Przy wyborze materiału do sadzenia w opisie konkretnej odmiany rośliny, wielu mieszkańców lata znajduje wzmiankę o różnych metodach zapylania lub samozapylenia. Są to pojęcia, których wszyscy uczyliśmy się w szkole na lekcjach botaniki. Ale niewielu już pamięta, co mają na myśli. Odświeżmy pamięć i przypomnijmy sobie rodzaje zapylania roślin i ich biologiczne znaczenie. A przy tym dowiemy się, dlaczego niektóre nasze rośliny sadzone na wsi lub na parapecie nie przynoszą owoców.
Organ generatywny roślin wyższych
Kwiat to zmodyfikowany pęd, w którym tworzą się zarodniki i gamety. Rośliny wyższe (okrytozalążkowe) mają złożone kwiaty o wielu przystosowaniach do różnych typów zapylania. Kwiat, zróżnicowany w szczegółach, łączy procesy rozmnażania płciowego i bezpłciowego. Głównymi składnikami kwiatu są jego części reprodukcyjne - męski androecium (pręciki) i żeński gynoecium (słupek z jajnikiem, styl i piętno). Kwiaty mogą być biseksualne (jest zarówno słupek, jak i pręciki) itej samej płci (jest albo słupek lub pręciki). Pozostałe części kwiatu są bardzo zróżnicowane i pełnią określone funkcje.
Spotkanie pręcików i słupka
Zapylenie to proces przenoszenia pyłku z pręcików na piętno słupka. Bez tego rozmnażanie roślin, tworzenie owoców i nasion jest niemożliwe. W procesie ewolucyjnego rozwoju rośliny wypracowały kilka sposobów przeprowadzenia tego transferu przy użyciu biotycznych i abiotycznych czynników natury. W ekologii rozróżnia się dwa rodzaje zapylenia:
- Przenoszenie pyłku z jednego kwiatka na słupek innego. Ten proces nazywa się zapylaniem krzyżowym lub ksenogamią. Odbywa się to poprzez czynniki biotyczne (owady, ptaki, nietoperze) i abiotyczne (wiatr, woda).
- Autogamia (samozapylenie). Jest to przeniesienie pyłku na znamię z jednego kwiatu. Autogamia nie jest tak powszechna w dzikich formach.
Są to rodzaje zapylania, które mogą występować naprzemiennie między niektórymi roślinami.
Warunki samozapylenia
Ale obowiązkowym warunkiem wprowadzenia samozapylenia jest biseksualność kwiatu. Przypadkowe samozapylenie kwiatów nie jest rzadkością. Ale może wystąpić tylko wtedy, gdy ziarno pyłku i tłuczek są fizjologicznie zgodne. W wielu roślinach pyłek nie kiełkuje do łagiewki pyłkowej, co jest czynnikiem ograniczającym dla roślin zapylanych krzyżowo. Istnieje wiele czynników, które przyczyniają się do losowej autogamii. Regularne samozapylenie roślin (na przykład grochu, fasoli) może mieć mechanizm grawitacyjny. W tym przypadku pyłekspada na piętno pod działaniem grawitacji. W innych przypadkach samozapylenie następuje jako autogamia kontaktowa - pręcik styka się ze znamieniem słupka. Nośnikami pyłku w środku kwiatu mogą być krople rosy i małe owady (wciornastki) żyjące w kwiatku. W niektórych roślinach proces ten zachodzi w zarodku i całkowicie eliminuje możliwość zapylenia krzyżowego.
Opcjonalne samozapylenie
Cechą tego typu autogamii jest występowanie niestabilnych warunków, które nie sprzyjają zapylaniu krzyżowemu. Ten rodzaj samozapylenia występuje w zbożach, rosiczkach i trawach pierzastych. W tych roślinach, w suszy lub w niskich temperaturach, powstają kwiaty jednopłciowe, a przy ciepłej i wilgotnej pogodzie - biseksualne. Zapylenie krzyżowe tych roślin odbywa się za pomocą wiatru, aw warunkach trudności w realizacji takiego zapylania biologicznie wskazane jest uciekanie się do samozapylenia.
Wartość ewolucyjna
Samozapylenie w kategoriach ewolucyjnych ma negatywne znaczenie. Zgodnie ze współczesnymi koncepcjami ewolucja wymaga swobodnego krzyżowania, które zapewnia zapylenie krzyżowe. To właśnie zwiększa różnorodność alleli (stopień ekspresji genu) w populacjach. Natomiast samozapylenie prowadzi do homozygotyczności (jednorodności) alleli. Ale w pewnych okolicznościach samozapylenie może prowadzić do izolacji nowych form, izolacji i fiksacji w populacji alleli, które dają roślinie korzystne oznaki. Dokładnie wto jest pozytywne ewolucyjne znaczenie przemiany autogamii i ksenogamii.
Rośliny samopylne
W takich roślinach przenoszenie pyłku odbywa się częściej w nieotwartym pąku (na przykład w fasoli i grochu) lub w okresie nieotwartej bulwy liściowej (jęczmień). Groch, fasola, jęczmień, pszenica, owies, pomidory, bakłażany i wiele innych uważane są za samozapylenia z upraw rolnych. Dlaczego się liczą? Ponieważ samozapylenie nie może być absolutne, zawsze istnieje możliwość wprowadzenia pyłku z innych roślin. Nawet zamknięte pąki są czasami obgryzane przez owady i przenoszą pyłki innych roślin! Jakie są cechy samozapylaczy? Są to zdecydowanie rośliny o kwiatach biseksualnych, dużych pierzastych znamionach i dużej ilości pyłku. Ponadto ich kwiaty nie mają jasnych płatków, nektarników i przyjemnego zapachu.
Samozapylenie we fiołkach
W naturze fiołki są zapylone krzyżowo i autogamiczne. Nasze fiołki domowe są efektem żmudnej pracy hodowców. Mają taką strukturę pręcików i słupka, że zapylenie krzyżowe bez ingerencji człowieka jest prawie niemożliwe. Zapylanie zachodzi nawet w nieotwartym pąku i tylko cierpliwy amator przy pomocy specjalnych technik może zapylić różne kolory fiołków w celu wyhodowania nowych odmian. Podziękowania dla pasjonatów za urozmaicenie tych kwiatów zdobiących nasze parapety!
Partenokarpiczne ogórki
Nowoczesna hodowla oferuje wiele odmianogórki, zarówno samopylne (partenokarpiczne), jak i zapylane przez owady. Rośliny te są hodowane specjalnie do wczesnej uprawy w szklarniach, w których nie ma naturalnych zapylaczy. Kupując nasiona, musisz zatrzymać się na przeczytaniu cech odmiany, ponieważ zarówno odmiany samozapylone, jak i zapylane krzyżowo mają swoje zalety i wady.
Zapylenie w zbożach
Owies, żyto, pszenica, proso, jęczmień to przedstawiciele zbóż rolniczych. Kwiaty mają 2 lematy, 2 błonki, trzy pręciki i jeden słupek. W nieotwartych kwiatach zapylają się samoczynnie. Po otwarciu kwiatu zapylenie krzyżowe jest praktycznie niemożliwe.
Samozapylenie drzew owocowych
Chociaż większość odmian owoców ma kwiaty zawierające zarówno słupki, jak i pręciki, w większości przypadków samozapylenie jest wykluczone. Powodem jest rozłożone w czasie dojrzewanie pręcików i słupka. Dlatego możesz zwiększyć plony np. czereśni, sadząc w pobliżu kilka drzew. Ale w sztucznie hodowanych odmianach samozapylenie jest mile widziane. Przykładem są nektarynki. Ale nie oczekuj, że wyhodujesz produktywną roślinę z nasion. W takich formach hybrydowych kolejne pokolenia doświadczają depresji hybryd - spadku żywotności i wydajności.
Wybór i samozapylenie
Zjawisko to jest szeroko stosowane w hodowli roślin. Wiemy, że samozapłodnienie i krzyżowanie blisko spokrewnionych organizmów prowadzi do przejściagenów w stan homozygotyczny i prowadzi do zmniejszenia żywotności i produktywności, a następnie do degeneracji. Przyczyną tego ucisku jest ciągły proces kumulacji mutacji, z których większość jest recesywna i niekorzystna. W roślinach zapylanych krzyżowo mutacje te są w stanie heterozygotycznym i nie manifestują się w żaden sposób. Przy samozapyleniu prawdopodobieństwo ich przejścia do homozygoty wzrasta wielokrotnie, ale nie pozostają w populacji z powodu naturalnej eliminacji. Samozapylenie w hodowli służy jako narzędzie do tworzenia czystych (homozygotycznych) linii o utrwalonych cechach. Pomimo spadku produktywności, po hybrydyzacji często pojawia się zjawisko heterozji - siła mieszańców z odmian z samozapyleniem. Zjawisko to nazywamy hybrydyzacją międzyliniową, a w sklepach możemy zobaczyć właśnie takie nasiona mieszańców (są one oznaczone symbolem F1). W pierwszym pokoleniu mieszańce przewyższają czyste linie pod względem wydajności, ale w kolejnych pokoleniach efekt siły mieszańców zanika.
