نشرة الحقائق العلمية | أنواع التلقيح و الآليّات التي تُعيق و تتيح تحقيق التلقيح الذاتي

ستقرأ في هذه المقالة عن:  أنواع التلقيح | الآليّات التي تساعد في تحقيق التلقيح الذاتي | الآليّات التي تعيق تحقيق التلقيح الذاتي

^* اللِّقــاح: حبوب دقيقة تنتج في الأعضاء الذكرية للنباتات الزهرية والنباتات حاملة المخاريط ويسمّى أيضًا غبار الطلع. وتتكون البذور بعد نقل اللقاح من الجزء المذكر إلى الجزء المؤنث للنبات. ويسمى هذا النقل بعملية التلقيح.

يتم معظم التلقيح عن طريق الطيور والحشرات والرياح. وتتميز معظم الأزهار التي تلقح عن طريق الطيور والحشرات بأن لها أزهارًا ملونة، ورائحة تجذب بها الحيوانات. وعند ملامسة تلك الحيوانات للزهرة تلتصق حبوب اللقاح بأجسامها فتحملها بعد ذلك إلى الأزهار الأخرى. وتحمل الرياح اللقاح من زهرة إلى أخرى، ومن مخروط إلى آخر. وتتميز معظم الأزهار التي تلقح بوساطة الرياح بأنها ليست ذات ألوان زاهية، أو رائحة عطرية.

يُنتج النبات المُزهر اللقاح في الأسدية، وهي الجزء المذكر من الزهرة. ويحدث النمو بعد التلقيح في الجزء المؤنث والمسمى المدقَّة. وينتج النبات الحامل للمخاريط لقاحًا في مخاريط اللقاح الذكرية (المِئبَر). ويحدث التلقيح عندما تحمل الرياح اللقاح من مخاريط اللقاح الذكرية إلى المخاريط البذرية الأنثنوية (الميسم).

^** أنواع التلقيح (الذاتي و الغير ذاتي): يمكن للبُيَيضة (egg cell) الموجودة في البُذيرَة ( راجع أعضاء الزهرة قبل أن تقرأ المقالة أضغط هنا ) أن تتلقّح من حُيَي منوي (sperm) قادم من حبات اللقاح (أو غبار الطلع) للزهرة ذاتها أو من زهرة أخرى موجودة على ذات النبتة. في كلتا الحالتين , تسمى عملية التلقيح هذه "تلقيح ذاتي" أو self-pollination . و قد سمّيت بهذا الإسم لأن عملية التلقيح تتم ضمن نبتة واحدة. أما إذا كان الحيي المنوي قادم من زهرة مجاورة - أي ليس من النبتة ذاتها - فإن الحالة هذه تسمى "تلقيح غير ذاتي" أو "تلقيح خلطي" للزهرة: cross-pollination.

كلتا الطريقتين عاديّة , و لكن للتلقيح الغير ذاتي ميزات تساعد في تطوّر خصائص النبات. فنحن تعلّمنا في علم الأحياء (Biology) أن تلقيح فأرتَين لا تحملان ذات الخصائص ( كلون الوبر , و طول الأنف و  إلخ .. ) سينتج عنه ذريّة تحمل خصائص مختلطة - مستمدّة من خصائص الأب و الأم , و توصف الذريّة بأنها "هجين" أي hybrid.  إن هذا هو تماما ما يحصل في التلقيح الغير ذاتي - فعندما تتلقح النبتة التي تحمل مثلا خصائص "القدرة على محاربة الصقيع" مع نبتة أخرى من ذات النوع عندها خاصيّة "ضخامة ثمارها", فسيكون هناك احتمال لبروز ذُريّة لديها خاصيّة محاربة الصقيع و خاصيّة ضخامة الثمار معاً. و قد تلاحظ ان بعض الذرية التي نتجت عن تلقيح غير ذاتي قادرة على تحمّل تغيّرات حادّة في المناخ, بعكس تلك التي تلقّحت ذاتيّا. و على الرغم من ضمانة أو كفالة التلقيح الذاتي في البيئات المستقرة, إلا أنه - في الحالتين - أقل أهمية من التلقيح الغير ذاتي.

 و في حالات النباتات التي تكون أزهارها المؤنثة منفصلة عن أزهارها المذكّرة يكون هناك إحتمالين في عملية التلقيح: إما أن تحصل عملية التلقيح من جرّاء إنتقال حبوب اللقاح من الأزهار المؤنثة إلى الأزهار المذكرة الموجودة على ذات النبتة, و إما أن تنتقل حبوب اللقاح إلى الأزهار المذكرة آتية من نبتة مجاورة. هنا يكون للتلقيح الغير ذاتي نتائج أفضل, بحيث ينتج محاصيل و بذور أكثر, و ذات جودة عالية. هناك مثال دراماتيكي يوضّح ما نتكلم عليه و هو نبات الذرة. ينتج عن تلقيح الذرة تلقيحا غير ذاتيا محاصيل رهيبة و خاصة عند تلقيح الذريّات الهجينة (hybrid) مع بعضها البعض.

الآليّات التي تساعد في تحقيق التلقيح الذاتي: في مراحل عدّة, يحصل التلقيح الذاتي للزهرة بنجاح في نهاية عمرها. قد تطوّر النباتات نفسها و تصبح قادرة على التلقّح ذاتيا إذا كانت تعيش في محيط فقير بالثروة الحيوانية - التي تُعد عاملا أساسيا في تحقيق التلقيح الغير الذاتي (او التهجيني) , أو إذا كانت تعيش في محيط تبعُد فيها النباتات ذات النوع المشابه عن بعضها. و هذه العوامل كلّها تمنع النباتات من تحقيق التلقيح الغير ذاتي, و لهذا السبب تصبح مرغمة على تطوير أو تكييف ذاتها لتصبح قادرة على التلقّح ذاتيّا. و بالتالي, تحُدّ عملية التلقيح الذاتي من سرعة تناسل النبات و تنحصر أوقات التناسل عند النبتة إلى حين توفّر الظروف المناسبة التي تساعدها على التلقيح الذاتي. و أظنكم الآن عرفتم لماذا يكون التلقيح الذاتي شائع لدى النباتات التي تثمر سنويّا (أي مرّة واحدة في السنة). تعمدُ النباتات التي تزهر سنويّا إلى إنتاج عدد ضخم من البذور حتى تضمن البقاء لفصيلتها.

 إن عملية تبنّي ناجحة للتلقيح الذاتي قد حصلت لدى بعض أنواع النباتات التي إنقرضت مُلقّحاتها الطبيعية (من حشرات, و غيرها). و هناك نباتات أخرى طوّرت ذاتها فأصبحت لا تتفتّح أوراقها مما يعني ضمان تحقيق التلقيح الذاتي مئة في المئة. و من الآليّات الأخرى التي تستعملها النباتات لضمان تلقّحها ذاتيّا هي إنتاج بذور (ما ينتج عن عمليّة التلقيح - و الذي يعادل الجنين عند الإنسان) دون خضوعها لعمية تلقيح, و من هذه النباتات الهندباء البريّة. و تجدر الإشارة إلى أن سلالة نبات الفصيلة الأخيرة تظهر تشابها جينيّا شبه تام بالنبتة الأم و لكن تُظهر بالوقت ذاته قُدرة جيّدة على البقاء إذا كانت متكيّفة مع محيطها. 

الآليّات أو التقنيات التي تُعيق التلقيح الذاتي:

• بنيويّا: لا عجب أن العديد من النباتات طوّرت نفسها آليّات لمنع حصول التلقيح الغير ذاتي (أو الخلطي) لدى أزهارها. فالبعض, كالنخيل مثلا, أصبحت تنتج كل جنس من الأزهار على حِدى ( أي تحتوي على أزهار ذكريّة منفصلة عن الأزهار الانثوية, و لكن موجودتين على ذات الشجرة). إن العملية التي تعيق تحقيق التلقيح الذّاتي في هذه النباتات المذكورة آنفا, و في تلك التي تحتوي على العضوين معا (الذكري و الأنثوي) في ذات الزهرة, هي تساقُط حبات اللقاح - غبار الطلع - في وقت إما باكرا (تكون المدقّة غير مستعدّة لتلقي حبوب اللقاح), و إما متأخّرا (لا تنجح فيه عملية التلقيح). و هناك طريقة أخرى تعتمدها أزهار بعض النباتات و هي نُضج السّداة (العضو الذكري) قبل المدقّة (العضو الأنثوي), و هذا يعني عدم نجاح عملية التلقيح الذاتي. و النباتات التي تصيبها هذه الحالة هي زهرة الزنبق, و فصائل النباتات التي يلقّحها الهواء: كالعُشب. و بإعتبارها شاذة عن القاعدة, تصاب بعض النباتات التي تتلقّح ذاتيّا بذلك (كالشعير و القمح و الشّوفان).
  و على سبيل المعرفة, إن الأفوكادو يحمل صفة الإزدواجية, فيمكن أن تكون أزهاره الذكرية منفصلة عن الأنثوية أو مجتمعة معا في ذات الزهرة. و تزرع هذه الأنواع من النباتات, التي تتميّز بإحتوائها على الخاصّيتين, مع بعضها لتشجيع التلقيح الغير ذاتي.
  إن بعض الآليات التي تحُدّ من حدوث التلقيح الذاتي عند الأزهار هي تبايُن أو اختلاف طول المدقّة عن السداة. ففي بعض الأنواع من النباتات, تكون المدقة طويلة بحيث يصعب وصول حبّات اللقاح - الموجودة على السّداة القصيرة - إليها.
   

• كيميائيا: إن العوامل الكيميائية هي الآليّة الثانية التي تُعيق عملية التلقيح الذاتي. فمن بعض الظواهر الكيميائية تلك: عدم نجاح حبّات اللقاح بالنمو  على ميسم الزهرة (الجزء الأعلى من العضو الأنثوي) أو فشل نموّ  قلم السِّمة (الجزء الواقع تحت الميسم) و بالتالي يؤدي إلى فشل حصول عملية التلقيح. و لاحظوا هنا أن العوائق ليست كالعوائق البنيويّة بل لها علاقة بالتفاعلات الكيميائية داخل الزهرة و التي تسبب لها 'العُقم'.