ما هو التكاثر لا تلاقحي

التكاثر لا تلاقحيّ (Apomixis) مشتق من كلمتين يونانيتين (APO) وتعني بعيدًا عن و(mixed) وتعني فعل الاختلاط أو الدمج، ويشير إلى تكوين النبات من بذرة دون إخصاب أو تكاثر جنسي طبيعي، ويمكن وصف تكاثر لا تلاقحيّ بشكل أفضل كمرجع للعملية اللاجنسية والنبات المنتج هو استنساخ للنبات الأم.

كيف يحدث التكاثر لا تلاقحي

أثناء التكاثر الجنسي تؤدي الخطوات التنموية التي تحدث داخل البويضة إلى إنتاج الطور المشيجي الأنثوي (كيس الجنين) وبعد حدث الإخصاب المزدوج يؤدي إلى تكوين هياكل الجنين والسويداء، وتكاثر لا تلاقحيّ شائع جدًا في النباتات العليا، ومن المعروف أنّ النباتات التي تضم أكثر من 35 عائلة هي نباتات لا تلاقحية وعلى سبيل المثال الفصيلة القبئية والفصيلة الوردية والفصيلة النجمية والفصيلة السذابية جمعها تظهر الحبوب الرئيسية مثل الذرة والقمح تكاثر لا تلاقحيّ.

أنواع التكاثر لا تلاقحي

يتم التعرف بشكل عام على ثلاثة أنواع من تكاثر لا تلاقحيّ وهم التكاثر البوغيّ البركيّ (diplospory) والتكاثر لا بوغيّ (apospory) وتكاثر الأجنة العرضية (adventitious embryony).

1- التكاثر البوغيّ البركيّ: في هذا النوع من التكاثر يُشتق كيس الجنين من البوغ الكبري إما مباشرة عن طريق الانقسام الفتيلي أو عن طريق مقاطعة الانقسام الاختزالي، وفي حالة الانقسام الفتيلي ينقسم البوغ الكبري إلى ثلاث مرات لتشكيل ثمانية نوى، والجنين غير مخفض وله نفس العدد من الكروموسومات والمواد الوراثية.

2- التكاثر لا بوغيّ: في التكاثر لا بوغيّ تؤدي الخلايا النووية إلى ظهور كيس الجنين عُذريّ، كما إنّه النوع الأكثر شيوعًا من تكاثر لا تلاقحيّ في النباتات العليا، وتتمايز الخلايا الأولية من التكاثر لا بوغيّ وتخضع للانقسام الفتيلي لإنتاج كيس جنيني، وفي بعض الأحيان يمكن العثور على أكياس متعددة للأجنة، ويمكن أن يحدث بدء كيس جنين لا بوغيّ والجنس في وقت واحد أو يمكن أن يزيح أو يقطع تكوين كيس الجنين الجنسي.

3- تكاثر الأجنة العرضية: إنّه نوع من الطور البوغي للتكاثر لا تلاقحيّ (sporophytic apomixis) حيث يتم إنتاج الأجنة مباشرة من النواة أو تكامل البويضة، ويتطور الجنين عن طريق الانقسام الفتيلي ويشكل بنية تشبه البرعم، ومطلوب الإخصاب المتزامن في كيس الجنين الجنسي المجاور لتكوين بذور قابلة للحياة، وتنمو الأجنة النامية باتجاهها للحصول على العناصر الغذائية والإشارات من كيس الجنين.

أنواع أخرى من التكاثر لا تلاقحي

1- التكاثر لا تلاقحيّ المتكرر: في تكاثر لا تلاقحيّ المتكرر تكون كل من خلية البويضة والجنين ثنائية الصبغة ويتم تطوير كيس الجنين من الخلية الأم للبوغ الكبري.

2- التكاثر لا تلاقحيّ غير المتكرر: في حين يكون التكاثر لا تلاقحيّ غير المتكرر كل من خلية البويضة والجنين أحادي الصبغة ويتم تطوير الجنين مباشرة من خلية بويضة بدون إخصاب.

2- التكاثر لا تلاقحيّ الخضري: في هذا النوع من التكاثر لا تلاقحيّ يتم إنتاج بصيلات أو براعم نباتية في الإزهار بدلاً من الزهور، ويمكن استنساخها بسهولة ويمكن رؤيتها في بعض النباتات مثل توت الأرض وأغاف ونبات القبأ البصيلي وما إلى ذلك.

فوائد التكاثر لا تلاقحي

نحن بحاجة إلى فهم ما هو التكاثر لا تلاقحيّ وما هي أهميته حيث إنّه يمنح عددًا من المزايا للنباتات التي تجعلها أكثر كفاءة ومرونة فمثلًا:

1- يساعد في إنتاج البذور المهجنة.

2- كما إنّها واحدة من أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة لإنتاج البذور.

3- يمنع التكاثر لا تلاقحيّ فقدان سمات معينة في الهجين.

4- يضمن التكاثر لا تلاقحيّ أنّ النبات يتكاثر حتى في حالة غياب الملقحات أو انقراضها.

5- يوفر التكاثر لا تلاقحيّ الكثير من طاقة الأم التي كانت ستضيع لولا ذلك لإنتاج ذرية غير قابلة للحياة أو غير صالحة، ومن ثم يتم توفير تكلفة الانقسام الاختزالي ويتم إنفاق طاقة أقل.

6- يوفر التكاثر لا تلاقحيّ أيضًا طاقة الذكور في بعض النباتات عن طريق منع تكلفة إنتاج حبوب اللقاح.

الأهمية في صناعة البستنة

التكاثر لا تلاقحيّ هو محفز في النباتات التي تستخدم آليات تحرير الجينات مثل الجينات المعدلة (CRISPR / Cas9)، وهي تقنية فريدة من نوعها على أحدث طراز فاز بها إيمانويل شاربنتييه وجنيفر آن داودنا مؤخرًا جائزة نوبل 2020 في الكيمياء، ويتم استخدامه لتحرير أجزاء من الجينوم، وإذا تم إيجاد الموضع الوراثي في الجينوم فأنّه من الممكن أن يتم التلاعب بها ومن الممكن صنع العجائب في علم النبات، كما يمكن أن يؤدي تحرير الجينوم في مواقع التكاثر لا تلاقحيّ للحفاظ على النشاط الهجين (التغاير) وتسهيل عملية تطوير البذور الهجينة إلى ثورة أخرى في الزراعة وصناعة الأغذية، ويمكن تضمين الفائدة في صناعة البستنة من التكاثر لا تلاقحي بما يلي:

1- مصدر مخزون موحد وراثيًا.

2- مصدر جذور خالية من الفيروسات.

3- مصدر لبعض الشتلات القوية حقًا مقارنة بالتكاثر الخضري.

4- لها أهمية كبيرة في برامج تربية النباتات.