Uncommon pollen walls: reasons and consequences)

Abstract

The mature pollen wall of gymnosperms and angiosperms consists in principle of two fundamentally different layers, the complex, thick sporopolleninous exine and the homogeneous, thin, single-layered pectocellulosic intine. In angiosperms, the typical exine is usually formed by a tectum, columellae, a foot layer, and an endexine. An exine reduction (minimally up to the complete absence) occurs in many unrelated seed plants, without consequences for pollen viability. The intine sometimes also deviates from its common form, being either extremely thick or appearing two- or even three-layered. Environmental factors or developmental constraints are highlighted as being responsible for the various deviating exine and intine forms.

Pacini e & hesse m 2012 unkomplette pollenwand – gründe und konsequenzen: Die fertige Pollenwand der Gymnospermen und der Angiospermen besteht im Prinzip aus zwei fundamental verschiedenen Lagen, aus der komplexen, dicken und sporopolleninhältigen Exine, und der homogenen, dünnen, einschichtigen und überwiegend zellulosehältigen Intine. Bei Angiospermen ist die typische Exine aus einem Tectum, aus Columellae, aus einem Foot Layer und zumeist noch aus einer Endexine geformt. In vielen, nicht miteinander verwandten Angiospermen (seltener bei Gymnospermen) is die Exine mehr oder weniger stark reduziert, was allerdings keinen Einfluß auf die Keimungsfähigkeit des Pollens hat. Auch die Intine weicht manchmal von ihrer üblichen Ausbildung ab, ist entweder auffallend dick oder zwei bis dreischichtig. Sowohl Umweltfaktoren als auch embryologisch und entwicklungsgeschichtlich bedingte Hemmungen sind für die abweichenden Exine- und Intineformen verantwortlich.

Keywords: callose; environmental constraints; exine; harmomegathy; intine; pollen; water content.

Fig. 1

Gearum brasiliense (Araceae). Pollen wall with a thin, smooth ektexine and a moderately thick, lamellated endexine; below, a conspicuously thick, elaborated intine. – Abb. 1: Gearum brasiliense (Araceae). Pollenwand mit einer dünnen, glatten Ektexine und einer durchschnittlich dicken, lamellierten Endexine, darunter eine auffallend dicke und strukturierte Intine. Ect = ectexine, End = endexine, Int = intine.

Fig. 2

Cryptocoryne ciliata (Araceae). Cross section through a pollen sac, with pollen grains. Some grains appear with broken exines or have shed their exine. In such cases, exine-less pollen grains remain, covered only by the intine. – Abb. 2: Cryptocoryne ciliata (Araceae). Querschnitt durch einen Pollensack mit einigen Pollenkörnern. Bei einigen ist die Exine zerrissen oder sie haben ihre Exine ganz abgeworfen: es bleiben dann exinelose Pollenkörner übrig, die nur von einer Intine umhüllt sind. Se = shed exine, Int = intine.

Fig. 3

Cryptocoryne ciliata (Araceae). Detail of a pollen grain with a ruptured exine. A part of the pollen grain lacks the exine – only the intine remains. – Abb. 3: Cryptocoryne ciliata (Araceae). Ausschnitt eines Pollenkorns mit einer zerrissenen Exine. Einem Teil des Pollenkorns fehlt die Exine, nur die Intine ist übrig. Ect = ectexine, End = endexine, Int = intine.