精子

概述

精子 Sperm（Plant）藻菌植物、苔藓植物、蕨类植物以及裸子植物中的苏铁目和银杏目,都具有鞭毛而能游动的精子；但裸子植物中的松杉目和买麻藤目以及全部被子植物,精子都不具鞭毛.

外部形态

精子形态因植物种类而异,有双鞭毛精子、多鞭毛精子和无鞭毛精子等.原始陆生植物苔藓和低等维管植物石松与卷柏一般为双鞭毛游动精子；水韭、木贼、真蕨和裸子植物中的苏铁和银杏则为多鞭毛游动精子.每个精子有 100根以上的鞭毛,而苏铁目泽米属的一个游动精子约有1～1.2万根鞭毛.苏铁和银杏的精子形似陀螺,远极端呈螺旋带状,大量鞭毛丛生于螺旋带上.螺旋带的轮数有所不同:泽米属6轮,苏铁属5轮,银杏属3轮.裸子植物的松柏目及买麻藤目和被子植物的精子不具鞭毛.在维管植物中,体积最大的精子是苏铁类（泽米属)植物的一种（Zamia chigua),其直径约400微米.

内部结构

各种植物类群的精子内部结构差异很大.低等植物的游动精子,在结构和发育上类似于动物精子.如丽藻精子具两条鞭毛,鞭毛长在细胞的前端,并向后部延伸.

整个游动精子可以分为3个区:

①细胞的前端约占 1/4,包括一团线粒体；②在中部有一较长的核,约占细胞的1/2；

③末端也占1/4,包含一团质体.在精子超微结构的研究中,多鞭毛的泽米精子是比较详细研究过的一个例子.它的整个细胞体积大部为核所占据,薄层细胞质在细胞的周缘为质膜束缚.从纵切面看,精子螺旋带呈梯状.精子前部顶端有一电子致密的帽状物质.细胞质中有线粒体和内质网等细胞器.中国科学家朱澄等从小麦的成熟花粉粒中,观察到具尾部结构的精细胞.它的一端是钝的头部,主要为长椭圆形的细胞核所占据；另一端是细胞质延伸的尾部,末端渐尖,约占细胞长度的2/3（图3c).精子细胞质中除含有线粒体、内质网、高尔基器、核糖体、小液泡和退化的质体外,还具有微管以及与细胞纵轴相平行的大量纤丝状结构.线粒体集中在尾部细胞质中.

运动

具鞭毛的精子可以游动,游动精子释放后,在22～25℃下可活动1小时左右.一旦精子到达卵细胞,具鞭毛的带状结构便自行脱落,然后精细胞核直接与卵接触.至于不具鞭毛的精子是否能够自主运动,还有不同的看法.

发生过程

各种植物的精子器或雄配子体产生的精子数目有很大差异:水韭的一个精子器可产生 4个精子,卷柏128～256个,瓶尔小草（厚囊蕨类）几千个,里白（薄囊蕨类）几百个；种子植物的雄配子体一般只产生两个精子.

演化趋势

总的趋势是由具鞭毛的游动精子,逐渐简化成不具鞭毛的精细胞.精子的活动方式也由靠鞭毛游动到借花粉管输送精子.如低等维管植物的受精作用,必须在具备一定水分的条件下进行.这在一定程度上反映了藻类植物的水生习性.而苏铁和银杏精子,虽然保持藻类和低等维管植物具鞭毛的特点,但精子已过渡到借助花粉管输送.到了裸子植物的松杉类和被子植物,精子的移动则摆脱了水分条件的限制,完全靠花粉管输送.

之后,细胞质都不完全分开,细胞之间有间桥相连,形似合胞体.这可能有利于细胞之间维持严格的同步性,有利于同时产生大量的精子.