Renkantis sodinamąją medžiagą konkrečios augalo veislės aprašyme, daugelis vasaros gyventojų atkreipia dėmesį į įvairius apdulkinimo ar savidulkinimo būdus. Tai sąvokos, kurias visi mokėmės mokykloje per botanikos pamokas. Tačiau ne daugelis jau prisimena, ką jie reiškia. Atgaivinkime atmintį ir prisiminkime augalų apdulkinimo rūšis ir jų biologinę reikšmę. Ir tuo pačiu išsiaiškinsime, kodėl kai kurie mūsų augalai, pasodinti kaime ar ant palangės, neduoda vaisių.
Aukštųjų augalų generacinis organas
Gėlė yra modifikuotas ūglis, kuriame susidaro sporos ir gametos. Aukštesni augalai (angiosėkliai) turi sudėtingai išsidėsčiusius žiedus su daugybe prisitaikymo prie įvairių rūšių apdulkinimo. Įvairios detalės gėlė apjungia tiek lytinio, tiek nelytinio dauginimosi procesus. Pagrindinės gėlės sudedamosios dalys yra jos reprodukcinės dalys – vyriškasis androecium (kuokeliai) ir moteriškasis ginekumas (piestelė su kiaušidėmis, stiliumi ir stigma). Žiedai gali būti dvilyčiai (yra ir piestelė, ir kuokeliai) irtos pačios lyties (yra arba piestelė, arba kuokeliai). Kitos gėlės dalys yra labai įvairios ir atlieka specifines funkcijas.
Kuokelių ir piestelių susitikimas
Apdulkinimas yra žiedadulkių pernešimo iš kuokelių į piestelės stigmą procesas. Be to augalų dauginimasis, vaisių ir sėklų susidarymas neįmanomas. Evoliucinio vystymosi procese augalai sukūrė keletą būdų, kaip atlikti šį perdavimą naudojant biotinius ir abiotinius gamtos veiksnius. Ekologijoje išskiriami du apdulkinimo tipai:
- Žiedadulkių pernešimas iš vienos gėlės į kitos žiedadulkes. Šis procesas vadinamas kryžminiu apdulkinimu arba ksenogamija. Tai atliekama dėl biotinių (vabzdžių, paukščių, šikšnosparnių) ir abiotinių (vėjo, vandens) veiksnių.
- Autogamija (savidulkė). Tai žiedadulkių pernešimas ant vienos gėlės stigmos. Autogamija nėra tokia įprasta laukinėse formose.
Tai yra apdulkinimo rūšys, kurios kai kurie augalai gali keistis.
Savadulkės sąlygos
Tačiau privaloma savidulkos įgyvendinimo sąlyga yra gėlės biseksualumas. Atsitiktinis žiedų apsidulkinimas nėra retas atvejis. Bet tai gali atsirasti tik tada, kai žiedadulkės ir grūstuvės yra fiziologiškai suderinamos. Daugelyje augalų žiedadulkės nedygsta į žiedadulkių vamzdelį, o tai yra ribojantis veiksnys kryžmadulkes augalams. Yra keletas veiksnių, kurie prisideda prie atsitiktinės autogamijos. Reguliarus augalų (pavyzdžiui, žirnių, pupų) savaiminis apdulkinimas gali turėti gravitacinį mechanizmą. Šiuo atveju žiedadulkėsveikiant gravitacijai patenka ant stigmos. Kitais atvejais savidulkė vyksta kaip kontaktinė autogamija – kuokelis liečiasi su piestelės stigma. Žiedadulkių nešiotojai žiedo viduryje gali būti rasos lašeliai ir žiede gyvenantys smulkūs vabzdžiai (tripsai). Kai kuriuose augaluose procesas vyksta pumpuruose ir visiškai pašalina kryžminio apdulkinimo galimybę.
Neprivalomas savaiminis apdulkinimas
Šio tipo autogamijos ypatybė yra nestabilios sąlygos, kurios nėra palankios kryžminiam apdulkinimui. Šis savaiminio apdulkinimo būdas randamas javuose, saulėgrąžoje ir plunksninėse žolėse. Šiuose augaluose, esant sausrai ar žemai temperatūrai, formuojasi vienalyčiai žiedai, o esant šiltam ir drėgnam orui – dvilyčiai. Šių augalų kryžminis apdulkinimas atliekamas vėjo pagalba, o esant sudėtingoms tokio apdulkinimo įgyvendinimo sąlygoms, biologiškai patartina griebtis savidulkos.
Evoliucinė vertė
Savadulkė evoliucine prasme turi neigiamą reikšmę. Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, evoliucija reikalauja laisvo kryžminimo, kurį užtikrina kryžminis apdulkinimas. Būtent tai padidina alelių įvairovę (geno ekspresijos laipsnį) populiacijose. O savidulkė, priešingai, sukelia alelių homozigotiškumą (vienodumą). Tačiau tam tikromis aplinkybėmis savaiminis apdulkinimas gali lemti naujų formų išskyrimą, izoliaciją ir fiksavimą populiacijoje alelių, duodančių augalui palankius ženklus. Tiksliai prietai yra teigiama evoliucinė autogamijos ir ksenogamijos kaitos reikšmė.
Savadulkės augalai
Tokiuose augaluose žiedadulkės dažniau pernešamos neatsivėrusiame pumpuruose (pavyzdžiui, pupelėse ir žirniuose) arba neatsivėrusio lapų vamzdelio (miežių) laikotarpiu. Žirniai, pupelės, miežiai, kviečiai, avižos, pomidorai, baklažanai ir daugelis kitų laikomi žemės ūkio kultūrų savidulkiais. Kodėl jie skaičiuojami? Kadangi savaiminis apdulkinimas negali būti absoliutus, visada yra galimybė įvežti kitų augalų žiedadulkes. Net uždarus pumpurus kartais apgraužia vabzdžiai ir jie perneša kitų augalų žiedadulkes! Kokios savidulkės savybės? Tai neabejotinai augalai su dvilyčiais žiedais, didelėmis plunksninėmis stigmomis ir daug žiedadulkių. Be to, jų žiedai neturi ryškių žiedlapių, nektarijų ir malonaus kvapo.
Violetinių žiedų savaiminis apdulkinimas
Gamtoje žibuoklės yra kryžmadulkės ir autogamiškos. Mūsų kambarinės žibuoklės yra kruopštaus selekcininkų darbo rezultatas. Jie turi tokią kuokelių ir piestelių struktūrą, kad kryžminis apdulkinimas be žmogaus įsikišimo yra beveik neįmanomas. Apdulkinimas vyksta net neatsiskleidusiame pumpure, ir tik kantrus mėgėjas specialios technikos pagalba gali apdulkinti skirtingų spalvų žibuokles, kad išvestų naujas veisles. Dėkojame entuziastams už šių gėlių įvairovę, puošiančią mūsų palanges!
Partenokarpiniai agurkai
Šiuolaikinis veisimas siūlo daugybę veisliųagurkų, tiek savidulkių (partenokarpinių), tiek vabzdžių apdulkintų. Šie augalai veisiami specialiai ankstyvam auginimui šiltnamiuose, kur nėra natūralių apdulkintojų. Pirkdami sėklas, turite sustoti ties veislės savybėmis, nes ir savidulkės, ir kryžmadulkės veislės turi savo privalumų ir trūkumų.
Javų apdulkinimas
Avižos, rugiai, kviečiai, soros, miežiai yra žemės ūkio javų atstovai. Gėlės turi 2 lemas, 2 žiedus, tris kuokelius ir vieną piestelę. Neatsiskleidusiuose žieduose jie apsidulkina. Kai gėlė prasiskverbia, kryžminis apdulkinimas praktiškai neįmanomas.
Vaismedžių savidulkė
Nors daugumos vaisių veislių žiedai turi ir piestelių, ir kuokelių, daugumoje savaiminio apvaisinimo galimybės nėra. Priežastis yra atskirtas kuokelių ir piestelės brendimas. Štai kodėl galite padidinti derlių, pavyzdžiui, vyšnių, šalia pasodinę keletą medžių. Tačiau dirbtinai išvestose veislėse savaiminis apdulkinimas yra sveikintinas. Pavyzdys yra nektarinai. Tačiau nesitikėkite, kad iš sėklos išauginsite produktyvų augalą. Esant tokioms hibridinėms formoms, kitos kartos patiria hibridinę depresiją – sumažėja gyvybingumas ir derlius.
Atranka ir savidulkė
Šis reiškinys plačiai naudojamas augalų selekcijoje. Žinome, kad savaiminis apvaisinimas ir glaudžiai susijusių organizmų kryžminimas veda į perėjimągenai į homozigotinę būseną ir lemia gyvybingumo bei produktyvumo sumažėjimą, o vėliau degeneraciją. Šios priespaudos priežastis yra nuolatinis besikaupiančių mutacijų, kurių dauguma yra recesyvinės ir nepalankios, procesas. Kryžminio apdulkinimo augaluose šios mutacijos yra heterozigotinės būsenos ir niekaip nepasireiškia. Apdulkinant, jų perėjimo į homozigotą tikimybė išauga daug kartų, tačiau dėl natūralaus pašalinimo jie populiacijoje nelieka. Savaiminis apdulkinimas veisiant naudojamas kaip priemonė grynoms (homozigotinėms) linijoms su fiksuotomis savybėmis sukurti. Nepaisant produktyvumo sumažėjimo, po hibridizacijos dažnai pasireiškia heterozės reiškinys - hibridų stiprumas iš veislių, turinčių savidulkes. Šis reiškinys vadinamas interline hibridizacija, o parduotuvėse galime pamatyti kaip tik tokias hibridines sėklas (jos pažymėtos F1 simboliu). Pirmoje kartoje hibridai derlingumu lenkia grynąsias linijas, tačiau vėlesnėse kartose hibridų stiprumo poveikis išnyksta.
