الجهاز التناسلي للنبات
الجهاز التناسلي للنبات هو الجهاز الذي يستخدم لطرق تكاثر النباتات، سواء كان تكاثرها جنسيا أو غير جنسيا كما هو الحال في الحيوانات. والنتيجة النهائية للتكاثر هي استمرار نوع محدد من النباتات، وبالتالي فإن القدرة على التكاثر تكون محدودة إلى حد ما، وتوجد لتغيير معتدل خلال التطور. ومع ذلك، يمكن إثبات نمط تكاثر النباتات المحدد من خلال مسح مجموعات النباتات.
أنواع التكاثر في النبات
يتضمن التكاثر في النباتات إما عن طريق التكاثر اللاجنسي أو التكاثر الجنسي. ويشمل التكاثر اللاجنسي في النباتات مجموعة متنوعة من الأساليب المعروفة لإنتاج نباتات جديدة متطابقة تماما مع الأم في جميع الجوانب، مثل تكاثر النباتات اللاجنسية، بينما يعتمد التكاثر الجنسي، مثل تكاثر النباتات الخضرية، على سلسلة معقدة من الأحداث الخلوية الأساسية التي تحدث ضمن الجهاز الجنسي، وتتضمن الكروموسومات والجينات، والتي تتطور بشكل خاص لتطوير أشياء جديدة في بعض الجوانب المختلفة في الجيل الجديد عن الوالدين الذين لعبوا دورا في إنتاجه، ويتم التعبير عن هذا التطور في أنواع التكاثر الخضري .
مجموعات النبات
لوصف النظم التناسلية، يجب تحديد المجموعات النباتية وتصنيفها بتصنيفٍ مناسبٍ مثل هذا الترتيب، حيث تتكون النباتات من مجموعتين رئيسيتين، المجموعة الأولى من غير الأوعية الدموية مثل الطحالب والقصبات الوعائية .
تضم المجموعة الثانية النباتات الوعائية عديمة البذور والسرخس، وتُعدّ كلتا المجموعتين منخفضة الوعاء، وتشمل أيضًا مجموعتين من النباتات البذرية، وهما النباتات العارية البذور والنباتات الكاسية البذور .
طرق التكاثر في النباتات البذرية
تتضمن نباتات البذور هياكل خاصة، حيث تتحد الخلايا الذكرية والأنثوية معا من خلال عملية الإخصاب، وهذا يمثل الفارق بين النباتات البذرية والنباتات الغير بذرية. بعد الإخصاب، يتشكل داخل البذرة نبتة صغيرة تسمى الجنين، وتحمي البذرة الجنين وتخزن الطعام له، ويمكن للنبات الأم إما تشتيت البذور أو إطلاقها خارج النبات. عند زرع البذرة في الظروف المناسبة، ينمو الجنين ويتحول إلى نبات جديد.
يقسم العلماء نباتات البذور إلى مجموعتين رئيسيتين:
- نباتات تتميز بوجود الزهور تسمى النباتات الحاملة للزهور والتي تحتوي على بذور في أكياسها.
- النباتات التي تحمل بذورها في المخاريط تسمى نباتات ذات أقماع، وتعرف بأنها تكون عارية البذور.
التكاثر في كاسيات البذور ، بذور نباتات مع أزهار
تتميز بعض النباتات بوجود كاسيات البذور التي تحتوي على أزهار، وتعتبر الزهور هياكل خاصة للتكاثر حيث تحتوي على أجزاء ذكورية تصنع حبوب اللقاح وأجزاء نسائية تحتوي على بويضات. وتجدر الإشارة إلى أن بعض النباتات تحتوي على هذه الأجزاء من الذكور والإناث في أزهار مختلفة، ويتم نقل حبوب اللقاح من الذكر إلى الجزء الأنثوي عن طريق الرياح أو الحشرات أو الحيوانات الأخرى، وتسمى هذه العملية “التلقيح.” كما تفرز الأمشاج الذكرية التي تخصب الأمشاج الأنثوية في البويضات، وتتحول البويضات إلى بذور ينمو منها نباتات جديدة. وفي معظم كاسيات البذور، يتطور جزء من الزهرة إلى ثمار تحمي البذور الموجودة بداخلها، ويمكن أن تكون الفاكهة طرية مثل البرتقال أو صلبة مثل المكسرا.
تشكل النباتات الزهرية أكبر مجموعة من نباتات البذور ، فهي حوالي ثلاثمائة نوع حول العالم ، أي تسعون في المائة ، من المملكة النباتية بأكملها ، تحتوي نيوزيلندا فقط علي حوالي ألفان نوع كاسيات البذور ، و خمسة وعشرون ألف نوع أخر مدهش ، موجود بشكل رئيسي في الحدائق والمزارع والبساتين.
توجد النباتات المزهرة في كل مكان حولنا، ورغم أنها تحتوي على الأزهار إلا أننا في بعض الأحيان لا ندرك ذلك، فنحن نعرف جميعًا الزهور المبهرجة والزهور الملونة الجميلة في حدائقنا، ولكن الأعشاب والنباتات ذات الأصابع الطويلة التي تنمو في مروجنا هي أيضًا نباتات مزهرة.
التكاثر في عاريات البذور – بذور النباتات ذوات الأقماع
العاريات البذور هي نباتات تحمل بذورا، لكن بذورها محفوظة في مخاريط. عندما ينضج قنينة صنوبر، ابحث عن البذور الساقطة من داخلها. المخاريط الذكور تنتج حبوب لقاح ينقلها الهواء إلى المخاريط الأنثوية. بعد أن تتلقى المخاريط الأنثوية الأمشاج الذكرية من حبوب اللقاح وتخصب، تنتج بذورا تنتشر بواسطة الرياح أو الحيوانات.
تحتوي شجرة الكوري على مخاريط تنتجها الذكور والإناث، حيث ينتج مخروط الذكر الموجود في الجزء العلوي من الشجرة حبوب اللقاح، في حين تنتج الأنثى الموجودة في الجزء السفلي من الشجرة البذور، وتعد الكوري من أشجار عارية البذور، وتتميز بأن بذورها تنتج داخل المخاريط على غرار باقي الأشجار العارية البذور.
معظم النباتات التي تكون عارية من البذور هي أشجار. يوجد حوالي عشرون نوعا من النباتات العارية من البذور في نيوزيلندا، بما في ذلك أطول شجرة لدينا وهي شجرة الخشخاش والصنوبر الأبيض. وتشمل الأنواع الأخرى الصنبور الأسود والصنوبر الأحمر. والنبات الرئيسي الذي يشكل غابات المزارع في نيوزيلندا هو نوع غريب من النباتات العارية من البذور يسمى Pinus radiata.
النباتات التي تتكاثر بالجراثيم
قد يكون النبات فرديا ثنائي الجنس، حيث يتم إنتاج الأجناس الذكورية والأنثوية داخل الكائن الحي نفسه، أو قد يكون أحادي الجنس، حيث ينتج الأجناس الذكورية أو الأنثوية فقط ولا ينتج كلاهما. ومع ذلك، لا يمكن للفرد ثنائي الجنس تخصيب بيضته بنفسه. على سبيل المثال، في بعض نباتات السراخس، لا يتوافق الجنس الذكري لفرد واحد مع الجنس الأنثوي لنفس الفرد، وبالتالي فإن التخصيب المتبادل مع فرد آخر من نفس النوع ضروري لإنتاج جيل جديد. وبالطبع، يشابه هذا الموقف أهمية التلقيح المتبادل الذي يؤدي إلى التخصيب المتبادل بين نباتات البذور .
من بين النباتات القشرية والطحالب والنباتات الوعائية ، تحتوي دورة حياة على مرحلتين مختلفتين ، وعادة ما تسمى الأجيال. على الرغم من أن الأجيال النباتية عادة ما تشارك في دورة حياة واحدة فقط ، يمكن لنوع واحد فقط من النباتات أن يشارك في دورة حياة كاملة. يقوم هذا النوع بتوضيح عملية تناوب الأجيال حيث يكون الفرد أحادي العدد مع مجموعة واحدة من الكروموسومات أو الأنسجة المعروفة بـ gametophyte. عندما تنضج ، تنتج هذه الأمشاج الأزواج التي تتحد لتشكيل النباتات الثنائية الصبغية أي ذات مجموعتين من الكروموسومات وتسمى sporophytes. تقوم نوى خلايا خصبة معينة ، المعروفة بالخلايا الأم البوغية أو الخلايا البوغية ، بتكوين الجراثيم أحادية العدد التي تسمى أحيانا الأبواغ. تكون هذه الجراثيم خفيفة الوزن ويمكن نقلها بواسطة التيارات الهوائية. تنمو لتشكل المرحلة الأحادية الصبغية الجنسية وتنتج الأمشاج وعادة ما يشار إليها بالطور المشيج.
جميع السرخس والطحالب والحشائش والطحالب الخضراء هي نباتات تحتوي على أبواغ. للنباتات ذات الأبواغ دورة حياة مختلفة، حيث ترسل الأم أبواغا صغيرة تحتوي على مجموعات محددة من الكروموسومات. هذه الأبواغ لا تحتوي على جنين أو مخازن طعام. يتم تلقيح الأبواغ بعيدا عن الوالدين، عادة في مكان رطب، ويتكون الجنين وينمو ليصبح نباتا جديدا. في نيوزيلندا، هناك حوالي 200 نوع من السرخس وأكثر من 500 نوع من الطحالب.
– يتكاثر السرخس عن طريق إرسال جراثيم صغيرة، ويشمل ذلك النباتات الأخرى مثل الطحالب وحشيشة الكبد والطحالب الخضراء.