Bij het kiezen van plantmateriaal in de beschrijving voor een bepaald plantenras, vinden veel zomerbewoners verschillende methoden van bestuiving of zelfbestuiving. Dit zijn concepten die we allemaal op school hebben bestudeerd in botanielessen. Maar niet veel mensen herinneren zich al wat ze betekenen. Laten we ons geheugen opfrissen en de soorten bestuiving in planten en hun biologische betekenis onthouden. En tegelijkertijd zullen we ontdekken waarom sommige van onze planten die op het land of op de vensterbank zijn geplant, geen vruchten afwerpen.
Generatief orgaan van hogere planten
Een bloem is een gemodificeerde scheut waar sporen en gameten worden gevormd. Hogere planten (angiospermen) hebben ingewikkeld gerangschikte bloemen met veel aanpassingen aan verschillende soorten bestuiving. De bloem, divers in details, combineert de processen van zowel seksuele als ongeslachtelijke voortplanting. De belangrijkste componenten van een bloem zijn de reproductieve delen - het mannelijke androecium (meeldraden) en het vrouwelijke gynoecium (stamper met eierstok, stijl en stigma). Bloemen kunnen biseksueel zijn (er is zowel een stamper als meeldraden) enhetzelfde geslacht (er is ofwel een stamper of meeldraden). De andere delen van de bloem zijn zeer gevarieerd en hebben specifieke functies.
Ontmoeting van meeldraden en stamper
Bestuiving is het proces waarbij stuifmeel van de meeldraden naar het stigma van de stamper wordt overgebracht. Zonder dit is reproductie van planten, de vorming van fruit en zaden onmogelijk. In het proces van evolutionaire ontwikkeling hebben planten verschillende manieren ontwikkeld om deze overdracht uit te voeren met behulp van biotische en abiotische factoren van de natuur. In de ecologie worden twee soorten bestuiving onderscheiden:
- De overdracht van stuifmeel van de ene bloem naar de stamper van de andere. Dit proces wordt kruisbestuiving of xenogamie genoemd. Het wordt uitgevoerd door biotische (insecten, vogels, vleermuizen) en abiotische (wind, water) factoren.
- Autogamie (zelfbestuiving). Dit is de overdracht van stuifmeel op het stigma van één bloem. Autogamie komt niet zo vaak voor in wilde vormen.
Dit zijn soorten bestuiving die tussen sommige planten kunnen afwisselen.
Zelfbestuiving voorwaarden
Maar een verplichte voorwaarde voor de implementatie van zelfbestuiving is de biseksualiteit van de bloem. Toevallige zelfbestuiving van bloemen is niet ongewoon. Maar het kan alleen voorkomen als de stuifmeelkorrel en stamper fysiologisch compatibel zijn. Bij veel planten ontkiemt stuifmeel niet in de stuifmeelbuis, wat een beperkende factor is voor kruisbestuivingen. Er zijn nogal wat factoren die bijdragen aan willekeurige autogamie. Regelmatige zelfbestuiving van planten (bijvoorbeeld erwten, bonen) kan een zwaartekrachtmechanisme hebben. In dit geval is het stuifmeelv alt op het stigma onder invloed van de zwaartekracht. In andere gevallen vindt zelfbestuiving plaats als contactautogamie - de meeldraad staat in contact met het stigma van de stamper. Stuifmeeldragers in het midden van de bloem kunnen dauwdruppels zijn en kleine insecten (trips) die in de bloem leven. In sommige planten vindt het proces plaats in de knop en elimineert het de mogelijkheid van kruisbestuiving volledig.
Optionele zelfbestuiving
Een kenmerk van dit type autogamie is de aanwezigheid van onstabiele omstandigheden die kruisbestuiving niet bevorderen. Dit type zelfbestuiving komt voor in granen, zonnedauw en vedergras. In deze planten worden bij droogte of bij lage temperaturen unisex-bloemen gevormd en bij warm en vochtig weer - biseksueel. Kruisbestuiving van deze planten wordt uitgevoerd met behulp van de wind, en in moeilijke omstandigheden bij de uitvoering van een dergelijke bestuiving, is het biologisch raadzaam om zelfbestuiving toe te passen.
Evolutionaire waarde
Zelfbestuiving heeft in evolutionaire termen een negatieve betekenis. In overeenstemming met moderne concepten vereist evolutie vrije kruising, die wordt geleverd door kruisbestuiving. Het is dit dat de diversiteit van allelen (de mate van expressie van een gen) in populaties vergroot. En zelfbestuiving leidt daarentegen tot homozygotie (uniformiteit) van allelen. Maar onder bepaalde omstandigheden kan zelfbestuiving leiden tot de isolatie van nieuwe vormen, isolatie en fixatie in de populatie van allelen die gunstige tekenen aan de plant geven. precies bijdit is de positieve evolutionaire betekenis van de afwisseling van autogamie en xenogamie.
Zelfbestuivende planten
Bij dergelijke planten wordt de overdracht van stuifmeel vaker uitgevoerd in een ongeopende knop (bijvoorbeeld in bonen en erwten) of in de periode van een ongeopende bladbuis (gerst). Erwten, bonen, gerst, tarwe, haver, tomaten, aubergines en vele andere worden beschouwd als zelfbestuivers van landbouwgewassen. Waarom tellen ze? Omdat zelfbestuiving niet absoluut kan zijn, is er altijd de mogelijkheid om stuifmeel van andere planten in te brengen. Zelfs gesloten knoppen worden soms door insecten geknaagd en dragen stuifmeel van andere planten! Wat zijn de kenmerken van zelfbestuivers? Dit zijn beslist planten met biseksuele bloemen, grote gevederde stempels en veel stuifmeel. Bovendien hebben hun bloemen geen heldere bloembladen, nectariën en een aangename geur.
Zelfbestuiving in viooltjes
In de natuur zijn viooltjes kruisbestoven en autogaam. Onze kamerviooltjes zijn het product van het nauwgezette werk van veredelaars. Ze hebben zo'n structuur van meeldraden en stamper dat kruisbestuiving zonder menselijke tussenkomst bijna onmogelijk is. Bestuiving vindt zelfs plaats in een ongeopende knop, en alleen een geduldige amateur kan met behulp van speciale technieken viooltjes van verschillende kleuren bestuiven om nieuwe variëteiten te kweken. Dank aan de liefhebbers voor de verscheidenheid aan bloemen die onze vensterbanken versieren!
Parthenocarpische komkommers
Moderne veredeling biedt vele variëteitenkomkommers, zowel zelfbestoven (parthenocarpisch) als bestoven door insecten. Deze planten zijn speciaal veredeld voor vroege teelt in kassen waar geen natuurlijke bestuivers zijn. Bij het kopen van zaden moet je stoppen bij het lezen van de kwaliteiten van het ras, aangezien zowel zelfbestoven als kruisbestoven variëteiten hun voor- en nadelen hebben.
Bestuiving in granen
Haver, rogge, tarwe, gierst en gerst zijn vertegenwoordigers van landbouwgranen. De bloemen hebben 2 lemma's, 2 pellicles, drie meeldraden en één stamper. Ze bestuiven zichzelf in ongeopende bloemen. Als de bloem eenmaal open is, is kruisbestuiving vrijwel onmogelijk.
Zelfbestuiving in fruitbomen
Hoewel de meeste fruitsoorten bloemen hebben die zowel stampers als meeldraden bevatten, is zelfbestuiving bij de meeste uitgesloten. De reden is de tijdgescheiden rijping van de meeldraden en stamper. Daarom kun je de opbrengst van bijvoorbeeld kersen verhogen door meerdere bomen in de buurt te planten. Maar bij kunstmatig gekweekte variëteiten is zelfbestuiving welkom. Een voorbeeld zijn nectarines. Maar verwacht niet dat je uit een zaadje een productieve plant kunt laten groeien. In dergelijke hybride vormen ervaren volgende generaties hybride depressie - een afname in levensvatbaarheid en opbrengst.
Selectie en zelfbestuiving
Dit fenomeen wordt veel gebruikt in de plantenveredeling. We weten dat zelfbevruchting en kruising van nauw verwante organismen leidt tot de overganggenen in een homozygote toestand en leidt tot een afname van de levensvatbaarheid en productiviteit, en vervolgens tot degeneratie. Het continue proces van mutaties die zich ophopen, waarvan de meeste recessief en ongunstig zijn, is de oorzaak van deze onderdrukking. Bij planten met kruisbestuiving zijn deze mutaties heterozygoot en manifesteren ze zich op geen enkele manier. Bij zelfbestuiving neemt de kans op hun overgang naar een homozygoot vele malen toe, maar door natuurlijke eliminatie blijven ze niet in de populatie. Zelfbestuiving in de fokkerij wordt gebruikt als hulpmiddel om zuivere (homozygote) lijnen met vaste eigenschappen te creëren. Ondanks de afname van de productiviteit, verschijnt na hybridisatie vaak het fenomeen heterosis - de kracht van hybriden van variëteiten met zelfbestuiving. Dit fenomeen wordt interline-hybridisatie genoemd en in winkels kunnen we precies dergelijke hybride zaden zien (ze zijn gemarkeerd met het F1-symbool). In de eerste generatie presteren hybriden beter dan pure lijnen in termen van opbrengst, maar in volgende generaties verdwijnt het effect van de sterkte van hybriden.
