Kolibrių apvaisinimas ir augalų reprodukcija
Augalų reprodukcija yra sudėtingas procesas, apimantis keletą etapų, tarp kurių svarbiausi yra apdulkinimas ir apvaisinimas. Nors šie du terminai dažnai yra naudojami keičiamai, jie iš tiesų reiškia skirtingus biologinius procesus. Supratimas apie apdulkinimo ir apvaisinimo skirtumus yra svarbus norint geriau suprasti augalų dauginimosi ciklą ir jų vaidmenį ekosistemoje.
Apvaisinimas
Apvaisinimas yra procesas, vykstantis po sėkmingo apdulkinimo, kuomet žiedadulkių branduoliai sudygsta ir per žiedadulkių vamzdelį nusileidžia iki kiaušialąstės. Apvaisinimo metu vyksta vyrinio ir moteriško genetinio medžiagos sujungimas, kuris veda prie naujos gyvybės - sėklos - susidarymo.
Apdulkinimas
Apdulkinimas yra procesas, kurio metu žiedadulkės pernešamos nuo vieno augalo žiedo vyrinių lytinių organų į kitą augalo žiedo moterinius lytinius organus, esančius straublyje. Tai gali vykti vėjo, vandens, gyvūnų arba dirbtinai, žmogaus rankomis. Apdulkinimas yra būtinas etapas augalų reprodukcijos cikle, kad būtų įmanoma tolesnė apvaisinimo stadija.
Dauguma augalų turi tobulus žiedus, sudarytus iš moteriškos ir vyriškos dalių. Šios dalys išsidėsto šalia viena kitos, bet yra fiziškai atskirtos ir veikia atskirai. Priešingai nei dauguma dvilyčių žiedų, trigeriniai augalai Stylidium turi moterišką ir vyrišką žiedo dalis sujungtas kartu. Nepaisant to, gaminamos skirtingos moteriškos ir vyriškos ląstelės, kurioms susijungus, formuojasi sėklos.
Daugelyje kitų augalų vyriškas kuokelis turi stiebelį, o moteriška piestelė - liemenėlį. Abi šios dalys leidžia atsidurti tinkamose vietose apsidulkinimui svarbioms žiedo dalims: vyriškai dulkinei, kurioje subręsta žiedadulkės, ir moteriškai - purkai, ant kurios patenka žiedadulkės. Paprastai žiedadulkės kuokelio kotelio dėka nuo dulkinės patenka ant apdulkintojo (dažniausiai tai būna vabzdys) ir jo yra pernešami ant purkos. Žiedadulkės, gavusios iš purkos vandens išbrinksta ir sudygsta. Pradeda augti dulkiadaigis, kuris praaugęs piestelės liemenėlį atsiduria mezginėje, kur apvaisinama kiaušialąstė. Šio apvaisinimo pasekmėje užsimezga embrionas, augantis sėklos viduje. Aplink embrioną kaupiasi maisto medžiagos, susiformuoja endospermas.
Daugeliui augalų yra privalumas, jei jų žiedai apdulkinami ne savo pačių žiedadulkėmis. Tada atsiranda didesnė tikimybė naujiems genų deriniams, kas gali užtikrinti didesnį kintamumą, o su juo ir gebėjimą išgyventi ir prisitaikyti įvairesnėms sąlygoms. Būtent todėl dulkinės ir purka būna aktyvūs skirtingais žiedo žydėjimo etapais. Žiedadulkės aktyviausiai byra iki tol, kol purka tampa drėgna ir jautri.
Trigeriniai augalai ir kolibrio mechanizmas
Yra augalų, sugebančių atlikti sudėtingus lapų judesius paros bėgyje, pavyzdžiui, daugelis pupinių šeimos augalų ryte pakelia savo lapus, o vakare juos nuleidžia. Kartais šis lapų judesys atliekamas labai greitai - tuo pasižymi jautrūs augalai Mimosa ir Neptunia gentyse. Šie elektriniai signalai keičia membranų poliariškumą - skirtumą tarp krūvių skirtingose membranos pusėse. Potencialų skirtumas gali keistis labai greitai, o jo pasikeitimas perduoti informaciją panašiai kaip žmogaus nervais.
Vientisas struktūras, kuriose susijungusios vyriškos ir moteriškos žiedo dalys, turi ir kiti augalai, nors tai nėra dažnas atvejis. Hibiscus genties augalų žieduose, pavyzdžiui, yra kuokelių žiedas, kurio koteliai suaugę. Nors su piestelės liemenėliu jie nesusijungę, bet yra labai arti jo, todėl galima pamanyti, kad tai vienas darinys.
Kolona gali judėti seismonastijos principu, t.y. jos judesys nepriklauso nuo dirgiklio ir jo krypties. Nesvarbu, kas sujudina žiedą, ar vabzdys, nutūpęs atsigerti, ar vaikas, judinantis žiedą žolės šapeliu. Trigeris visada pajudės ta pačia kryptimi, apspręsta žiedo sandaros.
Kiti augalai taip pat turi seismonastijas. Turbūt geriausiai žinomi pupinių šeimos judrūs augalai. Mimosa pudica suglaudžia savo lapelius, kai ją kas nors paliečia. Šiltą ir saulėtą dieną visas seismonastinis judesys trunka šimtąsias sekundės dalis, kiek ilgiau - apsiniaukusią ir vėsią dieną.
Vieną akimirką kolona atsilenkusi atgal ir pasislėpusi tarp žiedlapių, kitą - vabzdžio galva ir nugara jau padengtos žiedadulkių sluoksniu. Žiedai sudaryti taip, kad paskleistų žiedadulkes tam tikroje vietoje, ir būtent nuo šios vietos kitas tos pačios rūšies žiedas tas žiedadulkes surenka. Tam, kad atlikti šį veiksmą, trigeriniai augalai turi specialią kolonos zoną su aktyviomis, dirgliomis ląstelėmis, kurių aprašymą rasite vėliau. Panašus, tik kiek primityvesnis mechanizmas aptiktas pas levenhokijas. Įdomu, kad trys trigerinių augalų rūšys prarado šį gebėjimą kartu su judesiu išnykus ir atitinkamiems kolonos dariniams. Tai - S. insensitivum, S. beaugleholei ir S. Apie Stylidium trigerinį mechanizmą buvo paskelbta keletas labai įdomių tyrimų rezultatų. Vakarų mokslininkai pirmą kartą paminėjo šį fenomeną apie 1785 metus, maždaug prieš šimtmetį iki pasirodant šiems rezultatams. Trigerio veikimo mechanizmo tyrimai prasidėjo pirmoje devynioliktojo amžiaus pusėje. Juos atliko prancūzų botanikas Charles Morren, 1838 metais paskelbdamas veikalą Recherches sur le Mouvement et l’Anatomie du column du Stylidium graminifolium, kuriame tyrimų objektas buvo Stylidium graminifoliuam (angl. Grass Triggerplant), aptinkamas augantis visoje vidutinio klimato rytų Australijoje. Morren savo darbe analizuoja augalų judesius, ypač susijusius su dauginimosi funkcija, ir aptaria kartu dirbusius žinomus botanikus Lindley ir Robert Brown. Pasak Morren, Stylidium judrumas/dirglumas buvo pirmą kartą aprašytas 1785 metais. Jis pateikia pirmuosius kolonos preparatų piešinius ir išsamų jos veiksmų aprašymą. Taip pat jis aptaria kartu su anksčiau minėtais mokslininkais gautų rezultatų duomenis.
Rica Ericson savo knygoje „Triggerplants” 1958 metais analizuoja tokį reiškinį, kaip kolonos judesio sulėtėjimas sumažėjus temparatūrai, bei tai, kad tyrinėti trigerinius augalus laboratorijos sąlygomis ir ganėtinai sunku. Vėsios temperatūros ir silpnesnis apšvietimas gali padaryti augalus vangesniais ar net gi nejautriais.
Paskutiniuosius darbus apie trigerinį mechanizmą atliko dr. Gary Findlay iš Flinderio universiteto pietų Australijoje kartu su žmona dr. Nele Findlay ir jos bendradarbiu dr. C. K. Pallaghy. Jie nustatė, kad trigerio judesiui atlikti būtina suteikti kolonai energijos. Kitais žodžiais tariant, trigeris trigeriniuose augaluose veikia kaip žmogus, ketinantis šauti iš lanko. Tam, kad iššautų, žmogus turi atlikti darbą - įtemti lanko timpą. Tai padarius, strėlę jau galima šauti, ji panaudos energiją, sukauptą lanko medienoje ir timpoje. Trigeriniai augalai atlieka tą patį veiksmą.
Gyvi organizmai naudoja junginį, vadinamą adenozin trifosfatu (ATP), kuris taip pat įeina ir į DNR, sudarančios mūsų chromosomas, sudėtį. Rankos raumenys, įtempiantys lanką, naudoja ATP energiją šiam veiksmui atlikti. Tuo pačiu būdu trigeriniai augalai naudoja ATP energiją, kad kolona trinkteltų vabzdžiui apdulkintojui. Tai buvo pademonstruota patalpinant augalus į nekenksmingą azoto dujų atmosferą, kurioje nei augalai, nei gyvūnai negali susintetinti ATP. Atmosferos deguonis yra naudojamas tam, kad pasisavinti maiste esančią energija.
Kai trigeriniai augalai buvo patalpinti tokioje atmosferoje, anksčiau „užtaisytos” kolonos „iššovė”. Tai parodo, kad kolona buvo apsirūpinusi energija iš anksto, ir kad pačiam trigerio judesiui atlikti deguonis nereikalingas. Tačiau „iššovusios” kolonos užstingdavo įvairiose atsistatančio judesio stadijose. O tai parodo, kad be deguonies jos negalėjo gauti pakankamai ATP. Šiuo atveju kolonos atsilenkimas yra tarsi lanko įtempimas, kuriam naudojama ATP energija. Pastatytai į pasiruošimo poziciją kolonai, energijos nereikia. Taip pat, kaip ir įtemptam lankui iššauti. Reikia tik signalo iš smegenų, kad pirštai paleistų timpą. Lygiai taip pat, kaip lanke energija patalpinama tamprioje medžiagoje, taip ir ATP energija patalpinama kolonos linkyje tol, kol nebus išlaisvinta dirgiklio. Deja, dirgiklio pajutimo zona kol kas mokslininkams nėra visiškai žinoma. Tai gali būti susiję su lūpos palietimu ir yra netiesioginis dirgiklis, dirginantis jautrią zoną kolonoje ar netoliese jos.
Ląstelių sienelės, kurios mūsų pavyzdyje atitinka lanko medinę dalį, yra standžios ir sugeba kaupti energiją kol yra susitraukusios. Atrodytų, lyg kolonoje, o ypač jos linkyje, yra daugybė spyruoklių. Signalas keliauja kaip stimulas nuo tos vietos, kur jis pajaučiamas, iki tos kolonos dalies, kuri reaguoja judesiu, ir yra elektrinės prigimties. Augalai gali generuoti elektrinius impulsus, sklindančius dideliu atstumu, panašiai kaip ir žmogaus nervų ląstelės. Pavyzdžiui, jautrusis musėkautas naudoja elektrinius impulsus, sklindančius nuo jautriųjų plaukelių, esančių vidinėje gaudyklės dalyje, viršūnės iki gaudyklės dalių susijungimo vietos.
Daugelis augalų judina savo dalis seismonastijos pagrindu (pavyzdžiui, pupinių šeimos augalai staigiai suglaudžia lapus prisilietimo atveju, o lėtai - kintant apšvietimui), ir daro tai naudodami struktūrą, vadinamą pulvinus (dgs. pulvini), esančią netoli lapo pagrindo ar lapo lakšto. Pulvinus perneša kalio chlorido druską iš ląstelių, esančių viename gale, į kitą galą. Vanduo seka paskui druskos jonus į arba iš vakuolės. Praradusios druskas ir vandenį, vakuolės sumažėja, o ląstelės subliukšta. Ir atvirkščiai, padaugėjus druskų ir vandens, ląsteles vakuolės išpučia.
Tuomet, Findlay et al. atrado, kad trigeriniai augalai kolonos judinimui naudoja tos pačios rūšies mechanizmą, kaip ir pupiniai, jie taip pat perkelia kalio chloridą, kuris įtakoja vandens judėjimą iš vienų ląstelių į kitas. Taigi, šis trigerinių augalų kolonus išlinkimo ir atsitiesimo mechanizmas nėra unikalus.
Kolibrių vaidmuo apdulkinime
Kolibriniai (Trochilidae) - čiurlinių paukščių (Apodiformes) būrio šeima, apimanti 116 genčių ir 338 rūšis. Paplitę Pietų ir Šiaurės Amerikoje, daugiausia tropinio ir subtropinio klimato juostoje. Tai labai maži paukščiai, kūno ilgis 6-22 cm, masė 1,6-20 gramų. Jie turi trumpą liemenį, didelę galvą, ploną, ilgą ar labai ilgą snapą. Liežuvis vamzdelio formos, judrus ir raumeningas. Kojos silpnos, tačiau sparnai stiprūs. Kolibrio širdis yra labai didelė. Patinai pasižymi ryškiomis metališko blizgesio spalvomis, dažnai su kuodais, apykaklėmis ir ilgomis uodegos plunksnomis, o patelės dažniausiai būna šviesiai pilkos ar rusvos. Jie vikriai skraido, plasnoja 20-80 kartų per sekundę. Gyvena miškuose, kalnuose, savanose. Aktyvūs dieną, o naktį kolibrinių kūno temperatūra nukrinta 10-15 °C. Minta smulkiais vabzdžiais, vorais ir augalų žiedų nektaru. Pusrutulio formos lizdus suka medžiuose, krūmuose, deda 2 baltus kiaušinius. Peri 14-19 dienų ir veda 1-3 vadas.
Didžiausias kolibris yra patagona (Patagona gigas), kurios kūno ilgis siekia iki 22 centimetrų; jis dažnas Pietų Amerikoje. Kardasnapio kolibrio (Ensifera ensifera) snapas yra labai ilgas (8-10 cm), siekiantį kūno ilgį. Ypač spalvingas yra topazinis kolibris (Topaza pella) - jis turi šviesiai žalią gerklę, mėlyną galvą, raudoną apačią ir dvi labai ilgas uodegos plunksnas.
Apdulkinimo procese kolibrio vaidmuo yra gyvybiškai svarbus. Jo ilgas ir plonas snapas bei vamzdelio formos liežuvis leidžia jam pasiekti nektarą giliai žiedų viduje. Kai kolibris maitinasi nektaru, ant jo galvos ir krūtinės prilimpa žiedadulkės. Vėliau, skrisdamas prie kito tos pačios rūšies augalo žiedo, jis perneša šias žiedadulkes, taip atlikdamas apdulkinimą.
Kiti augalų reprodukcijos aspektai
Apomiksė ir Partenogenezė
Be apvaisinimo, kitaip dar vadinama partenogenezė, šis reiškinys gyvojoje gamtoje labai dažnai sutinkamas. Partenogenezė yra skirstoma į dirbtinę ir natūralią. Tai procesas, kai organizmai vystosi iš neapvaisintų kiaušialąsčių.
Natūrali partenogenezė būdinga vabzdžiams ir vėžiagyviams. Daugeliui rūšių būdinga ciklinė partenogenezė, o rudenį jau būdingas apvaisinimas. Dauginasi skruzdėlės, bitės, verpetės, driežams. Kiaušialąstės vystosi be apvaisinimo, kaip prisitaikymas kiekybiniam lyčių santykiui reguliuoti. Kiaušialąstės išsivysto patelės, o iš neapvaisintos - patinai.
Dirbtinė partenogenezė gali būti sužadinta moliuskams ir kitiems gyvūnams.
Gaubtasėklių augalų apvaisinimas vadinamas dvigubu. Greitai dulkiadaigis per mikropilę įsiskverbia į sėklapradį, piestelės purkos sugeria jos skystį ir sudygsta, t.y. dulkiadaigį, ir jo turinys išsilieja į vidų, maišelį, užuomazgą t.y. diploidinė zigota. Vienas spermis susilieja su kiaušialąste, o kitas žūva. I-inis endospermo branduolys dalijasi, sudarydamas endospermą, antriniu branduoliu, kuris yra gemalinio maišelio centre. (antipodės) degeneruoja arba visai sunyksta. Iš zigotos vystosi gemalas. Sėklapradis virsta į sėklos luobelę, apsaugamčią gemalą. Endospermas - maitinamasis audinys, maitinantis gemalą, antriniu krakmolo, lipidų, baltymų ir kt. medž. maltymingas.
Sėklos formuojasi pseudolytinėmis priemonėmis, vadinamas apomikse. Apsivaisinimo, o gaubtasėklių - tik apsivaisinus rezervai. Apomiksės metu įvairios kilmės gemalai (poliembrionija), vadinamas apsivaisinimo, netinkamas. Apomiksė skirstoma į: Partenospermija (pvz. kiaušialąstės). Apogamija (ląstelės, toks procesas vadinamas apogamija). Aposporija (procesas vad. aposporija). Zigotos ir vad antriniu. Susidaro dalijantis ląstelei, skirtingai. Pvz. tada, kai gemaliniame maišelyje plazma sudaro pasieninį sluoksnį, branda viduje. Suspenzorių, medžiagų sujungdamas jį su endospermu, dalijasi, kol galiausiai susiformuoja gem...
Pomidoras „Kolibri“ ir agurkas „Kolibri“
Aukštaūgis pomidoras „Kolibri“ yra anksti nokstanti veislė, sukurta prancūzų selekcininkų. Nepaisant pietinės kilmės, jis pasiteisino vidutinio klimato Rusijoje. Tai gerai žinomos „Slivok“ veislės porūšis, turintis stiprius stiebus ir tankiai išsidėsčiusias kekes. „Kolibri f1“ pomidoras yra aukštas augalas. Dėl stiprios imuninės sistemos jis atsparus vėlyvajam marui. Žaliąją masę sudaro du stiebai, kurie paprastai išaugina 8-10 kiaušidžių. Mažas tarpas tarp mazgų sukuria iškyšą, kuri palengvina derliaus nuėmimą. Šios daržovės agronomines vystymosi savybes lemia krūmo aukštis, kuris siekia 2 metrus. Jo lapai yra vidutinio dydžio, žali arba tamsiai žali. Lapų lapų storis ir išsivystymas atitinka stiebo storį ir išsivystymą. Hibridinio vaisiaus aprašyme jis apibūdinamas kaip daržovė, pasižyminti unikaliu saldžiarūgščiu skoniu ir nepaprastomis savyėmis. Šis augalas priklauso šilumamėgių veislių grupei ir tinka auginti šiltnamiuose bei šiltnamiuose. Dėl savo dydžio jį galima valgyti žalią, keptą arba konservuotą. Pomidorų odelė tokia tanki, kad įdėjus į stiklinius indelius, kaitinant verdančiu vandeniu, ji nesprogsta. Nepaisant visų teigiamų savybių, augalas turi ir trūkumų. Pagrindinis trūkumas yra dažnų šoninių ūglių poreikis. Tai yra dėl intensyvaus šoninių ūglių augimo, kurie, jei negenimi, išaugina perteklinę lapiją. Pomidorams taip pat reikia reguliariai prilaikyti. Intensyvus augimas lemia trapias šakas. Sėklas į dirvą galite pradėti sėti vasario pabaigoje arba kovo pradžioje. Dirvą reikia paruošti iš anksto, praturtinti organinėmis ir mineralinėmis trąšomis. Pagrindinės sudedamosios dalys turėtų būti humusas ir durpės. Šis dirvožemis idealiai tinka sėkloms. Prieš sodinimą sėklas apdorokite silpnu kalio permanganato tirpalu. Sėkite į 2 cm gylį ir gausiai palaistykite. Pirmųjų dviejų lapelių pasirodymas yra signalas retinti daigus. Pašalinami mažiausiai gyvybingi ir ligoti ūgliai. Jauni ūgliai sukietėja, jei auga nuo šalčio neapsaugotoje dirvoje. Kolibri F1 pomidorų daigų sodinimas sklype arba šiltnamyje pradedamas praėjus 55 dienoms po pirmųjų ūglių pasirodymo. Tai sutampa su birželio viduriu, kai praeina paskutinės rytinės šalnos. Nepakenktų augalo šaknų sistemą apdoroti nuo kenkėjų, tokių kaip kurmiai, ir lapiją nuo amarų.
Agurkinis kolibris yra Rusijos derlinga kornišonų tipo veislė. Atsparus daugybei ligų, nepretenzingas, todėl derlių galima auginti daugumoje regionų. Veislės kilmė: Agurkinis kolibris yra pirmosios kartos (F1) hibridas, išaugintas selekcijos ir sėklų auginimo bendrovės „Manul“ pagrindu. Veislės kūrime dalyvavo grupė mokslininkų: Borisovas A.V., Vostrikova O.R., Skachkovas V.A., Orekhova E.A. kita. Į veislininkystės pasiekimų registrą įtraukta 2010 m. Kolibro agurkas yra patvirtintas auginti daugumoje Rusijos regionų: vidurinė juosta; Volgos regionas; Šiaurės vakarai; Juodoji žemė; pietiniai regionai; Uralas; Vakarų ir Rytų Sibiras; Tolimieji Rytai. Rekomenduojama auginti filmų prieglaudose (be šildymo). Pietuose derlių galima auginti atvirame lauke.
Kolibrų agurkų veislės aprašyme pateikiamos šios charakteristikos: neapibrėžtas (auga visą sezoną); žydėjimo tipas: daugiausia moteris; šiek tiek šakotas (mažai ūglių); per mažas. Augalo stiebas pasiekia 25-30 cm aukštį, pasklinda palei žemę, vėja. Krūmas pasižymi inkstų audimu, suteikia daug ūselių, o tai leidžia gerai pritvirtinti prie bet kokios atramos. Žalioji masė auga gana greitai, kolibrių agurkų šoniniai sinusai yra maži. Lapai yra giliai žali, širdies formos, turi penkias skiltis. Kiekvieno lapo pažastyje atsiranda 4-5 kiaušidės, rečiau dvi ar aštuonios. Gėlės yra mažos, tipiškos geltonos spalvos. Žydėjimas yra draugiškas, kolibriams nereikia apdulkintojų. Tai leidžia juos auginti uždaruose šiltnamiuose. Kornišono tipo vaisiai, nedideli (5-8 cm ilgio, ne daugiau kaip 3,5 cm skersmens). Spalva sodriai žalia, vidutinis svoris 60-80 g. Plaušiena yra sultinga, traški, gero skonio. Zelentsy yra trumpas, fusiformas, gumbavaisis, baltas pubescencija. Agurkai nėra linkę peraugti, todėl parduodamas derlius yra nuolat didelis.
Veislė yra gana nepretenzinga. Kolibrių agurkai gerai auga įvairiuose dirvožemiuose. Atsižvelgiant į auginimo sąlygas, jie duoda nuolat didelį derlių. Pasėliai jautrūs šalnoms, todėl daugumoje regionų auginti leidžiama tik šiltnamiuose. Sausra taip pat blogai veikia derlių - karštyje reikia papildomai laistyti.
Parduodamas kolibrių agurkų derlius, laikantis žemės ūkio technologijos taisyklių, siekia 11-13 kg vienam kvadratiniam metrui. Pagal nokimą veislė priklauso ankstyvojo (ankstyvojo brandinimo) kategorijai. Pirmąjį derlių galima nuimti praėjus 40 dienų po sėklų pasodinimo (techninis brandumas), optimaliausia - po 48-50 dienų. Vaisių periodas yra ilgas, iki šalnų pradžios. Todėl derlių galima imti net vasaros pabaigoje ir ankstyvą rudenį (rugpjūtį, rugsėjį).
Agurkai Kolibriai F1 yra atsparūs daugybei ligų: kladosporijai, agurkų mozaikos virusui, miltligei. Mažiau atsparus miltligei (peronosporozei). Gali sirgti tokiomis grybelinėmis ir bakterinėmis infekcijomis: baltas ir pilkas puvinys; antraknozė; bakteriozė. Neatmetama galimybė, kad žalą daro amarai, nematodai, vorinių erkių, šliužai ir kiti kenkėjai. Siekiant išvengti derlingumo praradimo, periodiškai reikia tikrinti kolibrių agurkų sodinimą.
Veislė pasižymi dideliu derlingumu ir geru vaisių skoniu. Tai klasikiniai teisingos formos kornišonai, kuriuos galima auginti šiltnamyje ir net ant palangės.
tags: #augalu #apvaisinimas #kolibris
Projektai
Steigėjas
Informacinis rėmėjas
