عملية إنبات حبوب اللقاح

إنّ إنبات حبوب اللقاح بعد التلقيح هو حدث إنبات آخر في دورة حياة عاريات البذور والنباتات المزهرة، ويتم تجفيف حبوب اللقاح مثل البذور على نطاق واسع قبل إطلاقها للمساعدة في الانتشار من نبات إلى آخر، وهي مكونة من غطاء واقي والعديد من الخلايا، وتعد الخلية الأنبوبية هي إحدى هذه الخلايا حيث تمتص حبوب اللقاح الماء وتنبت عندما ترتكز على ميسم الزهرة المستقبلة (أو مخروط أنثى في عاريات البذور).

ما هو إنبات حبوب اللقاح

أثناء الإنبات تتوسع الخلية الأنبوبية إلى أنبوب حبوب اللقاح، ثم ينمو أنبوب حبوب اللقاح باتجاه بويضة الزهرة حيث يطلق الحيوانات المنوية المتولدة في حبوب اللقاح للتخصيب، وحبوب اللقاح النابتة مع خليتيها من الحيوانات المنوية في طور عرسيّة نباتيّة مكرويّة الذكري البالغ من هذه النباتات، والإنبات هو عملية ظهور بذرة أو بوغ أو أي جسم تناسلي آخر بعد أن يكون خامدًا لفترة من الوقت، ويمكن أن يكون لامتصاص الماء والوقت والتبريد والسخونة وتوافر الأكسجين والتعرض للضوء دور في بدء العملية.

يأخذ الجنين الماء أثناء إنبات البذور مما يؤدي إلى إعادة ترطيب الخلايا وتوسيعها، ويزداد معدل التنفس بعد فترة وجيزة من بدء امتصاص الماء أو التشرب والأنشطة الأيضية المختلفة التي توقفت أو انخفضت بشكل كبير أثناء استئناف السكون، وترتبط هذه الأحداث بالتغيرات الهيكلية في عضيات الخلايا الجنينية (كيانات غشائية تشارك في عملية التمثيل الغذائي).

خطوات المشاركة في إنبات حبوب اللقاح

1- مرحلة تثبيت حبوب اللقاح: يتم تحديد تثبيت حبوب اللقاح بالميسم من خلال تقبل الميسم وكذلك شكل وهيكل حبوب اللقاح، وعندما يتم طرد حبوب اللقاح من المتك فإنّها إما جافة أو رطبة، كما تسقط حبوب اللقاح الرطبة بسهولة على الميسم وتكون العملية ميكانيكية في الأساس، واعتمادًا على طبقات الحبيبات وطبقات حبوب اللقاح للميسم تستقر حبوب اللقاح الجافة على الميسم، وعندما تهبط حبوب اللقاح فإنّها تمتص الماء وتبدأ في الإنبات.

2- مرحلة نمو أنبوب حبوب اللقاح: ترطيب الطبقة الداخلية التي تمزق الخارج هي العملية الأولية المرتبطة بنمو أنبوب حبوب اللقاح، ويطلق سطح الميسم عناصر مهمة مثل البورون والكالسيوم والتي تفتقر إلى حبوب اللقاح ولكنها ضرورية للإنبات، وتشكل الخلية النباتية ومكونات الإكسين أنبوب حبوب اللقاح داخل المدقة مما يسمح للخلايا الجبذرية بدخول البويضة، وينشأ أنبوب حبوب اللقاح من المسام البذرية الموجودة على حبوب اللقاح والتي يتم تغطيتها بطبقة رقيقة جدًا من الخارج، ويتم ترسيب محتوى الحبوب الكاملة في الأنبوب، وجمع السيتوبلازم بأكمله عند طرف الأنبوب مع فجوة تملأ ما تبقى من الأنبوب.

كما يتم إنشاء سدادات الكالوز على فترات منتظمة في جميع أنحاء الأنبوب للحد من السيتوبلازم عند الطرف، ومع طبقة خارجية من البكتين وطبقة بكتوسليلوز مركزية فإنّ أنبوب حبوب اللقاح عبارة عن هيكل ثلاثي الطبقات، فينمو أنبوب حبوب اللقاح في الفجوات بين الخلايا في قلم الميسم يتم تحديد المسار التالي للأنبوب من خلال خصائص قلم الميسم.

3- مرحلة دخول أنبوب حبوب اللقاح إلى البويضة: أخيرًا يدخل أنبوب حبوب اللقاح البويضة وهناك ثلاثة أنواع من الإخصاب تعتمد على مرور أنبوب حبوب اللقاح إلى المبيض وهي: الإخصاب النقيري والإخصاب كلازي والإخصاب الوسطي، ففي الإخصاب النقيري يصل أنبوب حبوب اللقاح إلى المبيض من خلال البويب من هذا النوع ومن الأمثلة على هذا الإخصاب لأنبوب حبوب اللقاح زهرة الزنبق، بينما في الإخصاب كلازي يدخل أنبوب حبوب اللقاح المبيض من خلال نهاية الكلازا في كلازي مثل نبات الفلوة، والإخصاب الوسطي فأنّ أنبوب حبوب اللقاح يصل إلى المبيض من خلال الحبل أو أغلفة البويضة من هذا النوع من مثل نبات القرع.

4- مرحلة دخول أنبوب حبوب اللقاح إلى كيس الجنين: هنا بداية تدخل أنابيب حبوب اللقاح المبيض من خلال البويب وبغض النظر عن كيفية دخولها إلى المبيض، كما يتم توجيه أنابيب حبوب اللقاح إلى سيتوبلازم التآزر بواسطة الجهاز الشعيري، ويتم إنتاج الأمشاج الذكرية عندما تنقسم الخلايا التناسلية إلى قسمين، وتتحد البويضة الموجودة في كيس الجنين مع مشيج واحد لتكوين زيجوت بينما تندمج الأمشاج الأخرى مع نواتين قطبيتين لتوليد السويداء وهو مخزن أغذية للبذور، كما تحتوي كاسيات البذور على اندماج مزدوج للخلايا وهو ما يُعرف بالإخصاب المزدوج.

العناصر المساعدة في نمو أنبوب حبوب اللقاح

من العوامل التي تساعد على نمو أنبوب حبوب اللقاح هي كمية الكربوهيدرات بحيث أنّ كمية صغيرة من السكر في ترطيب حبوب اللقاح أثناء الهبوط على الميسم تمنع حبوب اللقاح من الانفجار، كما أنّه بسبب افتقار حبوب اللقاح إلى البورون فإنّ الميسم تفرز ما يكفي من البورون للسماح لأنابيب حبوب اللقاح بالتطور، وفيما يتعلق بالكالسيوم فأنّه يساعد وجود أيونات الكالسيوم في حبوب اللقاح على التأثير السكاني، حيث تحتوي حبوب اللقاح عادةً على القليل جدًا من الكالسيوم ولكن عندما يتجمع عدد كبير من حبوب اللقاح معًا تتراكم كمية كبيرة من الكالسيوم مما يدعم ويساعد في إنتاج أنبوب حبوب اللقاح.

كما تشمل الإنزيمات التي تعزز استطالة الأنبوب البكتيناز والسليولاز، وتعد العوامل الفيزيائية من الأمور التي تؤثر شدتها ووجودها أو عدمه على نمو أنابيب حبوب اللقاح، حيث تعد درجة الحرارة هي أهم عامل في استطالة أنبوب حبوب اللقاح، فتعتبر درجات الحرارة بين عشرين إلى ثلاثين درجة مئوية مثالية لتكوين أنبوب حبوب اللقاح.

معدل الإنبات والقدرة على الإنبات

معدل الإنبات هو مصطلح يستخدم في الزراعة والبستنة لتحديد عدد البذور التي من المحتمل أن تنبت من نوع نباتي معين أو مجموعة متنوعة أو مجموعة بذور خلال فترة معينة، كما إنّه مقياس لطول الوقت الذي تستغرقه البذور في الإنبات وعادة ما يتم إعطاؤه كنسبة مئوية، ويتأثر معدل إنبات البذور بالتركيب الجيني والخصائص المورفولوجية والظروف البيئية، ويمكن استخدام معدل الإنبات لتحديد عدد البذور المطلوبة لمنطقة معينة أو العدد المطلوب من النباتات.

يعرّف علماء فيزيولوجيا البذور وعلماء البذور معدل الإنبات بأنّه المعاملة بالمثل للوقت الذي تستغرقه عملية الإنبات حتى تكتمل من لحظة البذر، ومن ناحية أخرى تشير القدرة على الإنبات إلى عدد البذور في مجموعة يمكن أن تكتمل الإنبات.

يتم دعم إنبات حبوب اللقاح عن طريق الترطيب على الميسم وبالإضافة إلى الميسم وبنية قلم الميسم وعلم وظائف الأعضاء، وبذلك يمكن أيضًا جعل حبوب اللقاح تنبت في بيئة معملية (طبق بتري أو أنبوب اختبار)، فتستطيل الخلية الأنبوبية في أنبوب حبوب اللقاح أثناء الإنبات، ويتطور أنبوب حبوب اللقاح بعد ذلك باتجاه البويضة في الزهرة حيث يفرغ الحيوانات المنوية الموجودة في حبوب اللقاح للتخصيب.