POLENIZARE: PROCES, TIPURI ȘI IMPORTANȚĂ PENTRU MEDIU - BIOLOGIE - 2025

Polenizarea este procesul de transfer de polen din partea „tată“ partea feminină a florii. Scopul său este fertilizarea ovulului (conținut în gametofitul feminin) de boabele de polen, care reprezintă gametofitul masculin.

Întrucât polenizarea implică abordarea sau contactul dintre celulele sexuale ale plantelor din aceeași specie (deși poate fi și din aceeași plantă, auto-polenizare), reproducerea sexuală a plantelor depinde considerabil de acest proces.

Albina polenizeaza o floare (Sursa: Myriams Zilles de la pixabay.com)

La plantele cu semințe, polenizarea este doar pasul înainte de fertilizare, care este procesul în care materialul genetic al doi indivizi se amestecă pentru a produce sămânța care va da naștere unei noi plante, probabil cu caracteristici împărtășite între ambii părinți.

Organul reproducător al angiospermelor (plante cu flori) care este responsabil pentru producerea și protejarea celulelor sexuale (gametofite feminine și masculine) este floarea și de acolo are loc polenizarea.

Există mai multe tipuri de polenizare, iar unele dintre acestea diferă în raport cu polenizatorul, care poate fi biotic (un animal) sau abiotic (vânt, apă), de care diferă speciile de plante.

Polenizarea biotică depinde foarte mult de caracteristicile florii, deoarece de obicei animalele sunt atrase de un anumit atribut special, fie pentru a se hrăni, a se refugia, a se reproduce etc.

Proces

Polenizarea este transferul boabelor de polen din partea masculină a unei flori în partea feminină a alteia (sau din aceeași, când vine vorba de auto-polenizare) și depinde de agenții externi cunoscuți sub numele de polenizatori.

Polenizare (Sursa: Mabel Amber, pe pixabay.com)

Acesta este unul dintre procesele fundamentale pentru producerea de fructe și semințe în legume, adică este o parte esențială a reproducerii sexuale a plantelor.

Cu toate acestea, pentru a înțelege într-un detaliu despre ce este vorba, este necesar să aveți o noțiune de bază despre cum arată o floare.

- Anatomia unei flori

O floare tipică angiospermă este o structură destul de complexă, mai ales dacă se consideră că un număr mare de specii au flori în care există gametofite feminine și masculine în același timp.

Florile, în general, sunt produse în meristemele apicale ale tulpinii (parte aeriană a plantelor) și, în funcție de specie, acestea pot fi de sex masculin, feminin sau bisexual.

Schema anatomiei unei flori mature de angiosperm (Sursa: LadyofHats prin Wikimedia Commons) Porțiunea tulpinii care unește floarea cu restul plantei este cunoscută sub denumirea de peduncul, în a cărei porțiune superioară se află receptacul, structura responsabilă de susținere din părțile florii (sepale, petale, stamine și carpele).

Sepalele și petalele exercită funcții în protejarea cocoanelor și, respectiv, în atracția vizuală a unor polenizatori; în timp ce staminele și carpele sunt gametofitele în care sunt produse celulele sexuale.

Gametofit masculin

Staminele sunt filamente lungi care se termină în furnici, care sunt „sacii” în care se produc boabe de polen. Setul de stamine ale unei flori este cunoscut sub numele de androecium, care înseamnă „casa omului” și, în general, depășește înălțimea sepalelor și petalelor.

Gametofit feminin

Carpelii conțin ovule. Acestea formează ceea ce este cunoscut sub numele de "pistil" și constau dintr-o stigmă, un stil și un ovar. Această parte a florii este numită ginenociv, ceea ce înseamnă „casa femeii”.

Pistilele au o formă similară cu cea a unui bol de bowling. Partea superioară corespunde stigmatului și este o structură aplatizată a cărei suprafață lipicioasă permite aderența boabelor de polen.

Stilul este porțiunea mijlocie a pistilului și este cea care leagă stigmatul cu ovarul; acest lucru poate fi lung sau scurt. În cele din urmă, ovarul este locul unde se găsesc unul sau mai multe ovule și este cea mai dilatată parte a pistilului. Ovarul poate deveni o parte sau toate fructele.

- Cum se produce polenizarea?

Când un bob de polen ajunge la stigmat, „germinează”, producând o structură lungă cunoscută sub numele de tub de polen. Tubul de polen crește în jos prin stil, adică crește în direcția ovarului.

Multe mecanisme de recunoaștere și semnalizare sunt implicate în direcționalitatea creșterii tubului de polen spre ovar și, ca în cazul multor animale, nu toate tuburile de polen care germinează și cresc în același mod ajung la ovar și progresează spre fertilizare.

Când tubul de polen pătrunde în gametofitul feminin (ovarul), celula de spermă conținută în bobul de polen fertilizează celula de ou. La scurt timp, datorită procesului de fertilizare și odată ce nucleele ambelor celule s-au topit, se produce zigotul.

Acest zigot, pe măsură ce se dezvoltă în embrion, este ceea ce va constitui ulterior sămânța, care este cel mai important organ de dispersie a plantelor cu reproducere sexuală.

În plus față de celula spermatozoidă care realizează fertilizarea celulei ou, o altă celulă spermatozoidă conținută în același granul de polen se fuzionează cu două sau mai multe nuclee derivate din gametofitul feminin; acest proces este cunoscut sub numele de fecundare dublă.

Fuziunea menționată anterior formează un „nucleu endospermic polipoid”, care va fi responsabil de producerea endospermei (materialul alimentar) din care embrionul se va hrăni în sămânță în timpul dezvoltării sale și în timpul germinării.

Tipuri

Polenizarea poate fi clasificată drept „auto-polenizare” și „polenizare încrucișată”, în funcție de locul în care provin boabele de polen sau ca „biotice” și „abiotice” ale celor care transportă boabele polenice (agentul polenizant).

- Auto-polenizare

Există specii de plante care au flori de sex feminin și masculin pe aceeași tulpină, dar există și cele care au flori bisexuale, adică prezintă, în același timp și în aceeași floare, atât gametofite masculine, cât și feminine (androecium și gnoecium). ).

Unii autori consideră că polenizarea care se produce între florile unisexuale ale aceleiași plante este o „polenizare interflorală”, în timp ce cea care se produce între structurile reproducătoare ale aceleiași flori este o „polenizare intraflorală”.

Deși permite înmulțirea indivizilor care se reproduc, auto-polenizarea implică faptul că celulele sexuale care se contopesc sunt identice genetic, astfel încât plantele care vor ieși din semințele rezultate vor fi un fel de „clone” ale plantelor părinte.

- Polenizarea încrucișată

Contrar procesului de auto-polenizare, polenizarea încrucișată implică schimbul de polen între florile (unisexuale sau bisexuale) ale diferitelor plante. Cu alte cuvinte, acest proces implică transferul unui bob de polen din furnica unei flori în stigmatul alteia, pe o altă plantă.

Deoarece materialul genetic care este schimbat în timpul polenizării încrucișate provine de la părinți diferiți din punct de vedere genetic, semințele care vor fi produse odată ce procesul de fertilizare va fi finalizat vor da naștere la diferite plante, genetic și fenotipic vorbind.

- Polenizarea biotică și abiotică

În funcție de vectorul care mediază transferul unui bob de polen de la anterele unei flori la stigmatul altei (sau aceleași), polenizarea poate fi clasificată ca biotică și abiotică

Polenizarea biotică

Acest tip de polenizare este poate cel mai reprezentativ și important dintre toate. Ea are legătură cu participarea unui animal, de obicei a unei insecte, la transferul boabelor de polen dintr-un loc în altul.

Deși peste 50% din polenizare este realizată de multe insecte și artropode din diverse specii, animalele vertebrate precum păsările și liliecii joacă un rol important în acest proces.

Polenizarea biotică poate promova atât polenizarea încrucișată cât și auto-polenizarea, iar plantele pot fi specifice sau generaliste în ceea ce privește tipul de animal care le polenizează.

Cu toate acestea, polenizatorii nu participă la reproducerea sexuală a plantelor „ad honorem”, deoarece sunt atrași de structurile florale fie prin caracteristicile vizibile, fie prin elementele de recompensă pe care le primesc (hrană, adăpost etc.) .).

Relația plantă-polenizator înseamnă o interacțiune importantă care modelează evoluția structurii florale în același timp cu cea a animalelor care le polenizează. Din acest motiv, nu este ciudat să obții flori adaptate în mod special structurilor vizitatorilor tăi.

Polenizare abiotică

Polenizarea abiotică este cea care are loc datorită participării entităților „care nu trăiesc”, cum ar fi vântul și apa. Primul este cunoscut sub numele de polenizare anemofilă și al doilea ca hidrofil.

Fotografia unei plante și polenul acesteia (Sursa: pixabay.com)

Plantele care sunt polenizate de apă sunt limitate (așa cum este logic) la mediile acvatice și prezintă adesea flori cu structuri foarte particulare, pentru a asigura atât eliberarea, cât și receptarea celulelor sexuale.

Importanța pentru mediu

Polenizarea este un proces crucial pentru ciclul de viață al multor angiosperme. Întrucât fără polenizare nu are loc fertilizarea și fără acestea din urmă, semințele nu sunt produse, polenizarea nu este vitală doar pentru plante, ci și pentru multe dintre animalele care se hrănesc cu ele.

Procesul în sine este foarte important pentru menținerea variabilității genetice a speciilor de plante, care este esențială pentru apariția unor mecanisme de adaptare împotriva diferiților factori de mediu, cum ar fi schimbările climatice, prezența agenților patogeni etc.

De asemenea, este un proces esențial pentru producția agricolă mondială, aceasta din punct de vedere antropocentric.

Referințe

1. Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). Principiile ecologiei polenizării (ediția a 3-a). Pergamon Press.
2. Heinrich, B., & Raven, PH (1972). Energetica si ecologia polenizarii. Știință, 176 (4035), 597-602.
3. Nabors, M. (2004). Introducere în botanică (ediția I). Pearson Education.
4. Picó, F., Rodrigo, A., și Retana, J. (2008). Demografia plantelor. Dinamica populației, 2811–2817.
5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologie (ediția a 5-a). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.