توصف عملية التلقيح بأنها نقل حبوب اللقاح من الذكر في زهرة المتك إلى الأنثى في زهرة الميسم. تحرص جميع الكائنات الحية على إنجاب نسل جديد، ومن بينها النباتات التي ستكون موضوعنا اليوم. تقوم النباتات في هذه العملية بإنتاج البذور، حيث تحتوي هذه البذور على الجينات الوراثية التي تساهم في نمو النبات الجديد .
تستخدم النباتات الزهور لإنتاج بذورها، ويتم ذلك عن طريق عملية نقل حبوب اللقاح بين الأزهار من نفس النوع. تكون هذه الأنواع مجموعة من الأفراد الذين يتزاوجون في أي وقت، ولا يمكن أن يحدث هذا مع أنواع أخرى غير مشابهة نظرا لوجود حواجز جغرافية أو تناسلية .
طرق نقل حبوب اللقاح من زهرة إلى أخرى
تحدث هذه العملية عن طريق الاعتماد على عدة عوامل تعمل على نقل حبوب اللقاح من الزهور إلى أماكن أخرى تسمى النواقل. وتشمل هذه النواقل الرياح والماء والطيور والحشرات والفراشات والخفافيش والعديد من الحيوانات التي تزور الأزهار. ويطلق على هذه الحيوانات أو الحشرات التي تقوم بهذه العملية أو تنقل حبوب اللقاح من نبات إلى آخر اسم الملقحات .
يدل البرهان والأدلة على أن النباتات المزهرة ظهرت خلال حقبة الحياة الوسطى قبل ما يقرب من 65 مليون إلى 225 مليون سنة، وفي ذلك الوقت كان هناك نوع واحد من الحشرات المنتشرة وهي الخنافس البدائية، ولقد تكيفت هذه الخنافس مع نظم غذائية معينة مثل الجراثيم التي توجد على النباتات البدائية، وهذا يجعلها تتغذى على حبوب اللقاح ويسهل ذلك عملية التلقيح ونشر حبوب اللقاح .
ومن هذا الموضع ، حدث تطور في النباتات المزهرة بالتعاون مع العديد من الملقحات خلال السنوات السابقة، مما أدى إلى ظهور العديد من التنوعات في طرق الأزهار والتكيف مع الملقحات. كما سمح لنا هذا التطور برؤية العديد من الأنواع والأشكال المتنوعة والملونة والرائحة الجذابة لتلك الأزهار، وذلك بفضل التفاعل بين تلك الزهور والملقحات .
وتقوم النباتات الملقحة بالانتشار في الهواء إلى كثير من الأماكن وكميات كبيرة ، لكي تتمكن الزهور الإناث من وجود محاولات تكون أحسن لكي تستقبل حبوب اللقاح ، أن النباتات التي يتم تلقيحها عن طريق الماء تكون نسبتها قليلة جدا ، وتقوم هذه النباتات بترك بذورها بطريقة مباشرة في الماء .
وفي بعض الأحيان، يحدث هذا التلقيح بشكل غير متوقع أو مقصود من تأثير الحيوان ونشاطه على الزهرة. يقوم الملقح بأخذ حبوب اللقاح والبحث عن البروتينات والعناصر الغذائية الموجودة، أو يستخدم الرحيق الموجود في الزهرة. عندما يلتصق حبوب اللقاح في جسم الحيوان الملقح ويزور زهرة أخرى للحصول على الرحيق، تسقط حبوب اللقاح على الميسم ويحدث عملية التكاثر بنجاح .
بعد نقل حبوب اللقاح إلى المياسم، تتم إنبات حبة اللقاح ويتم إنتاج أنبوب اللقاح، ويتم تشكيله أو تصنيعه على سطح المياسم اللزج، ويمتد أو يتحرك هذا الأنبوب نحو بويضة النبات. ويمكن حدوث العديد من الأمور من خلال هذه العملية
- إتمام عملية الإخصاب الناجحة لزهرة وتطور البذور والفواكه.
- أو يمكن أن يحدث تخصيب غير كامل دون أن يحدث أي تطور كامل للبذور أو الفواكه.
- الفشل في العمليتين، سواء في التلقيح أو التكاثر.
أنواع التلقيح في النباتات
يوجد هناك نوعين من التلقيح، هما
- التلقيح الذاتي : يحدث هذا التلقيح عندما يتم تخصيب البويضة بواسطة خلية منوية من نفس نوع الزهرة أو يتم تخصيبها بواسطة زهرة من نوع آخر تنتمي إلى نفس النبات .
- التلقيح الخلطي : يتم هذا التلقيح عندما يتم إخصاب البويضة بواسطة خلية منوية من حبة لقاح ليس نوعها نفسها ولا يأخذ من نبات مماثل .
فإن هاتين العمليتين للتلقيح، سواء كانت ذاتية أو خلطية، تكون منتشرة، وتوجد بعض المميزات للتلقيح الخلطي، حيث يتم تطويره بشكل مناسب للأنواع لأن البذور تتكون من الصفات الوراثية للوالدين، مما يساهم في وجود تنوعات كثيرة للنسل مقارنة بتلك التي تنتجها عملية التلقيح الذاتي .
يحدث ذلك أيضًا في البيئات المتغيرة، حيث يكون للنسل الذي ينتج عن التهجين القدرة على التأقلم والتعامل مع الظروف الجديدة، وتستمر هذه الأنواع في البقاء .
في حالة التلقيح الذاتي، يكون التأقلم والتعامل مع البيئات المتغيرة صعبًا على النسل الذي ينتج عن التلقيح الذاتي. يعمل هذا الأمر على استقرار وتواجد التلقيح الذاتي في بيئات غير متغيرة بل مستقرة، ويؤدي ذلك إلى عدم إتمام عملية التطور .
ويوجد هناك اختلاف آخر بين كلا من التلقيح الذاتي والتلقيح الخلطي ، حيث أنه يتواجد في كثير من أنواع النباتات التلقيح الذاتي والخلطي ، ولكن التلقيح الخلطي يعمل على إنتاج بذور كثيرة وتكون جودتها أعلى من التلقيح الذاتي ، ومثال على ذلك، وجود النباتات الهجينة التي تنتج عن التلقيح الخلطي .
آليات تمنع التلقيح
توجد الكثير من أنواع النباتات التي تعمل على وجود آليات تمنع التلقيح الذاتي. مثال على ذلك نخيل التمر والصفصاف، المعروفة بثنائيات الفلقة. حيث أصبح هذين النوعين ثنائيي المسكن أو منفصلي الجنس. ويقصد بهذا أن بعض النباتات تنتج زهورا ذكرية يطلق عليها الأسدية، والبعض الآخر ينتج زهورا أنثوية تسمى المتا .
يتواجد نوع واحد من النباتات، الأحادية المسكنة، في الأنواع الأسدية المذكرة والأنواع المتاعة المؤنثة. يتواجد نوع واحد آخر من النباتات، الذي يمتلك الأزهار، وتحتوي هذه الزهور على نوعي السداة والمتاع. هناك طريقة منتشرة لمنع التلقيح الذاتي، وهي سقوط حبوب اللقاح في وقت يسبق أو يأتي بعد المدة التي تكون فيها المياسم الأنثوية مستعدة للتلقيح، أو الظاهرة المعروفة باسم (dichogamy) والتي تعني تجاوز الوقت المحدد لنضج الأعضاء الجنسية بالزهر .
تتواجد هذه الظاهرة بشكل كبير في النباتات التي يتم تلقيحها من خلال الحشرات، على سبيل المثال نبات الميرمية، حيث يتم نضج الزهور المذكرة الأسدية قبل الزهور المؤنثة المتاع .
يتم نضج المتاع في النباتات المختلفة في الأول، مثل زهرة اللوف أو ما يعرف بالزنبق الحبشي، كما يوجد العديد من النباتات التي تلقحت عن طريق الهواء، مثل نباتات الأعشاب، على الرغم من وجود الكثير من الأعشاب التي تكون ذاتية التلقيح، مثل القمح والشعير والشوفان .