علم الطلع والأبواغ هو دراسة حبوب اللقاح والجراثيم سواء الموجودة أو المنقرضة وكذلك الأحافير العضوية الدقيقة الأخرى، وهو أداة مفيدة في العديد من التطبيقات بما في ذلك مسح حبوب اللقاح في الغلاف الجوي وإنتاج الأبواغ وانتشارها (علم الأحياء الجوّيّة)، في دراسة الحساسية البشرية والتنقيب الأثري عن حطام السفن والتحليل التفصيلي للوجبات الغذائية الحيوانية وفي الأمور الزراعية والنباتية، أمّا علم الأجنة هو دراسة بنية وتطور الجنين بما في ذلك بنية وتطور الأعضاء التناسلية للذكور والإناث والتخصيب والعمليات الأخرى المماثلة التي لها علاقة بتطور ونمو النباتات.
دراسة تشريح علم الطّلع والأبواغ
لقد زادت دراسات علم الطّلع والأبواغ -علم حبوب اللقاح- بشكل كبير مع ظهور المجهر الإلكتروني للإرسال والماسح الضوئي، ومع ذلك تم تنفيذ قدر كبير من أعمال الأساس باستخدام المجهر الضوئي، وبالفعل تم وضع أساس سليم للغاية، وتعني الأدوات الجديدة أنّه يمكن رؤية تفاصيل الزخرفة الدقيقة للسطح بسهولة، ويمكن الآن إجراء دراسات استقصائية للعائلات بسرعة أكبر كما يسهل تفسير الصور المجهرية الإلكترونية لا سيما من المجهر الإلكتروني الماسح (scanning electron microscope – SEM).
غالبًا ما يتم تحديد حبوب اللقاح بسهولة على مستوى الجنس وأحيانًا إلى مستوى النوع إذا توفرت مادة مرجعية كافية، وفي بعض العائلات هناك تنوع كبير في شكل حبوب اللقاح وخصائص السطح حيث في حالات أخرى هناك تماثل.
إلى جانب الاستدلالات التصنيفية التي يمكن استخلاصها من الدراسات في علم الطّلع والأبواغ المقارن يحتوي هذا الموضوع على عدد من الجوانب التطبيقية الأخرى، فعلى سبيل المثال يمكن تحديد نقاوة العسل وأصله من خلال دراسة حبوب اللقاح التي يحتوي عليها حيث لا يُتوقع أن يحتوي عسل الخلنج النقي على كميات كبيرة من حبوب لقاح الأوكالبتوس، ويمكن عادة اكتشاف الغش مجهريًا فغالبًا ما توجد حبوب اللقاح على الملابس ويمكن أن تقدم أدلة مفيدة في حالات الطب الشرعي.
كما تظل حبوب اللقاح المنبعثة من النباتات في شكل يمكن التعرف عليه في رواسب الخث لفترات طويلة جدًا من الزمن، ومن خلال التحليل الدقيق لحبوب حبوب اللقاح في طبقات متتالية من الخث أو على مستويات متتالية غالبًا ما يكون من الممكن تكوين صورة للنباتات في العصور السابقة.
تفاعلات حبوب اللقاح مع الميسم
تمتلك معظم النباتات آليات يمكنها من خلالها التعرف على حبوب اللقاح من أنواعها وأشكالها الأخرى، وغالبًا ما تمتلك العديد من الميسم مجموعة معقدة من المواد الكيميائية التي تمكنها من الاستجابة للمواد الكيميائية الموجودة في الطبقات الخارجية من حبوب اللقاح، والمواد الكيميائية عادة ما تكون بروتينات، وفي الأنواع غير الخصبة ذاتيًا فإنّ الميسم ترفض حبوب اللقاح من أنثرات تنتجها نفس الزهور أو غيرها من الزهور على النبات، وعادة ما ترفض العديد من النباتات حبوب اللقاح من الأنواع الأخرىظ.
ومع ذلك فإنّ بعض الأنواع متداخلة ففي الطبيعة قد لا يتم تلقيحها عادة بواسطة أنواع أخرى، وقد لا تتزامن فترات ازدهارها أو قد تكون بعيدة جدًا عن بعضها البعض، وفي بعض النباتات تنضج الأسدية قبل الميسم -تبكير الذّكورة (protandry) وتشتت حبوب اللقاح قبل أن تتقبل الميسم، وفي حالات أخرى قد ينضج الميسم قبل أن يتم إطلاق حبوب اللقاح من نفس الزهرة -تبكير الأنوثة (protogyny).
يمكن تخزين حبوب اللقاح حية في درجات حرارة منخفضة لذلك من الممكن تجربة الصلبان حتى لو كانت فترات الإزهار مختلفة، كما إنّ عالم البستنة الذي يحاول الحفاظ على الأنواع النقية يدرك تمامًا العبور الذي يمكن أن يستمر بين النباتات ذات الصلة المجمعة معًا في بيت زجاجي واحد.
ينتج عن بعض آليات الرفض تغيرات جسدية واضحة في الميسم، فعلى سبيل المثال قد تحدث ردود فعل تؤدي إلى زيادة الميسم بحيث لا يمكن أن يدخل أنبوب حبوب اللقاح، وفي بعض الأحيان قد يكون حجم الحليمات المبسمي أكبر من أن تنبت حبوب اللقاح الصغيرة عليها بنجاح، أو قد تكون صغيرة جدًا بالنسبة للحبوب الكبيرة كما أنّها تمنع التلقيح الفعال.
على الرغم من أنّ حبوب اللقاح من الأنواع وثيقة الصلة قد يتم قبولها من خلال الميسم، إلّا أنّ هذا ليس هو الحال دائمًا فقد ينشأ عدم التوافق، وفي آلية أخرى تمنع الأنواع المختلفة من العبور وقد يكون طول قلم الميسم أطول بكثير من الطول المحتمل لأنبوب حبوب اللقاح بحيث لا يمكن الإخصاب.
فوائد دراسة العلاقة بين حبوب اللقاح مع الميسم
عندما يكون من المرغوب فيه زراعيًا أو بشكل بستاني إنتاج نباتات هجينة يمكن أن تساعدنا الدراسات التشريحية والكيميائية النسيجية لتفاعلات حبوب اللقاح مع الميسم في معالجة العملية وتجاوز آلية الحجب، وقد يعتمد النظام الذي يشجع التهجين ببساطة على ارتفاعات نسبية مختلفة للأنثرات والميسم في الزهرة كما هو الحال في بكرات زهرة الربيع ذات العينين وبكرات طويلة الأسدية (الزهرة) لزهرة الربيع.
في الأول الأسدية قصيرة والميسم مرتفعة بأسلوب طويل حيث في الأنثرات الثانية توجد في الطرف الخارجي لأنبوب كورولا، وقلم الميسم القصير يحافظ على الميسم عند مستوى منخفض، ومن المرجح أن ترسب الحشرات التي تزور الزهرة طويلة الأسدية حبوب اللقاح على الميسم التي تصيب الزهرة المخنوقة أكثر من الزهرة ذات العينين، ويمكن أحيانًا زراعة حبوب اللقاح نفسها وصنعها لإنتاج نباتات أحادية العدد.
علم الأجنة
تنقسم دراسات الأجنة إلى فئتين وهما:
1- أولاً الدراسات المقارنة والتنموية.
2- ثانيًا تلك التي تهدف إلى زراعة الجنين (أو أحادي الصيغة الصبغية وثقافة كيس الجنين).
عملية تكوين جنين النبات هي عملية تحدث بعد إخصاب البويضة لإنتاج جنين نباتي مكتمل النمو، وهذه مرحلة ذات صلة في دورة حياة النبات يتبعها السكون والإنبات، ويجب أن تخضع البيضة الملقحة التي يتم إنتاجها بعد الإخصاب لانقسامات وتمايز خلوية مختلفة لتصبح جنينًا ناضجًا، ويحتوي جنين المرحلة النهائية على خمسة مكونات رئيسية بما في ذلك:
1- النسيج الإنشائي القمي للنبات.
2- سويقة جنينية سفلى (hypocotyl).
3- النسيج الإنشائي في الجذر.
4- غطاء الجذر.
5- النّبتات.
أصبح علم الأجنة وتسلسل الانقسامات الخلوية المتضمنة في تكوين كيس الجنين وبعد الإخصاب من مجالات الدراسة المتخصصة للغاية، وهناك قدر كبير من البيانات المقارنة المتاحة للطالب ومعظمها مطبق على الدراسات التطورية والتصنيفية، وتتضمن زراعة الأجنة تشريح الأجنة وتنميتها في وسائط الزراعية، ويتم ذلك في بعض الأحيان لضمان تطوير وإنشاء نباتات فردية معينة ولكن في كثير من الأحيان كوسيلة للتكاثر الخضري.
