البيضة الملقحة ودورها في عملية الإخصاب لدى النبات

النبات هو هدية الطبيعة لأنّها توفر لنا الطعام والأكسجين والمأوى والملابس وما إلى ذلك كما يُعرفون أيضًا باسم المنتجين العالميين أو الأساسيين، ومثل كل الكائنات الحية الأخرى القدرة على التنفس والنمو والتطور والإفراز والتكاثر، فأن النباتات لديها القدرة على التكاثر عن طريق الإخصاب، وتم اكتشاف الإخصاب في النباتات المزهرة بواسطة رالف ستراسبيرغر (Ralph B. Strasburger) عام 1884، وتمت دراسة الإخصاب المزدوج لأول مرة في النباتات بواسطة نافاشين (Nawaschin) عام 1898، ويتضمن الإخصاب اندماج الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية من الذكور والإناث لتكوين زيجوت ثنائي الصبغة.

آلية الإخصاب في النبات

1- بسبب التلقيح يتم ترسيب حبوب اللقاح ذات الصلة على الميسم المستقبلة للكربلة.

2- تمتص حبوب اللقاح هذه الماء وتنتفخ ثم تنبت لإنتاج أنابيب حبوب اللقاح.

3- ينمو أنبوب حبوب اللقاح في الميسم ويمر عبر قلم الميسم ثم يتحرك نحو تجويف المبيض.

4- يتم تكوين اثنين من الأمشاج الذكور داخل الأنبوب أثناء نموه من خلال قلم الميسم.

5- بعد الوصول إلى المبيض يدخل أنبوب حبوب اللقاح البويضة مع طرفه الذي يخترق جهاز البيض.

6- يتمزق طرف أنبوب حبوب اللقاح ويطلق مشيجين من الذكور في كيس الجنين.

7- يقوم أحد الذكور بتخصيب البويضة لتشكيل الزيجوت ثنائي الصبغة من خلال عملية التزاوج.

8- تندمج الأمشاج الذكورية الأخرى مع نواتين قطبيتين لتشكيل ثلاثي الصبغيات (3n) السويداء الأولي، ويُعرف هذا بالاندماج الثلاثي، وتسمى الآلية التي تتضمن عملية إخصاب في كيس جنيني الإخصاب المزدوج.

كيف تتكون الثمار والبذور

1- تنقسم البويضة المخصبة عدة مرات لتشكيل جنين داخل البويضة.

2- تقوم البويضة بعد ذلك بتطوير طبقة صلبة حولها والتي تتحول تدريجياً إلى بذرة.

3- كل البويضات المخصبة في البويضات الموجودة في المبيض تنمو لتصبح بذرة.

4- يتطور مبيض الزهرة ويصبح ثمرة قد تكون طرية مثل نبات المانجو حيث كثير العصير وكذلك مثل البرتقال، فهي صلبة وجافة وخشبية مثل الفول السوداني واللوز.

5- قد تذبل البتلات والسبالات والأسدية وقلم المسم والميسم وتسقط.

6- الفاكهة تحمي البذور فالبذرة هي الوحدة التناسلية للنبات ويحتوي على نبات الجنين الصغير.

7- يسمى جزء النبات الصغير الذي يتطور إلى برعم بالسّاق الجنينيّة ويطلق على الجزء الذي يتطور إلى جذر اسم الجذير.

مرحلة الإنبات

1- يسمى جزء البذرة الذي يحتوي على طعام مخزن للنبتة الصغيرة باسم الفلقة.

2- يتطور النبات الصغير الموجود داخل البذرة إلى شتلة في ظل ظروف مناسبة مثل الماء والهواء ودرجة الحرارة وما إلى ذلك وهذا ما يسمى بالإنبات.

ما هي البيضة الملقّحة

ويمكن أن يطلق على الزيجوت أو البيضة الملقّحة (Zygote) ببساطة بأنّها خلية مدمجة أو مخصبة (بويضة)، وهي كلمة مشتقة من الكلمة اليونانية (Zygotos) والتي تعني ملتصق أو مقيد، ويتم تشكيلها من خلال عملية تسمى الإخصاب، وتحتوي البيضة الملقّحة أو الزيجوت على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات حيث النصف من الأمشاج الذكر (الأب) والنصف المتبقي من الأمشاج الأنثوي.

البيضة الملقّحة هي نقطة البداية لفرد جديد حقيقي النواة يتكاثر جنسيًا، وتضمن البيضة الملقّحة استمرار الأنواع وتنوع الأنواع، وسوف تعتمد السمة الوراثية للفرد النامي على جينات الأمشاج الذكرية والأنثوية المندمجة لتكوين البيضة الملقّحة، وتضمن البيضة الملقّحة الكروموسومات ثنائية الصبغيات في النسل، وعادة ما تنقسم البويضات الملقّحة الانقسامية وتتطور إلى كيسة أريمية متعددة الخلايا والتي بدورها ستتطور إلى جنين، ومع ذلك في بعض الفطريات أحادية الصيغة الصبغية سيحدث انقسام البيضة الملقّحة بشكل جزئي لتشكيل الفطريات أحادية الصيغة الصبغية.

البيضة الملقّحة هي أول خلية حقيقية النواة ثنائية الصبغيات تنتج عن اندماج الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية (الحيوانات المنوية والبويضة) أثناء التكاثر الجنسي، كما إنّها المرحلة الأولى من الجنين الذي ينمو منه كائن متعدد الخلايا، ويُرى أيضًا في الكائنات أحادية الخلية حيث بدلاً من أن تصبح أجنة تتكاثر لتنتج ذرية.

تشكيل البيضة الملقّحة

ببساطة يتم تكوين البيضة الملقّحة عن طريق اندماج الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) والأمشاج الأنثوية (البويضة)، وبشكل عام يندمج حيوان منوي واحد مع بويضة واحدة ولكن في بعض الحالات توجد أيضًا حيوانات منوية متعددة تندمج مع بويضة واحدة وتسمى عملية تكوين البيضة الملقحة بعملية الإخصاب.

أثناء عملية التلقيح يتم ترسيب حبوب اللقاح فوق الميسم وتحويلها إلى أنابيب حبوب اللقاح، ثم يهاجر أنبوب حبوب اللقاح نحو المبيض من خلال الميسم وقلم الميسم، وأثناء الترحيل يتم تشكيل اثنين من الأمشاج داخل أنبوب حبوب اللقاح، وعندما يصل أنبوب حبوب اللقاح إلى المبيض يتمزق ويطلق مشيجين من الذكور في كيس الجنين، وتندمج الأمشاج الذكرية مع البويضة لتكوين البيضة الملقّحة في عملية الإخصاب المزدوج، وتندمج إحدى نوى الحيوانات المنوية مع نواة البويضة لتشكيل (2n) زيجوت، وتندمج النواة التالية مع النواة (2n) لتشكيل نواة (3n) والتي عن طريق الانقسام الفتيلي ينتج عنها تكوين السويداء.

قد لا يشكل تكوين البيضة الملقحة في النبات دائمًا زيجوت (2n) أي ثنائي الصبغيات، ولكن قد يؤدي إلى تعدد الصبغيات، وقد يؤدي هذا إلى العديد من الآثار السلبية على النبات حيث قد تظهر حتى سلالات جديدة.

أنواع البيضة الملقّحة

تتشكل البويضات الملقّحات في جميع الكائنات الحية ثنائية الصبغية أو متعددة الصبغيات التي تتكاثر جنسيًا، وبناءً على شخصياتهم المختلفة بعض الأمثلة على الحيوانات الملقّحة هي:

1- الفطريات اللاقحة: ويسمى أيضا البوغ اللّاقحيّ (zygospore)، وأجسام الفطريات هي فطريات أحادية العدد، وتتطور إلى أمشاج ذكورية وأنثوية في مرحلة الطور المشيجى (Gametophytic) والتي سوف تندمج لتشكيل البيضة الملقّحة الفطرية وهذه العملية تسمى إندماج نووي أو تزواج نووي (karyogamy).

2- البيضة الملقّحة البشرية: تتشكل البيضة الملقّحة البشرية في قناة فالوب عندما يخصب الحيوان المنوي البويضة الأنثوية الناضجة المنبعثة من المبيض، وفي البداية يُنظر إلى الزيجوتات البشرية على أنّها تحتوي على عدد كروموسوم 4n لفترة مؤقتة، ولكن سرعان ما تنقسم إلى خليتين لكل منهما 2n كروموسوم، واللاقحة البشرية هي أكثر البيضة الملقحة التي تمت دراستها على نطاق واسع من أجل فهم أفضل للتنمية البشرية وعلم الأجنة وعلم الوراثة.

3- البيضة الملقّحة للنبات: قد تكون النباتات الملقحة ثنائية الصبغيات أو حتى تعدد الصبغيات، وقد تندمج الأمشاج غير المختزلة بشكل منفرد لتكوين البيضة الملقّحة متعددة الصبغيات، وتتشكل الملقحات داخل هيكل يسمى حاملة البُيَيْضة أو الرحم البدائي (archegonium).

4- البيضة الملقّحة الحيوانية: يشكل جميع أعضاء مملكة الحيوان الزيجوت كمرحلة أولى من حياتهم، وكل الحيوانات الملقحة ثنائية الصبغيات، والحيوانات التي لديها نظام إخصاب داخلي ستشكل زيجوتًا في قناة فالوب داخل جسم الأنثى بينما يكون الإخصاب وتكوين الزيجوت خارج الجسم في الحيوانات ذات الإخصاب الخارجي.