گرده افشانی چیست؟ – و با چه روش هایی انجام می گیرد؟

در گیاهان دانه دار و در فرایند تولید مثل آن ها عمل گرده افشانی انجام می شود. طی این فرایند دانه های گرده از عضو نر گیاه که پرچم نامیده می شود، به مادگی همان گیاه که عضو ماده گیاه است یا گیاهی دیگر منتقل می شوند. در واقع اگر انتقال دانه گرده از پرچم گیاه به کلاله مادگی همان گیاه انجام شود خود گرده افشانی و اگر از پرچم یک گیاه به کلاله مادگی گیاهی دیگر (گیاه هم جنس) انجام شود دگرگرده افشانی نامیده می شود. این فرایند می تواند به صورت مستقیم یا غیر مستقیم انجام بگیرد. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک درباره گرده افشانی که از آن در کتاب علوم سال هشتم نیز بحث شده است، توضیح خواهیم داد.

فهرست مطالب :

۱- گرده افشانی چیست؟

۲- انواع روش های گرده افشانی

۱-۲- خود گرده افشانی

۲-۲- دگر گرده افشانی

۳- برخی از گیاهانی که گرده افشانی ندارند

۴- رویش دانه گرده

۵- لقاح گیاه

۶- گرده افشانی دستی چیست؟

۱- گرده افشانی چیست؟

گرده افشانی فرایندی حیاتی در گیاهان می باشد که هدف نهایی آن تولید مثل بوده و طی آن دانه های گرده از پرچم به کلاله مادگی منتقل می شوند. گیاهان موجوداتی ساکن هستند که توانایی حرکت ندارند تا مانند جانوارن بتوانند برای انجام تولید مثل جنسی یا پیدا کردن جفت از محلی به محل دیگر مهاجرت کنند. بنابراین تولید مثل در آن ها محدودیت هایی داشته و با چالش هایی همراه است.  پس آن ها برای جلب توجه از موادی چسبناک یا بوی خوش و رنگ های خاص استفاده می کنند تا موجوداتی که عمل گرده افشانی را انجام می دهند به سمت آن ها جذب بشوند. بدین ترتیب گیاه می تواند تولید مثل کند و ژن خود را به نسل های بعدی انتقال دهد.

۲- انواع روش های گرده افشانی :

اگر انتقال گرده از عضو نر گیاهی به مادگی همان گیاه صورت بگیرد خود گرده افشانی و اگر این انتقال از عضو نر گیاه به کلاله مادگی گیاهی دیگر انجام شود دگرگرده افشانی نامیده می شود.

۱-۲- خود گرده افشانی :

یکی از اصلی ترین روش های گرده افشانی که در آن گیاه به صورت مجزا و مستقل از سایر گیاهان خود را بارور می کند یا توسط گرده های گیاه مشابه بارور می شود، خودگرده افشانی نام دارد. یکی از معایب این روش تولید مثلی، این است که گیاه حاصل از آن نسبت به گیاهی که در نتیجه آمیزش دو گیاه مختلف به وجود می آید مقاومت ژنتیکی کمتری دارد ولی در کل کارآمدی این روش بسیار بالا است. دلیل این مقاومت این است که  ژن های گیاه حاصله از دو منبع واحد منشا گرفته و فاقد تنوع ژنتیکی می باشد.

این امر در دنیای ایده آل مشکلی ایجاد نمی کند. ولی در دنیای واقعی که تغییر شرایط محیطی یک امر محتمل است تنوع ژنتیکی گونه ها اهمیت بسیار زیادی دارد. به طوری که اگر شرایط تغییر کند و مطابق سازگاری گیاه نباشد نه تنها بقای یک گیاه بلکه بقای کل گونه به دلیل شبیه بودن همه گیاهان آن گونه به هم، با خطر مواجه می شود. به همین دلیل است که بعضی از گیاهان برای جلوگیری از خود گرده  افشانی از مکانیسم های محافظتی ویژه ای استفاده می کنند.

۲-۲- دگر گرده افشانی :

وجود حدود ۴۰۰ هزار گونه گل ده در کل دنیا تخمین زده شده است که تقریبا ۷۵ درصد این گونه ها از روش دگر گرده افشانی برای تولید مثل و تولید گونه های با دوام استفاده می کنند. طبیعت و عوامل مختلف نیز در این روش به کمک گیاهان می آیند و دانه گرده را از گیاهی به گیاه دیگر منتقل می کنند که این عوامل شامل موارد زیر می باشد.

 * باد :

بنا بر نظر دانشمندان بیشتر گرده افشانی های متقابل توسط حیوانات و به ویژه حشرات انجام می گیرد. ولی باد هم به عنوان یک عامل خارجی نقش حائز اهمیتی در انتقال دانه گرده دارد. گرده هایی که در عضو نر گیاهان تولید می شود توسط باد جا به جا می شوند و موجب بروز آلرژی به ویژه در فصل بهار که فصل تولید مثل گل ها است در برخی از افراد می شوند. در گیاهانی که تخمک های آشکاری دارند و دسترسی به آن آسان است از جمله بیشتر درختان مخروطی، آنموفیلی توسط باد انجام می شود. سازگاری در طبیعت به وجود آمده است که موجب شده گرده هایی که توسط باد حمل می شوند، نسبت به سایر گرده ها که به وسیله حشرات یا سایر عوامل منتقل می شوند، وزن کمتری داشته باشند.

* حشرات و پرندگان و سایر جانوران :

گیاهان به وسیله بو، شکل و رنگ های درخشان خود، جانوران خاصی را به سمت خود جلب می کنند. بیشتر گرده افشانی به وسیله جانوران بالدار انجام می گیرد. این پرندگان که در پی یافتن شهد و شیره های گیاهان هستند در پی فرود آمدن روی گل های مختلف گرده های چسبناک را با خود حمل کرده و آن ها را از گیاهی به گیاه دیگر منتقل می کنند و موجب تولید مثل این گیاهان می شوند. با گذشت زمان گرده افشان ها تخصصی تر شده اند. به طوری که مثلا بعضی از حشراتی که در شب فعالیت می کنند بیشتر جذب گل های سفید رنگ می شوند، یا در مناطقی که تعداد زیادی حشره وجود دارد، گل های زرد و سفید نسبت به سایر گل ها بیشتر هستند و بدین ترتیب با هم همزیستی مسالمت آمیز دارند.

علاوه بر موجودات بالدار برخی از جهندگان، پستانداران کوچک و حشرات خزنده و حتی آب نیز می توانند گرده ها را بین گیاهان منتقل کنند. البته زنبورها مهم ترین گرده افشان های بالدار هستند که هر ساله حدود ۷۵ درصد از تولیدات میوه ها، سبزیجات و آجیل ها با گرده پراکنی این حشرات انجام می شود.

۳- برخی از گیاهانی که گرده افشانی ندارند :

* هویج

* پیاز

* تربچه

* چغندر

* کاهو

* خانواده کلم

موارد بالا و تعداد زیادی از سایر گیاهان از این روش برای تولید مثل استفاده نمی کنند و برخی از آن ها مثل موز که با روش قلمه زنی تکثیر پیدا می کند برای تولید میوه گرده افشانی نمی کند.

۴- رویش دانه گرده :

بعد از این که گرده افشان ها دانه های گرده را از عضو نر به مادگی منتقل کردند، این دانه روی کلاله مادگی که چسبناک و مرطوب است قرار می گیرد و مایع چسبناک کلاله را جذب کرده و بزرگ و متورم می شود. سپس دانه گرده در منافذ خود، لوله هایی به نام لوله گرده را تشکیل می دهد که فقط یکی از آن ها موفق می شود که رشد کند و خودش را به تخمدان برساند. این دانه دو هسته روینده و زاینده دارد که لقاح انجام می دهند.

۵- لقاح :

زمانی که دو یاخته نر و ماده با یکدیگر ترکیب شده و آمیزش کنند می گوییم لقاح انجام گرفته است. یاخته های نر و ماده در گیاهان گلدار از نظر شکل و اندازه با یکدیگر متفاوت هستند، به یاخته نر این گیاهان اسپرم و به یاخته ماده آن ها تخم زا می گویند. از ترکیب هسته های هاپلوئیدی اسپرم و تخم زا، یک یاخته دیپلوئید به نام یاخته تخم ایجاد می شود. یک اسپرم دیگر نیز با مادر آندوسپرم یا هسته ثانویه ترکیب شده و سلولی با کروموزوم n۳ به نام آندوسپرم اولیه ایجاد می کند. این فرایند یعنی ترکیب همزمان دو اسپرم با تخم زا و هسته ثانویه را لقاح مضاعف می گویند.

سلول تخم بعد از ایجاد، به تعداد زیاد تقسیم میتوز انجام داده، رشد می کند و جنین کوچکی را تشکیل می دهد. آندوسپرم اولیه نیز با رشد خود بافت آندوسپرم که به تغذیه گیاه کمک می کند را ایجاد می کند. بافت آندوسپرم به وسیله جنین مصرف می شود و بدین ترتیب هیچ سلولی با  کروموزوم n۳ در گیاه باقی نمی ماند.

۶- گرده افشانی دستی چیست؟

گرده افشانی دستی یا مکانیکی روشی است که به صورت فیزیکی و توسط انسان انجام می شود. در صورتی که گرده پراکنی به طور طبیعی نامطلوب و ناکافی باشد برای افزایش باروری و تولید مثل و به طور کلی بازدهی گیاهان از این روش استفاده می شود. روش کار به این شکل است که دانه گرده به طور دستی و توسط پنبه یا برسی کوچک از پیاز و قسمت نر گیاه به مادگی منتقل می شود، گاهی هم گلبرگی را از گل نر برداشته و آن را با کلاله مادگی تماس می دهند که این روش معمولا در گیاهانی مثل گوجه فرنگی که دو جنسیتی هستند انجام می شود.

این روش معمولا در مناطقی که گرده افشان های طبیعی به آن دسترسی ندارند مثل گلخانه ها و مناطق شهری انجام می شود. یکی از مزایای این روش این است که فرایند تولید مثل گیاه تحت کنترل انسان قرار می گیرد. همچنین از مزایای دیگر گرده افشانی دستی می توان به جلوگیری از هدر رفتن انرژی، فضا و افزایش راندمان تولید در مقیاس کوچک اشاره کرد. در پروژه های بزرگ و گسترده مثل باغات میوه وسیع یا محل های تولید بذرها استفاده از گرده افشانهای طبیعی مثل زنبورهای عسل گزینه مناسب تری خواهد بود.