Quando si sceglie il materiale da piantare nella descrizione di una particolare varietà vegetale, molti residenti estivi trovano menzione di vari metodi di impollinazione o autoimpollinazione. Questi sono concetti che tutti abbiamo studiato a scuola nelle lezioni di botanica. Ma non molti ricordano già cosa significano. Rinfreschiamoci la memoria e ricordiamo i tipi di impollinazione nelle piante e il loro significato biologico. E allo stesso tempo scopriremo perché alcune delle nostre piante piantate in campagna o sul davanzale non danno frutti.
Organo generativo di piante superiori
Un fiore è un germoglio modificato in cui si formano spore e gameti. Le piante superiori (angiosperme) hanno fiori disposti in modo complesso con molti adattamenti a vari tipi di impollinazione. Il fiore, diverso nei dettagli, combina i processi di riproduzione sia sessuale che asessuata. I componenti principali di un fiore sono le sue parti riproduttive: l'androceo maschile (stami) e il gineceo femminile (pistillo con ovaio, stilo e stigma). I fiori possono essere bisessuali (c'è sia un pistillo che stami) edello stesso sesso (c'è un pistillo o stami). Le altre parti del fiore sono molto varie e hanno funzioni specifiche.
Incontro di stami e pistilli
L'impollinazione è il processo di trasferimento del polline dagli stami allo stigma del pistillo. Senza questo, la riproduzione delle piante, la formazione di frutti e semi è impossibile. Nel processo di sviluppo evolutivo, le piante hanno sviluppato diversi modi per effettuare questo trasferimento utilizzando fattori biotici e abiotici della natura. In ecologia si distinguono due tipi di impollinazione:
- Il trasferimento di polline da un fiore al pistillo di un altro. Questo processo è chiamato impollinazione incrociata o xenogamia. Si realizza attraverso fattori biotici (insetti, uccelli, pipistrelli) e abiotici (vento, acqua).
- Autogamia (autoimpollinazione). Questo è il trasferimento di polline sullo stigma da un fiore. L'autogamia non è così comune nelle forme selvagge.
Questi sono tipi di impollinazione che possono alternarsi tra alcune piante.
Condizioni di autoimpollinazione
Ma una condizione obbligatoria per l'attuazione dell'autoimpollinazione è la bisessualità del fiore. L'autoimpollinazione accidentale dei fiori non è rara. Ma può verificarsi solo quando il granello di polline e il pestello sono fisiologicamente compatibili. In molte piante, il polline non germina nel tubo pollinico, che è un fattore limitante per le piante a impollinazione incrociata. Ci sono alcuni fattori che contribuiscono all'autogamia casuale. L'autoimpollinazione regolare delle piante (ad esempio piselli, fagioli) può avere un meccanismo gravitazionale. In questo caso, il pollinecade sullo stigma sotto l'azione della gravità. In altri casi, l'autoimpollinazione avviene come autogamia di contatto: lo stame è in contatto con lo stigma del pistillo. I portatori di polline nel mezzo del fiore possono essere gocce di rugiada e piccoli insetti (tripidi) che vivono nel fiore. In alcune piante, il processo avviene sul nascere ed elimina completamente la possibilità di impollinazione incrociata.
Autoimpollinazione opzionale
Una caratteristica di questo tipo di autogamia è la presenza di condizioni instabili che non favoriscono l'impollinazione incrociata. Questo tipo di autoimpollinazione si trova nei cereali, nella drosera e nell'erba piuma. In queste piante, in caso di siccità oa basse temperature, si formano fiori unisessuali e, con tempo caldo e umido, bisessuali. L'impollinazione incrociata di queste piante viene effettuata con l'aiuto del vento e, in condizioni di difficoltà nell'attuazione di tale impollinazione, è biologicamente consigliabile ricorrere all'autoimpollinazione.
Valore evolutivo
L'autoimpollinazione in termini evolutivi ha un significato negativo. Secondo i concetti moderni, l'evoluzione richiede il libero incrocio, che è fornito dall'impollinazione incrociata. È questo che aumenta la diversità degli alleli (il grado di espressione di un gene) nelle popolazioni. E l'autoimpollinazione, al contrario, porta all'omozigosi (uniformità) degli alleli. Ma in determinate circostanze, l'autoimpollinazione può portare all'isolamento di nuove forme, isolamento e fissazione nella popolazione di alleli che danno segni favorevoli alla pianta. Esattamente aquesto è il significato evolutivo positivo dell' alternanza di autogamia e xenogamia.
Piante autoimpollinanti
In tali piante, il trasferimento del polline viene effettuato più spesso in una gemma non aperta (ad esempio in fagioli e piselli) o nel periodo di un tubo fogliare non aperto (orzo). Piselli, fagioli, orzo, grano, avena, pomodori, melanzane e molti altri sono considerati autoimpollinatori da colture agricole. Perché contano? Poiché l'autoimpollinazione non può essere assoluta, c'è sempre la possibilità di introdurre polline da altre piante. Anche le cime chiuse a volte vengono rosicchiate dagli insetti e trasportano il polline di altre piante! Quali sono le caratteristiche degli autoimpollinatori? Si tratta sicuramente di piante con fiori bisessuali, grandi stimmi piumati e molto polline. Inoltre, i loro fiori non hanno petali luminosi, nettari e un odore gradevole.
Autoimpollinazione nelle violette
In natura, le violette sono impollinate in modo incrociato e autogame. Le nostre violette indoor sono il prodotto del meticoloso lavoro degli allevatori. Hanno una tale struttura di stami e pistilli che l'impollinazione incrociata senza l'intervento umano è quasi impossibile. L'impollinazione avviene anche in una gemma non aperta e solo un paziente dilettante con l'aiuto di tecniche speciali può impollinare violette di diversi colori per allevare nuove varietà. Grazie agli appassionati per la varietà di questi fiori che decorano i nostri davanzali!
Cetrioli partenocarpici
L'allevamento moderno offre molte varietàcetrioli, sia autoimpollinati (partenocarpici) che impollinati da insetti. Queste piante sono allevate appositamente per la coltivazione precoce in serre dove non sono presenti impollinatori naturali. Quando acquisti i semi, devi fermarti a leggere le qualità della varietà, poiché sia le varietà autoimpollinate che quelle a impollinazione incrociata hanno i loro vantaggi e svantaggi.
Impollinazione nei cereali
L'avena, la segale, il frumento, il miglio, l'orzo sono rappresentanti dei cereali agricoli. I fiori hanno 2 lemmi, 2 pellicole, tre stami e un pistillo. Si autoimpollinano nei fiori non aperti. Una volta che il fiore si è aperto, l'impollinazione incrociata è praticamente impossibile.
Autoimpollinazione negli alberi da frutto
Sebbene la maggior parte delle varietà di frutta abbia fiori che contengono sia pistilli che stami, nella maggior parte dei casi l'autofecondazione è esclusa. Il motivo è la maturazione differenziata degli stami e del pistillo. Ecco perché puoi aumentare la resa, ad esempio le ciliegie, piantando diversi alberi nelle vicinanze. Ma nelle varietà allevate artificialmente, l'autoimpollinazione è benvenuta. Un esempio sono le nettarine. Ma non aspettarti di far crescere una pianta produttiva da un seme. In tali forme ibride, le generazioni successive sperimentano una depressione ibrida - una diminuzione della vitalità e della resa.
Selezione e autoimpollinazione
Questo fenomeno è ampiamente utilizzato nel miglioramento genetico delle piante. Sappiamo che l'autofecondazione e l'incrocio di organismi strettamente correlati porta alla transizionegeni in uno stato omozigote e porta a una diminuzione della vitalità e della produttività e, di conseguenza, alla degenerazione. Il continuo processo di mutazioni che si accumulano, la maggior parte delle quali recessive e sfavorevoli, è la causa di questa oppressione. Nelle piante con impollinazione incrociata, queste mutazioni sono in uno stato eterozigote e non si manifestano in alcun modo. Con l'autoimpollinazione, la probabilità del loro passaggio a un omozigote aumenta molte volte, ma non rimangono nella popolazione a causa dell'eliminazione naturale. L'autoimpollinazione in allevamento viene utilizzata come strumento per creare linee pure (omozigoti) con tratti fissi. Nonostante la diminuzione della produttività, dopo l'ibridazione appare spesso il fenomeno dell'eterosi: la forza degli ibridi di varietà con autoimpollinazione. Questo fenomeno è chiamato ibridazione interlineare e nei negozi possiamo vedere proprio tali semi ibridi (sono contrassegnati dal simbolo F1). Nella prima generazione, gli ibridi superano le linee pure in termini di resa, ma nelle generazioni successive l'effetto della forza degli ibridi scompare.
