رشد گل

 رشد و نمو گل

یک گل از یک ساقه تغییر شکل یافته یا قسمت معین مریستم راسی رشد می‌کند (قسمت معین به معنی رشد محوری در یک جهت است). این قسمت فشرده، در مورفولوژی گیاهی کلاسیک به عنوان برگ‌های اصلاح شده تفسیر شده‌اند. با این حال، مطالعات تفصیلی رشد، نشان داده‌اند که پرچم‌ها اغلب کم و بیش شبیه ساقه تغییر شکل یافته (کالوم‌ها) هستند که در بعضی موارد حتی ممکن است شبیه شاخه باشند. با توجه به تمام تنوع رشد آندروسئوم گیاهان گلدار، ما یک زنجیره بین برگ‌های تغییر شکل یافته (فیلوم‌ها)، ساقه‌های تغییر یافته (کالوم‌ها) و شاخه‌های تغییر یافته (ساقه‌ها) پیدا کرده‌ایم.

 

انتقال گل

انتقال گل یکی از تغییرات فاز اصلی است که یک گل در طول چرخه زندگی خود انجام می‌دهد. این انتقال باید در زمانی صورت بگیرد که لقاح و تشکیل دانه مناسب باشد، در این صورت اطمینان از موفقیت تولید مثل حداکثر خواهد بود. برای پاسخگویی به این نیازهای گیاه باید نشانه‌های درون زا و زیست محیطی مهم مانند تغییرات در سطح هورمون‌های گیاهی و درجه حرارت فصلی و تغییرات طول روز را تفسیر کرد. بسیاری از گیاهان چند ساله و بیشتر گیاهان دو ساله در بهاره سازی گل می‌دهند. تفسیر مولکولی این سیگنال‌ها از طریق انتقال یک سیگنال پیچیده به نام فلوریژن می‌باشد که ژن‌های دخیل آن شامل کنستان، لوکوز گلدهی C، لوکوز گلدهی T می‌باشند. فلوریژن در برگ‌ها، در زمان مطلوب باروری تولید می‌شود و در غنچه‌ها عمل می‌کند و تغییرات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مختلف را به سمت رشد راهنمایی می‌کند.

 

اولین مرحله از این تحولات، تبدیل ساقه رویشی پری موردیا به گل پری موردیا می‌باشد. این اتفاق به عنوان تغییرات بیوشیمیایی در تمایز سلولی برگ صورت می‌گیرد. جوانه و بافت‌های بنیادی، داخل بافت اندام‌های تناسلی رشد می‌کنند. رشد بخش مرکزی از نوک ساقه متوقف یا مسطح می‌شود و تورمی در یک طرف آن گسترش می‌یابد و حالت مارپیچی یا اسپیرال را در اطراف خارجی انتهای ساقه ایجاد می‌کند. این برآمدگی داخل کاسبرگ‌ها، گلبرگ‌ها، پرچم‌ها و برچه‌ها گسترش می‌یابد. در بسیاری از گیاهان، زمانی که این پروسه آغاز می‌شود، نمی‌توان آن را معکوس کرد و ساقه گل‌ها بسط پیدا می‌کنند حتی اگر شروع اولیه این رویداد به برخی از نشانه‌های زیست محیطی وابسته باشد. زمانی که این پروسه آغاز می‌شود حتی اگر نشانه‌ها حذف شوند، ساقه به ایجاد گل ادامه می‌دهد.

 

 

مدل ABC رشد و نمو گل

رشد و نمو اندام

بررسی‌های مولکولی برای شناسایی اندام‌های گل در درک بعضی از گونه‌ها نسبتا خوب به نظر می‌رسد. در یک مدل ساده، تعامل فعالیت‌های سه ژن در یک روش ترکیبی، هویت رشد و نمو اندام پری موردیا را داخل مریستم گل مشخص می‌کند. این ژن‌ها را، ژن‌های عملکردی A، B و C می‌نامند. در اولین حلقه گل فقط ژن A بیان می‌شود که منجر به تشکیل کاسبرگ می‌شود. در حلقه دوم هر دو ژن A و B بیان می‌شوند که منجر به تشکیل گلبرگ می‌شوند. در حلقه سوم، ژن‌های B و C تشکیل پرچم را باعث می‌شوند و در مرکز گل ژن C به تنهایی باعث رشد برچه‌ها می‌شود. این مدل بر اساس مطالعات انجام شده روی جهش هموتیک در رَشادی گوش‌موشی و گل میمون Antirrhinum majus می‌باشد. به عنوان مثال، زمانی که عملکرد ژن B از دست می‌رود، گل‌های جهش یافته با کاسبرگ‌ها در حلقه اول بطور معمول تولید می‌شوند، همچنین در حلقه دوم نیز، به جای گلبرگ طبیعی قرار می‌گیرند. در حلقه سوم عدم عملکرد ژن B و وجود عملکرد ژن C حلقه چهارمی ایجاد می‌شود که منجر به تولید برچه‌ها در حلقه سوم نیز می‌شوند. به مدل ABC رشد گل نگاه کنید.

 

بیشتر ژن‌های اصلی در این مدل متعلق به باکس ژن‌های MADS و فاکتورهای رونویسی هستند که بیان ژن‌های خاص برای هر عضو گل را تنظیم می‌کنند.

 

عملکرد گل

هدف اصلی گل تولید مثل فردی و گونه‌ای است. تمام گیاهان گلدار هتروسپوروس هستند و دو نوع اسپور تولید می‌کنند. میکروسپورها درون بساک توسط میوز تولید می‌شوند، در حالیکه مگاسپورها درون تخمک در تخمدان تولید می‌شوند. در واقع، بساک بطور معمول از چهار میکروسپورانژیا و یک تخمک در پوشش مگاسپورانژیوم تشکیل شده است. هر دو نوع هاگ‌ها داخل گامتوفیت‌های درون اسپورانژیوم تشکیل می‌شوند. در تمام گیاهان هتروسپوروس، گامتوفیت‌ها نیز در داخل هاگ تشکیل می‌شوند (آندوسپوریک).

 

در اکثر گونه‌ها، گل‌های فردی هر دو عملکرد برچه‌ها و پرچم‌ها را دارند. گیاه شناسان این گل را به عنوان نمونه کامل یا دو جنسی و گونه هرمافرودیک توصیف می‌کنند. بعضی از گل‌ها فاقد یک یا چند اندام تناسلی هستند و ناقص یا تک جنسی نامیده می‌شوند. اگر گل‌های تک جنسی روی یک گیاه منحصر به فرد، در قسمت‌های مختلف دیده شوند، آن‌ها را گونه‌های تک پایه (مونوسئوس) می‌نامند. اگر هر کدام از گل‌های تک جنسی در گل‌های جداگانه یافت شوند این گیاه دوپایه (دیوسئوس) نامیده می‌شود.

 

تخصص گل و گرده افشانی

گیاهان گل دار معمولا با یک فشار انتخابی برای بهبود گرده افشانی خود مواجه هستند که معمولا از مورفولوژی گل‌ها و رفتار گیاهان ناشی می‌شود. انتقال گرده‌ها در بین گیاهان توسط بعضی "حامل‌ها " انجام می‌گیرد. بعضی از گیاهان از حامل‌های زنده استفاده می‌کنند – یعنی باد (anemophily) یا حامل‌ها کمتر معمول، آب (hydrophily). دیگر گل‌ها از حامل‌های زنده حیاتی از جمله حشرات (entomophily)، پرندگان (ornithophily)، خفاش‌ها (chiropterophily) یا دیگر حیوانات استفاده می‌کنند. بعضی از گیاهان از حامل‌های چندگانه استفاده می‌کنند اما بسیاری دیگر تخصص یافته تر هستند.

 

گیاهان کلیستوگاموس بعد از باز شدن یا باز نشدن، خود گرده افشان هستند. بسیاری از گونه‌های بنفشه عطری و بعضی از گونه‌های مریم گلی (سلوی) از این نوع گل‌ها هستند.

 

گیاهانی که گل هایشان از حامل‌های زنده حیاتی برای گرده افشانی استفاده می‌کنند معمولا دارای غددی هستند که شهد نامیده می‌شوند و به عنوان یک جاذب برای حیوانات به سمت گل‌ها عمل می‌کنند. بعضی از گل‌ها الگوهایی دارند که راهنمای شهد نامیده می‌شوند و به حشرات گرده افشان نشان می‌دهند که کجا دنبال شهد بگردند. گل‌ها از بو و رنگ نیز برای جذب حشرات گرده افشان استفاده می‌کنند. بعضی از گل‌ها نیز از شکل خود برای جذب حشرات گرده افشان استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، بعضی از گونه‌های ارکیده، گل‌هایی مشابه زنبور ماده در رنگ، شکل و بو تولید می‌کنند. گل‌ها در شکل نیز تخصص یافته هستند و آرایشی از پرچم‌ها دارند که باعث می‌شوند زمانی که حشرات برای یافتن ماده جاذب روی گل می‌نشینند دانه‌های گرده به بدنشان بچسبند (مثل شهد، گرده یا یک جفت). در ادامه مبحث مواد جاذب گل‌ها در یک گونه، گرده افشان‌ها، گرده‌ها را به کلاله – که به همان روشی که اشاره شد مرتب شده‌اند – همه گل‌هایی که رویشان می‌نشینند، منتقل می‌کنند.

 

گرده افشانی

 

دانه‌های گرده چسبیده به این زنبور عسل به گل بعدی که روی آن بنشیند منتقل می‌شود.

هدف اولیه یک گل تولید مثل است. از آنجایی که گل‌ها اندام‌های تولید مثل گیاهان هستند، واسط پیوستن اسپرم موجود در گرده با تخمک موجود در تخمدان می‌باشند. گرده افشانی، حرکت گرده از بساک به کلاله می‌باشد. پیوستن اسپرم به تخمک لقاح گفته می‌شود. به طور معمول گرده از یک گیاه به گیاه دیگر حرکت می‌کند، اما بسیاری از گیاهان می‌توانند خود را بارور کنند. لقاح تخمک دانه‌های نسل بعد را تولید می‌کند. تولید مثل جنسی فرزندان منحصر به فرد ژنتیکی برای انطباق با محیط تولید می‌کند. گل‌ها طرح‌های خاصی دارند که انتقال گرده را از گیاهی به گیاه دیگر در همان گونه را تقویت می‌کند. بسیاری از گیاهان برای گرده افشانی وابسته به عوامل خارجی می‌باشند از جمله: باد، حیوانات و بخصوص حشرات. حتی حیوانات بزرگ مثل پرندگان، خفاش‌ها و صاریغ کوتوله نیز می‌توانند اینکار را انجام دهند. مدت زمانی که در طی آن این فرایند انجام می‌شود (گل بطور کامل رشد کرده و آماده عمل می‌باشد) گرده افشانی (انتزیس) نامیده می‌شود. مطالعه گرده افشانی توسط حشرات انتکولوژی نامیده می‌شود.

 

گرده

انواعی از گرده‌ها که باعث واکنش‌های آلرژیک می‌شوند توسط گیاهان ساده تولید می‌شوند (درختان، چمن‌ها و علف‌های هرز) که گل‌های پر جلوه ندارند. این گیاهان کوچک، سبک و دانه‌های گرده خشک دارند که توسط باد منتقل می‌شوند.

 

نوع آلرژن‌های موجود در گرده، اصلی ترین فاکتور در تعیین گرده عامل تب یونجه می‌باشد. به عنوان مثال، گرده درخت کاج به مقدار زیاد توسط یک درخت تولید می‌شود که می‌تواند آن را به کاندیدای خوبی برای ایجاد آلرژی تبدیل کند. هر چند؛ این درخت یک علت نسبتا نادر در ایجاد آلرژی می‌باشد زیرا آلرژن‌های موجود در گرده کاج خاصیت آلرژنیک کمی نشان می‌دهد.

 

در میان گیاهان آمریکای شمالی، علف‌های هرز پرکارترین تولید کنندگان گرده آلرژی زا می‌باشند. نوعی ابروسیا عامل اصلی است اما درمنه، تاج خروس، lamb’s quarters، خار روسی (تاج خروس) و درخت چنار انگلیسی نیز از منابع مهم دیگر هستند. آشفتگی زیادی در مورد نقش گل‌ها در آلرژی‌ها وجود دارد. به عنوان مثال گل‌های پر جلوه روئینه زرین (سولیداگو) برای آلرژی تنفسی مورد سرزنش قرار می‌گیرند در حالیکه بی گناه هستند زیرا گرده‌های خود را در هوا پخش نمی‌کنند. در عوض مواد آلرژن همیشه در گرده شکوفه نوعی ابروسیا وجود دارد (امبروسیا) که می‌تواند چندین کیلومتر در باد منتقل شود.

 

دانشمندان نمونه‌های گرده نوعی ابروسیا را در ۴۰۰ مایل در دریا و ۲ مایل بالا در هوا جمع‌آوری کرده‌اند. یک نوعی ابروسیا به تنهایی می‌تواند یک میلیون دانه گرده را روزانه تولید کند.

 

معمولا شنیده می‌شود که افراد می‌گویند به گل‌های رنگارنگ و معطر مانند گل سرخ حساسیت دارند. در واقع، تنها گل فروش‌ها، باغبان‌ها و کسانی که به مدت طولانی در ارتباط با این گل‌ها باشند، به گرده‌های این گیاهان حساسیت نشان می‌دهند. اکثر مردم تماس کمی با دانه‌های گرده بزرگ، سنگین و مومی گیاهان گل دار دارند زیرا این نوع از گرده‌ها با باد حمل نمی‌شوند اما توسط حشرات مثل پروانه‌ها و زنبورها حمل می‌شوند.

 

روش‌های جذب

 

Bee orchid به شکل زنبور ماده است و زنبور نر را برای گرده افشانی جذب می‌کند.

گیاهان نمی‌توانند از جایی به جای دیگر نقل مکان کنند بنابراین بیشتر گل‌ها حیوانات را برای انتقال گرده بین افراد جمعیت‌های پراکنده جذب می‌کنند. گل‌هایی که توسط حشرات گرده افشانی می‌کنند را انتوموفیلوس می‌نامند. معنای واقعی کلمه "حشره دوست" در زبان یونانی است. این گل‌ها در تکامل مشترک با حشرات گرده افشان تغییرات زیادی کرده‌اند. گل‌ها معمولا غددی بنام شهد در بخش‌های مختلف خود دارند که حیواناتی که به دنبال شهد می‌گردند را به سمت خود جذب می‌کنند. پرندگان و زنبورها دید رنگی دارند که آنها را قادر می‌سازد به دنبال گل‌های رنگی بروند.

 

بعضی از گل‌ها الگویی به نام راهنمای شهد دارند که به گرده افشان‌ها نشان می‌دهد که کجا دنبال شهد بگردند، آنها ممکن است تنها تحت نور ماوراء بنفش قابل دیدن باشند که برای زنبورها و دیگر حشرات قابل مشاهده می‌باشند. گل‌ها می‌توانند با عطر خود نیز گرده افشان‌ها را جذب کنند، بعضی از این عطرها برای ما نیز خوشایند هستند. همه عطر گل‌ها برای انسان‌ها جذاب نیستند، تعدادی از گل‌هایی که توسط حشرات گرده افشانی می‌کنند مثل گوشت فاسد هستند و بوی حیوان مرده می‌دهند، این گل‌ها را ابلق می‌نامند، از جمله رافلزیا و گل بدبو (گل مردگان) و پاپاو آمریکای شمالی (Asimina triloba). گل‌هایی که بوسیله شب پروازها مثل خفاش‌ها و بیدها گرده افشانی می‌کنند به احتمال زیاد بر روی عطر جذاب خود تمرکز دارند و گل‌های سفید رنگ هستند.

 

دیگر گل‌ها از شکل خود برای جذب گرده افشان‌ها استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، بعضی از گونه‌های ارکیده، گل‌هایی مشابه زنبور ماده در رنگ، شکل و عطر تولید می‌کنند، زنبور نر از یک گل به گل دیگر برای یافتن زنبور ماده پرواز می‌کند.

 

مکانیسم گرده افشانی

مکانیسم گرده افشانی بکار گرفته شده توسط یک گیاه بستگی به روش گرده افشانی استفاده شده دارد.

 

بیشتر گل‌ها را می‌توان بین دو گروه گسترده از روش‌های گرده افشانی تقسیم کرد:

 

انتوموفیلوس: گل‌هایی که از حشرات، خفاش‌ها، پرندگان یا دیگر حیوانات برای انتقال گرده خود از گلی به گل دیگر استفاده می‌کنند. این گل‌ها در شکل نیز تخصص یافته هستند و آرایشی از پرچم‌ها دارند که باعث می‌شوند زمانی که حشرات برای یافتن ماده جاذب روی گل می‌نشینند دانه‌های گرده به بدنشان بچسبند (ماده جاذب مثل شهد، گرده یا یک جفت).). در ادامه مبحث مواد جاذب گل‌ها در یک گونه، گرده افشان‌ها، گرده‌ها را به کلاله – که به همان روشی که اشاره شد مرتب شده‌اند – همه گل‌هایی که رویشان می‌نشینند، منتقل می‌کنند. بسیاری از گل‌ها برای اطمینان از گرده افشانی به مجاورت اجزای خود تکیه دارند، در حالی که دیگر گل‌ها از جمله ساراسنیا یا lady-slipper orchids، طرح استادانه‌ای برای اطمینان از گرده افشانی دارند در حالیکه از خود گرده افشانی جلوگیری می‌کنند.

 

 

گل چمن با بقایای پوشش گل

آنموفیلوس: این گل‌ها از باد برای انتقال گرده از یک گل به گل دیگر استفاده می‌کنند. مثال‌های این گروه شامل علف‌ها، درختان توس، نوعی ابروسیا و افرا می‌باشد. آنها نیازی به جذب گرده افشان‌ها ندارند بنابراین گل‌های "پر جلوه " نیز ندارند. در حالی که حیوانات گرده افشان تمایل به گرده‌های دانه بزرگ، چسبناک و غنی از پروتئین دارند (یک "پاداش" برای گرده افشان‌ها)، گرده گل‌های آنموفیلوس معمولا دانه کوچک، بسیار سبک بوده و ارزش غذایی کمی برای حشرات دارند. هرچند هنوز هم ممکن است در زمان قحطی جمع‌آوری شوند. زنبورهای عسل به طور فعالانه گرده ذرت انموفیلوس (ذرت) را با اینکه ارزش غذایی کمی برای آن‌ها دارد جمع می‌کنند.

 

بعضی از گل‌ها خود گرده افشانی دارند دارای گلهایی هستند که هر گز باز نمی‌شوند یا قبل از باز شدن گل‌ها خود گرده افشانی می‌کنند، این گل‌ها را کلیستوگاموس می‌نامند. بسیاری از گونه‌های بنفشه عطری و بعضی از گونه‌های مریم گلی از این نوع گل‌ها هستند.سجاد

 

روابط گرده افشان گل‌ها

بسیاری از گل‌ها روابط نزدیکی با یک یا تعدادی از موجودات خاص گرده افشان دارند. به عنوان مثال، بیشتر گل‌ها تنها یک گونه خاص از حشرات را جذب می‌کنند و برای تولید مثل موفق به آن حشره تکیه می‌کنند. این ارتباط نزدیک می‌تواند نمونه‌ای از هم تکاملی باشد که گل و گرده افشان در طول زمانی که نیازهای یکدیگر را رفع می‌کنند، با یکدیگر رشد می‌یابند. این رابطه نزدیک اثرات منفی انقراض را ترکیب می‌کند. انقراض هر کدام از اعضای این رابطه می‌تواند به معنی انقراض قریب به یقین عضوهای دیگر باشد. بعضی از گونه‌ها به دلیل کاهش جمعیت گرده افشان‌ها در معرض خطر هستند.

 

لقاح و پراکندگی

بعضی از گل‌ها، با داشتن هر دو پرچم و مادگی قادر به خود لقاحی هستند که باعث افزایش شانس تولید دانه است اما تنوع ژنتیکی را محدود می‌کند. حداکثر موارد خودلقاحی در گل‌هایی که همیشه خود را بارور می‌کنند اتفاق می‌افتد، مانند گل قاصدک. در مقابل، بسیاری از گونه‌های گیاهان راه‌هایی برای جلوگیری از خود لقاحی دارند. گل‌های تک جنسی نر و ماده در یک زمان در همان بوته ظاهر نشده یا بالغ نمی‌شوند و گرده‌ای که از همان گیاه بدست می‌آید قادر به بارور کردن تخمک‌های آن نیست. گل‌های نوع دیگر که موانع شیمیایی بر سر راه گرده‌های خود دارند خود استریل یا خود ناسازگار گفته می‌شوند.

تماس با ما

    

ایمیل: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید