुकूलन क्षमता होती है और ये जातियों को अन्य क्षेत्रों में बसने में सहायता करते हैं।)
> They have food reserves. So young seedlings are nourished until they are capable of photosynthesis.
(इनमें खाद्य भंडार होते हैं। इसलिए तरुण पौधों को प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम होने तक पोषण मिलता रहता है।)
> The hard seed coat protects the young embryo.
(कठोर बीजचोल तरुण भ्रूण की रक्षा करता है।)
> Being products of sexual reproduction, they generate new genetic combinations leading to variations.
(लैंगिक जनन से उत्पन्न होने के कारण, ये नए आनुवंशिक संयोजन उत्पन्न करते हैं जिससे विविधता आती है।)
> Dehydration and dormancy of mature seeds are crucial for storage of seeds. It can be used as food throughout the year and also to raise crop in the next season.
(परिपक्व बीजों का निर्जलीकरण और प्रसुप्तावस्था उनके भंडारण के लिए महत्वपूर्ण हैं। इनका उपयोग पूरे वर्ष भोजन के रूप में और अगले मौसम में फसल उगाने के लिए भी किया जा सकता है।)
Viability of seeds after dispersal (बीज प्रकीर्णन के बाद उनकी जीवन क्षमता):-
> In a few species the seeds lose viability within a few months. Seeds of many species live for several years.
(कुछ जातियों में बीज कुछ महीनों के भीतर ही अपनी जीवन क्षमता खो देते हैं। कई जातियों के बीज कई वर्षों तक जीवित रहते हैं।)
> Some seeds can remain alive for hundreds of years. The oldest is that of a lupine (Lupinus arcticus) excavated from Arctic Tundra. The seed germinated and flowered after an estimated record of 10,000 years of dormancy.
[कुछ बीज सैकड़ों वर्षों तक जीवित रह सकते हैं। सबसे पुराना बीज आर्कटिक टुंड्रा से खुदाई में मिले ल्यूपिन (ल्यूपिनस आर्कटिकस) का है। यह बीज लगभग 10,000 वर्षों की प्रसुप्त अवस्था के बाद अंकुरित हुआ और उसमें पुष्प आए।]
> 2000 years old viable seed is of the date palm (Phoenix dactylifera) discovered during the archeological excavation at King Herod’s palace near the Dead Sea.
[मृत सागर के पास राजा हेरोड के महल में पुरातात्विक खुदाई के दौरान खजूर (फॉइनिक्स डैक्टाइलिफेरा) का एक 2000 वर्ष पुराना व्यवहार्य बीज मिला है।]
Apomixis and Polyembryony (असंगजनन और बहुभ्रूणता):-
> Apomixis is the production of seeds without fertilization. E.g. Some species of Asteraceae and grasses.
(असंगजनन निषेचन के बिना बीजों का उत्पादन है। उदाहरण के लिए, एस्टेरेसी कुल की कुछ जातियाँ और घास।)
> Apomixis is a form of asexual reproduction that mimics sexual reproduction.
(असंगजनन अलैंगिक जनन का एक रूप है जो लैंगिक जनन की तरह दिखता है।)
Development of apomictic seeds (असंगजनित बीजों का विकास):- In some species, the diploid egg cell is formed without reduction division and develops into the embryo without fertilization. In many species (e.g. many Citrus & Mango varieties) some of the nucellar cells surrounding the embryo sac divide, protrude into the embryo sac and develop into the embryos. In such species each ovule contains many embryos. Occurrence of more than one embryo in a seed is called polyembryony.
[कुछ जातियों में, द्विगुणित अंड कोशिका बिना अर्धसूत्री विभाजन के बनता है और निषेचन के बिना भ्रूण में विकसित हो जाता है। कई जातियों (जैसे कई खट्टे फल और आम की किस्मों) में भ्रूण कोष के चारों ओर स्थित कुछ न्यूसेलर कोशिकाएँ विभाजित होकर भ्रूण कोष में प्रवेश करती हैं और भ्रूण में विकसित हो जाती हैं। ऐसी जातियों में प्रत्येक बीजांड में कई भ्रूण होते हैं। एक बीज में एक से अधिक भ्रूणों की उपस्थिति को बहुभ्रूणता कहते हैं।]
Importance of apomixis in hybrid seed industry (संकर बीज उद्योग में असंगजनन का महत्व):-
i. Hybrid seeds have to be produced every year. If the seeds collected from hybrids are sown, the plants in the progeny will segregate and lose hybrid characters.
(संकर बीजों का उत्पादन प्रतिवर्ष करना पड़ता है। यदि संकरों से एकत्रित बीजों को बोया जाए, तो संतति में पौधे विसंयोजित हो जाएंगे और संकर लक्षण खो देंगे।)
ii. Production of hybrid seeds is costly. Hence the cost of hybrid seeds is also expensive for the farmers.
(संकर बीजों का उत्पादन महंगा होता है। इसलिए किसानों के लिए संकर बीज महंगे होते हैं।)
iii. If the hybrids are made into apomicts, there is no segregation of characters in the hybrid progeny. Then the farmers can keep on using the hybrid seeds to raise new crop year after year.
(यदि संकरों को असंगजनितों में परिवर्तित किया जाए, तो संकर संतति में लक्षणों का विसंयोजन नहीं होता है। तब किसान वर्ष दर वर्ष नई फसल उगाने के लिए संकर बीजों का उपयोग करते रह सकते हैं।)