تبدأ معظم الحياة النباتية العضوية كبذرة، وتصف البذرة تقنيا بأنها البويضة الناضجة، ولكنها أكثر من ذلك بكثير، فالبذور تضم الجنين، أي الزرعة الجديدة، وتغذيها وتحافظ عليها، وتؤدي جميع أنواع البذور هذه المهام، ولكن ماذا يفعل البذور بخلاف إنتاج نباتات جديدة؟ يمكن استخدام البذور كغذاء للإنسان والحيوان، أو كمشروبات، ويتم استخدامها أيضا في المنتجات الصناعية، ولكن لا تلبي جميع البذور هذه الاحتياجات، وفي الواقع، يمكن أن تكون بعض البذور سامة
الأندوسبيرم موجود في قشور البذور ويوفر الغذاء للجنين المتنامي. يتحول الأندوسبيرم إلى الفلقات في بذور النباتات ذات الفلقة الثنائية. أما في النباتات ذات الفلقة الأحادية، فإن الأندوسبيرم يستمر في بذورها الناضجة ويعمل على تخزين الطعام. يحتوي الأندوسبيرم على العديد من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون.
ما هي البذور
تبدأ الحياة النباتية بالبذور إلا إذا تم تكاثر النباتات عن طريق الأبواغ، ولكن من أين تأتي البذور؟ البذور هي منتجات ثانوية للأزهار أو تشابه الأزهار، وفي بعض الأحيان تكون البذور مغلفة بالفاكهة، لكن هذا ليس دائما. البذور هي الوسيلة الرئيسية للتكاثر في النباتات، وتبدأ دورة حياة البذور من خلال الزهرة وتنتهي بالشتلة أو البادرة، ولكن هذه الخطوات تختلف من نبات لآخر.
تختلف البذور في الحجم والانبات واستجابتها للضوء وحاجتها للمواد المحفزة، بالإضافة إلى العديد من العوامل المعقدة الأخرى. على سبيل المثال، عند مقارنة بذور جوز الهند مع بذور الأوركيد الدقيقة، ستجد اختلافا كبيرا في الحجم، وسوف تدرك التنوع الهائل في الأحجام للبذور. وكل نوع من البذور له نمط ومتطلبات مختلفة للانبات التي تظهر فقط في بيئتها الطبيعية.
قد تختلف دورة حياة البذور من بضعة أيام إلى 2000 سنة، وبغض النظر عن حجمها أو دورتها الحياتية، فإن جميع البذور تحتوي على المعلومات اللازمة لإنتاج نبات جديد.
الخصائص الرئيسية للاندوسبيرم
- يحدث تطور الاندوسبيرم او السوديداء في الخلية ثلاثية الصيغة الصبغية (3ن) في الكيس الجنيني، حيث تندمج العروس الذكرية مع النواة الثانية ثنائية الصيغة الصبغية (التي تشكلت من اتحاد نواتين قطبيتين)، لتشكيل نواة السويداء الاولية (الاندوسبيرم) والخلية ثلاثية الصبغيات، تعرف هذه العملية بالاندماج الثلاثي
- تكون خلايا الاندوسبيرم ثلاثية الصيغة الصبغية في العادة، ولكن في بعض النباتات يمكن أن تكون ثنائية الصيغة الصبغية (مثل زنبق الماء) أو متعددة الصبغيات (حتى 15 صبغية)
- تحتوي بذور بعض النباتات الثنائية الفلقة على طعام مخزن في الأندوسبيرم، وتسمى هذه البذور بالبذور الزلالية، مثل بذور الخروع
- في الفاصوليا والبازلاء، يتم امتصاص الأندوسبيرم بالكامل خلال عملية التطور، ويتم تخزين الطعام في فلقتين خارجيتين تسمى البذور السويدائية.
- يحتوي الأندوسبيرم على النشاء كمخزون طعام، ولكن يمكن أن يحتوي أيضًا على الشحوم، مثل زيت الخروع على سبيل المثال
- يوفر الأندوسبيرم المغذيات اللازمة للبذور خلال فترة السكون.
- يحتوي الاندوسبيرم على بعض الهرمونات مثل السيتوكينين الذي يساعد على تمايز الخلايا
- في الحبوب مثل القمح والذرة والشعير، يُعتبر الاندوسبيرم المصدر الرئيسي للغذاء
- يعتبر ماء جوز الهند مثالًا على الإندوسبيرم السائل
- يحتوي الدقيق الأبيض المستخدم في تحضير الخبز على الأندوسبيرم الحاصل من بذور القمح
- السويداء أو الطبقة الخارجية من الاندوسبيرم هي الطبقة التي تفرز إنزيم الأميليز الذي يحطم النشا إلى سكريات لتستخدمها الشتلات
- بذور الاوركيد لا تحوي على الاندوسبيرم.
الوظائف الرئيسية للاندوسبيرم
- يعد الاندوسبيرم ضرورياً لنمو الجنين وتخزين مخزون الطعام
- يوفر الاندوسبيرم أو السويداء المواد الغذائية اللازمة ويوفر الحماية لجنين ينمو ويتطور
- تقوم الأنسجة في الاندوسبيرم بتنظيم عملية التعبير الجيني وإنبات البذور
- يحث الأندوسبيرم الإشارات ويحرضها وفقًا للظروف البيئية، من أجل تنظيم نمو الجنين
- يحتوي الإندوسبيرم على السيتوكينين الذي ينظم عملية التمايز الخلوي
- قد يؤدي عدم تمايز البذور، الناجم عن عدم تطابق التلقيح الوراثي، إلى حدوث تشابه بينها
ما هي انواع الاندوسبيرم
تختلف الطريقة التي يتم بها تطور نواة السويداء الأولية (PEN) إلى السويداء في النباتات المختلفة، وتُقسِّمالسويداء إلى ثلاثة أنواع رئيسية وفقًا لنمط تطورها.
- الاندوسبيرم النووي
الاندوسبيرم النووي هو النوع الاكثر شيوعًا الموجود، هذا النوع يحدث فيه انقسام لنواة الاندوسبيرم الاولية انقسام فتيلي او متساوي دون انفصال الخلايا، وهذا يؤدي إلى تشكيل عدد كبير من الانوية ضمن الخلايا، تتشكل فجوة كبيرة في الخلية وتتوضع النوى في المحيط، يوجد عدد اكبر من الانوية في نهاية الفويهة مقارنة مع الجوانب.
في هذه المرحلة، يبدأ تشكل الجدر الخلوية من المحيط إلى المركز، ويتشكل الأندوسفير المتعدد الخلايا، ومن أمثلة النباتات التي تتميز بهذا التشكل: الذرة والأرز والقمح والقطن وعباد الشمس
في جوز الهند، يكون تكوين جدار الخلية غير مكتمل، مما يؤدي إلى تشكيل السويداء الصلبة الخارجية متعددة الخلايا والسويداء السائلة الداخلية متعددة النوى (التي تحتوي على نوى حرة) في حليب جوز الهند
- الاندوسبيرم الخلوي
هذا النوع من الاندوسبيرم نادر. في هذا النوع من التطور، يحدث انقسام نواة السويداء الأولية وينقسم السيتوبلازم لتكوين خليتين. ويتبع هذا الانقسام المزيد من الانقسامات، مما يؤدي إلى تشكيل الاندوسبيرم الخلوي. أمثلة على ذلك هي التبغية ونبات الداتورا
- الاندوسبيرم ال Helobial
هذا النوع شائع في احاديات الفلقة، يشبه التقسيم الأول السويداء الخلوي وينتج عنه خلية micropylar كبيرة وخلية chalazal صغيرة، الخلية الصغيرة لا تنقسم في الغالب إلى أبعد من ذلك وتعمل كخلية أساسية، تنقسم الخلية ال micropylar بشكل أكبر ، على غرار السويداء النووي. لذلك فهو نوع وسيط، ويعتبر مزيج من السويداء النووي والخلوي
مصطلحات اخرى تتعلق بالاندوسبيرم
- البذور الاندوسبيرمية: تحتفظ بذور النباتات بالاندوسبيرم الذي يستخدمه الجنين كنسيج مغذي، وتتضمن هذه النباتات بذور الفلقة مثل القمح والذرة
- البذور اللاإندوسبيرمية: تشير هذه البذور إلى البذور التي يتغذى الجنين فيها على الأندوسبيرم، مما يجعل النبات يضطر إلى تخزين الغذاء للجنين في مكان آخر غير الأندوسبيرم، مثل الفلقتين.
- الاندماج الثلاثي: هو اندماج نواة ذكرية مع نواتج الكيس الجنيني من أجل تشكيل نواة الأندوسبيرم
- الاخصاب المزدوج: هي عملية اندماج إحدى النواتين المنوية مع البويضة ونواة الكيس الجنيني تندمج مع النواة الأخرى.
- مرحلة التضاعف: تمثل هذه المرحلة إحدى مراحل تكوين الحيوانات المنوية، وتنتج منها الخلايا المنوية الأم
- مرحلة النمو: هي مرحلة من مراحل تكوين الحيوانات المنوية، حيث تختزن الخلايا المنوية الأم الغذاء وتتحول إلى خلايا منوية أولية بصيغة صبغية (2n)
- مرحلة النضج: تمثل هذه المرحلة إحدى مراحل تكوين الحيوانات المنوية، حيث يتم تقليل عدد الصبغيات إلى النصف
- مرحلة الشكل النهائي: تتحول الطلائع المنوية إلى حيوانات منوية في هذه المرحلة