Amikor egy adott növényfajta leírásában ültetési anyagot választanak, sok nyári lakos említést talál különféle beporzási vagy önbeporzási módszerekről. Ezeket a fogalmakat mindannyian tanultuk az iskolában a botanika órákon. De nem sokan emlékeznek már arra, hogy mit jelentenek. Frissítsük fel emlékezetünket és emlékezzünk a növények megporzási fajtáira és biológiai jelentőségére. És egyúttal megtudjuk, miért nem hoz gyümölcsöt néhány vidéken vagy ablakpárkányra ültetett növényünk.
Magasabb növények generatív szerve
A virág egy módosított hajtás, ahol spórák és ivarsejtek képződnek. A magasabb növények (angiospermák) bonyolultan elrendezett virágokkal rendelkeznek, amelyek sokféleképpen alkalmazkodnak a különféle beporzásokhoz. A részletekben változatos virág az ivaros és az ivartalan szaporodási folyamatokat ötvözi. A virág fő összetevői a szaporodási részek - a hím androecium (porzó) és a női gynoecium (petefészkekkel, stílussal és stigmával rendelkező bibe). A virágok lehetnek kétivarúak (bibe és porzó is van), illazonos neműek (van bibe vagy porzó). A virág többi része nagyon változatos, és sajátos funkciót lát el.
A porzók és a bibe találkozása
A beporzás az a folyamat, amikor a pollen a porzókról a bibe stigmájára kerül. E nélkül a növények szaporodása, gyümölcsök és magvak képződése lehetetlen. Az evolúciós fejlődés során a növények számos módot fejlesztettek ki ennek az átvitelnek a végrehajtására a természet biotikus és abiotikus tényezőinek felhasználásával. Az ökológiában kétféle beporzást különböztetnek meg:
- A pollen átvitele egyik virágról a másik virág bibéjére. Ezt a folyamatot keresztbeporzásnak vagy xenogámiának nevezik. Ezt biotikus (rovarok, madarak, denevérek) és abiotikus (szél, víz) tényezők hajtják végre.
- Autogamia (önbeporzás). Ez a virágpor átvitele egy virág stigmájára. Az autogamia nem olyan gyakori a vad formákban.
Ezek olyan beporzási típusok, amelyek egyes növények között váltakozhatnak.
Önbeporzási feltételek
De az önbeporzás végrehajtásának kötelező feltétele a virág biszexualitása. A virágok véletlen önbeporzása nem ritka. De ez csak akkor fordulhat elő, ha a pollenszem és a mozsártörő fiziológiailag kompatibilis. Sok növényben a pollen nem csírázik ki a pollencsőbe, ami korlátozó tényező a keresztbeporzó növények számára. Jó néhány tényező hozzájárul a véletlenszerű autogámiához. A növények (például borsó, bab) rendszeres önbeporzásának gravitációs mechanizmusa lehet. Ebben az esetben a pollena gravitáció hatására a stigmára esik. Más esetekben az önbeporzás kontakt autogámiaként történik - a porzó érintkezik a bibe stigmájával. A virág közepén lévő pollenhordozók lehetnek harmatcseppek és a virágban élő apró rovarok (tripszek). Egyes növényekben a folyamat a rügyben megy végbe, és teljesen kiküszöböli a keresztbeporzás lehetőségét.
Opcionális önbeporzás
Az ilyen típusú autogámia egyik jellemzője az instabil körülmények jelenléte, amelyek nem kedveznek a keresztbeporzásnak. Ez a fajta önbeporzás a gabonafélékben, a napharmatban és a tollfűben fordul elő. Ezekben a növényekben szárazságban vagy alacsony hőmérsékleten egyivarú virágok képződnek, meleg és párás időben pedig biszexuálisak. Ezeknek a növényeknek a keresztbeporzását a szél segítségével hajtják végre, és ha az ilyen beporzás nehézkes, akkor biológiailag tanácsos az önbeporzáshoz folyamodni.
Evolúciós érték
Az önbeporzásnak evolúciós értelemben negatív jelentése van. A modern felfogásnak megfelelően az evolúció szabad keresztezést igényel, amelyet a keresztbeporzás biztosít. Ez az, ami növeli az allélok sokféleségét (a gén expressziójának mértékét) a populációkban. Az önbeporzás pedig éppen ellenkezőleg, az allélok homozigótaságához (egységességéhez) vezet. De bizonyos körülmények között az önbeporzás új formák izolálásához, az allélok populációjában történő izolálásához és rögzítéséhez vezethet, amelyek kedvező jeleket adnak a növény számára. Pontosan atez az autogámia és xenogámia váltakozásának pozitív evolúciós jelentősége.
Önbeporzó növények
Az ilyen növényekben a pollen átadása gyakrabban egy ki nem bontott rügyben (például babban és borsóban) vagy egy fel nem bontott levélcső (árpa) időszakában történik. A borsó, a bab, az árpa, a búza, a zab, a paradicsom, a padlizsán és még sokan mások a mezőgazdasági növények önbeporzóinak számítanak. Miért számítanak? Mivel az önbeporzás nem lehet abszolút, mindig fennáll annak a lehetősége, hogy más növények pollenjét is behurcolják. Még a zárt rügyeket is néha megrágják a rovarok, és más növények virágporát is hordozzák! Mik az önbeporzók jellemzői? Ezek határozottan biszexuális virágokkal, nagy tollas stigmákkal és sok virágporral rendelkező növények. Ráadásul virágaiknak nincs fényes szirmuk, nektárjuk és kellemes illatuk.
Önbeporzás ibolyában
A természetben az ibolya keresztbeporzású és autogám. Beltéri ibolyánk a tenyésztők fáradságos munkájának eredménye. Olyan porzó- és bibeszerkezetük van, hogy emberi beavatkozás nélkül szinte lehetetlen a keresztbeporzás. A beporzás már a ki nem bontott rügyben is megtörténik, és csak egy türelmes amatőr, speciális technikák segítségével tudja beporozni a különböző színű ibolyákat új fajták nemesítésére. Köszönjük a rajongóknak, hogy sokféle virágot díszítenek az ablakpárkányon!
Partenokarpikus uborka
A modern nemesítés számos fajtát kínálönbeporzó (parthenokarp) és rovarok által beporzott uborka. Ezeket a növényeket kifejezetten üvegházakban történő korai termesztésre tenyésztik, ahol nincsenek természetes beporzók. Vetőmag vásárlásakor meg kell állnia a fajta tulajdonságainak olvasásakor, mivel mind az önbeporzó, mind a keresztbeporzó fajtáknak megvannak a maga előnyei és hátrányai.
Beporzás gabonafélékben
A zab, rozs, búza, köles, árpa a mezőgazdasági gabonafélék képviselői. A virágokon 2 lemma, 2 pellice, három porzó és egy bibe található. Kibontatlan virágokban önbeporoznak. Miután a virág kinyílt, a keresztbeporzás gyakorlatilag lehetetlen.
Önbeporzás a gyümölcsfáknál
Bár a legtöbb gyümölcsfajta virága bibéket és porzót is tartalmaz, az öntermékenyülés a legtöbb esetben kizárt. Ennek oka a porzók és a bibe időben elválasztott érése. Ezért növelheti a hozamot, például a cseresznye esetében, ha több fát ültet a közelben. De a mesterségesen nemesített fajtákban az önbeporzás üdvözlendő. Ilyen például a nektarin. De ne várja el, hogy magból termékeny növényt neveljen. Az ilyen hibrid formákban a következő generációk hibrid depressziót tapasztalnak - az életképesség és a termés csökkenését.
Szelekció és önbeporzás
Ezt a jelenséget széles körben alkalmazzák a növénynemesítésben. Tudjuk, hogy az önmegtermékenyítés és a közeli rokon élőlények keresztezése átmenethez vezetgének homozigóta állapotba kerülnek, és az életképesség és a termelékenység csökkenéséhez, majd degenerációhoz vezet. A felhalmozódó mutációk folyamatos folyamata, amelyek többsége recesszív és kedvezőtlen, ennek az elnyomásnak az oka. A keresztbeporzású növényekben ezek a mutációk heterozigóta állapotban vannak, és semmilyen módon nem nyilvánulnak meg. Az önbeporzással sokszorosára nő a homozigóta átalakulásuk valószínűsége, de a természetes elimináció miatt nem maradnak meg a populációban. Az önbeporzást a tenyésztés során tiszta (homozigóta) vonalak létrehozására használják rögzített tulajdonságokkal. A termelékenység csökkenése ellenére a hibridizáció után gyakran megjelenik a heterózis jelensége - az önbeporzó fajtákból származó hibridek erőssége. Ezt a jelenséget interline hibridizációnak hívják, és a boltokban pont ilyen hibrid magvakat láthatunk (ezeket F1 szimbólummal jelölik). Az első generációban a hibridek terméshozam tekintetében felülmúlják a tiszta vonalakat, de a következő generációkban a hibridek erejének hatása megszűnik.
