Pri výbere sadivového materiálu v popise pre konkrétnu rastlinnú odrodu mnohí letní obyvatelia nájdu zmienku o rôznych spôsoboch opelenia alebo samoopelenia. Sú to pojmy, ktoré sme všetci študovali v škole na hodinách botaniky. Málokto si však už pamätá, čo znamenajú. Osviežme si pamäť a pripomeňme si druhy opelenia u rastlín a ich biologický význam. A zároveň zistíme, prečo niektoré naše rastliny vysadené na vidieku alebo na parapete neprinášajú ovocie.
Generačný orgán vyšších rastlín
Kvet je upravený výhonok, kde sa tvoria spóry a gaméty. Vyššie rastliny (angiospermy) majú zložito usporiadané kvety s mnohými prispôsobeniami rôznym druhom opelenia. Kvet, rôznorodý v detailoch, kombinuje procesy sexuálneho aj nepohlavného rozmnožovania. Hlavnými zložkami kvetu sú jeho reprodukčné časti - samčie androecium (tyčinky) a samičie gynoecium (piestik s vaječníkom, štýlom a bliznou). Kvety môžu byť obojpohlavné (je tam piestik aj tyčinky) arovnakého pohlavia (je tam buď piestik alebo tyčinky). Ostatné časti kvetu sú veľmi rozmanité a majú špecifické funkcie.
Stretnutie tyčiniek a piestika
Opelenie je proces prenosu peľu z tyčiniek do blizny piestika. Bez toho nie je možná reprodukcia rastlín, tvorba plodov a semien. Rastliny si v procese evolučného vývoja vyvinuli niekoľko spôsobov, ako uskutočniť tento prenos pomocou biotických a abiotických faktorov prírody. V ekológii sa rozlišujú dva typy opelenia:
- Prenos peľu z jedného kvetu na piestik druhého. Tento proces sa nazýva krížové opelenie alebo xenogamia. Vykonáva sa prostredníctvom biotických (hmyz, vtáky, netopiere) a abiotických (vietor, voda) faktorov.
- Autogamia (samoopelenie). Ide o prenos peľu na blizny z jedného kvetu. Autogamia nie je v divokých formách taká bežná.
Toto sú typy opelenia, ktoré sa môžu striedať medzi niektorými rastlinami.
Samozopelovacie podmienky
Povinnou podmienkou pre realizáciu samoopelenia je však bisexualita kvetu. Náhodné samoopelenie kvetov nie je nezvyčajné. Môže sa však vyskytnúť iba vtedy, keď sú peľové zrno a palička fyziologicky kompatibilné. V mnohých rastlinách peľ nevyklíči do peľovej trubice, čo je limitujúci faktor pre krížovo opelené rastliny. Existuje pomerne veľa faktorov, ktoré prispievajú k náhodnej autogamii. Pravidelné samoopelenie rastlín (napríklad hrachu, fazule) môže mať gravitačný mechanizmus. V tomto prípade peľpadá na stigmu pôsobením gravitácie. V iných prípadoch dochádza k samoopeleniu ako kontaktná autogamia – tyčinka je v kontakte so stigmou piestika. Nosičmi peľu v strede kvetu môžu byť kvapky rosy a drobný hmyz (strapce), ktorý žije v kvete. V niektorých rastlinách tento proces prebieha už v zárodku a úplne eliminuje možnosť krížového opelenia.
Voliteľné samoopelenie
Črtou tohto typu autogamie je prítomnosť nestabilných podmienok, ktoré neuprednostňujú krížové opelenie. Tento typ samoopelenia sa vyskytuje v obilninách, rosnatke a perovej tráve. V týchto rastlinách sa v suchu alebo pri nízkych teplotách tvoria kvety jednopohlavné a v teplom a vlhkom počasí obojpohlavné. Krížové opelenie týchto rastlín sa uskutočňuje pomocou vetra a v podmienkach sťažených realizáciou takéhoto opelenia je biologicky vhodné uchýliť sa k samoopeleniu.
Evolučná hodnota
Samoopelenie má z evolučného hľadiska negatívny význam. V súlade s modernými koncepciami si evolúcia vyžaduje voľné kríženie, ktoré zabezpečuje krížové opelenie. Práve to zvyšuje diverzitu alel (stupeň expresie génu) v populáciách. A samoopelenie naopak vedie k homozygotnosti (jednotnosti) alel. Ale za určitých okolností môže samoopelenie viesť k izolácii nových foriem, izolácii a fixácii v populácii alel, ktoré dávajú rastline priaznivé znaky. Presne ototo je pozitívny evolučný význam striedania autogamie a xenogamie.
Samoopelivé rastliny
V takýchto rastlinách sa prenos peľu častejšie uskutočňuje v neotvorenom púčiku (napríklad fazule a hrachu) alebo v období neotvorenej listovej trubice (jačmeň). Hrach, fazuľa, jačmeň, pšenica, ovos, paradajky, baklažány a mnohé ďalšie sa považujú za samoopelivé z poľnohospodárskych plodín. Prečo sa počítajú? Pretože samoopelenie nemôže byť absolútne, vždy existuje možnosť zavlečenia peľu z iných rastlín. Dokonca aj uzavreté púčiky niekedy obhrýza hmyz a prenášajú peľ z iných rastlín! Aké sú vlastnosti samoopeľovačov? Sú to určite rastliny s obojpohlavnými kvetmi, veľkými perovitými bliznami a množstvom peľu. Okrem toho ich kvety nemajú svetlé okvetné lístky, nektáre a príjemnú vôňu.
Samoopelenie vo fialkách
V prírode sú fialky krížovo opeľované a autogamné. Naše izbové fialky sú výsledkom starostlivej práce chovateľov. Majú takú štruktúru tyčiniek a piestika, že krížové opelenie bez ľudského zásahu je takmer nemožné. K opeleniu dochádza aj v neotvorenom púčiku a iba trpezlivý amatér pomocou špeciálnych techník dokáže opeliť fialky rôznych farieb a vyšľachtiť tak nové odrody. Ďakujeme nadšencom za rozmanitosť týchto kvetov zdobiacich naše okenné parapety!
Parthenokarpické uhorky
Moderné šľachtenie ponúka mnoho odrôduhorky, samoopelivé (partenokarpické) aj opeľované hmyzom. Tieto rastliny sú vyšľachtené špeciálne na skoré pestovanie v skleníkoch, kde nie sú prirodzené opeľovače. Pri nákupe semien sa musíte zastaviť pri čítaní vlastností odrody, pretože samoopelivé aj krížovo opelené odrody majú svoje výhody a nevýhody.
Opelenie v obilninách
Ovos, raž, pšenica, proso, jačmeň sú zástupcovia poľnohospodárskych obilnín. Kvety majú 2 lemy, 2 pelikuly, tri tyčinky a jeden piestik. V neotvorených kvetoch sa samoopeľujú. Po otvorení kvetu je krížové opelenie prakticky nemožné.
Samoopelenie v ovocných stromoch
Hoci väčšina ovocných odrôd má kvety, ktoré obsahujú piestiky aj tyčinky, samooplodnenie je u väčšiny vylúčené. Dôvodom je časovo oddelené dozrievanie tyčiniek a piestika. Preto môžete zvýšiť úrodu, napríklad čerešní, vysadením niekoľkých stromov v blízkosti. Ale v umelo vyšľachtených odrodách je samoopelenie vítané. Príkladom sú nektárinky. Nečakajte však, že zo semienka vypestujete produktívnu rastlinu. V takýchto hybridných formách zažívajú nasledujúce generácie hybridnú depresiu - zníženie životaschopnosti a výnosu.
Selekcia a samoopelenie
Tento jav je široko používaný v šľachtení rastlín. Vieme, že k prechodu vedie samooplodnenie a kríženie blízko príbuzných organizmovgénov do homozygotného stavu a vedie k zníženiu životaschopnosti a produktivity a následne k degenerácii. Príčinou tohto útlaku je neustály proces hromadiacich sa mutácií, z ktorých väčšina je recesívnych a nepriaznivých. U rastlín s krížovým opelením sú tieto mutácie v heterozygotnom stave a nijako sa neprejavujú. Samoopelením sa mnohonásobne zvyšuje pravdepodobnosť ich prechodu na homozygota, no v populácii nezostávajú vďaka prirodzenej eliminácii. Samoopelenie sa v chove používa ako nástroj na vytváranie čistých (homozygotných) línií s fixnými znakmi. Napriek poklesu produktivity sa po hybridizácii často objavuje fenomén heterózy - sila hybridov z odrôd so samoopelením. Tento jav sa nazýva medzilíniová hybridizácia a v obchodoch môžeme vidieť práve takéto hybridné semená (sú označené symbolom F1). V prvej generácii hybridy prevyšujú výnosom čisté línie, no v ďalších generáciách sa efekt sily hybridov vytráca.
