Samozapylenie - Polski Serwis Naukowy

Kwiat tulipana (w środku słupek, dookoła żółte pręciki)

Samopylność , samozapylenie – forma autogamii występująca u roślin nasiennych. Polega na zapylenie słupka pyłkiem pochodzącym z pręcików z tego samego kwiatu, lub innych kwiatów, ale rosnących na tej samej roślinie. W wyniku tego procesu nie następuje wymiana materiału genetycznego. Większość roślin wykształciła więc różne mechanizmy zapobiegające samozapyleniu: przedprątność, przedsłupność, dwupienność, różnosłupkowość, samopłonność.

Pręcik (stamen) – męski organ płciowy w kwiecie, bardzo silnie zredukowany i zmieniony liść. Ponieważ każdy pylnik (theca) ma połączone po dwa woreczki pyłkowe pręcik okrytozalążkowych jest mikrosporofilem o 4 mikrosporangiach lub 2 synangiach dwusporangiowych. U roślin okrytonasiennych składa się z nitki pręcikowej (filamentum) i główki (anthera), która jest zróżnicowana na dwa pylniki (thecae) połączone płonnym łącznikiem (connectivum). W pylnikach znajdują się komory pyłkowe (archespor), wytwarzające ziarna pyłku kwiatowego lub pyłkowiny. Dojrzałe pylniki pękają, pyłek się wysypuje i zostaje on dalej przenoszony przez wiatr, owady, zwierzęta, a następnie osadza się na znamionach słupków innych kwiatów (następuje zapylenie). Istnieją także rośliny o kwiatach samopylnych. U roślin nagonasiennych pręciki stanowią jedyny element bezokwiatowego kwiatu męskiego.

Przedsłupność, protogynia – zjawisko występujące w kwiatach obupłciowych u niektórych gatunków roślin. Polega na wcześniejszym dojrzewaniu słupków niż pręcików. Jest to jeden z mechanizmów zapobiegających niekorzystnemu dla rośliny samozapyleniu, czyli zapyleniu się pyłkiem pochodzącym z tej samej rośliny.

U wielu roślin mechanizmy zabezpieczające przed samozapyleniem nie są całkowicie skuteczne. U roślin tych zawsze część nasion powstaje w wyniku zapylenia pyłkiem pochodzącym z innej rośliny (zapylenie krzyżowe), a część w wyniku samozapylenia. Tak jest np. u berberysu Thunberga, rutewki orlikolistnej i wielu innych. Ilość nasion powstałych w wyniku samozapylenia zależy od różnych czynników, duży wpływ ma pogoda. Przy dobrej pogodzie, gdy kwiaty są licznie odwiedzane przez owady, większość nasion powstaje w wyniku zapylenia krzyżowego, w czasie długotrwałych deszczów większa jest szansa na samozapylenie. U złoci żółtej w czasie deszczu kwiaty zamykają się i wówczas dochodzi w nich do samozapylenia. U lobelii jeziornej samozapyleniu ulegają kwiaty podwodne, natomiast kwiaty nad powierzchnią wody są zapylane przez owady.

Zmienność genetyczna – naturalne różnice sekwencji DNA (genotypu) organizmów jednego gatunku. Różnice te mogą powodować zmiany w budowie białek lub czasie i miejscu ich wytwarzania, w efekcie prowadząc do różnic w fenotypie, np. inne ubarwienie sierści, różna odporność na zmiany temperatury, zdolność (lub jej brak) do trawienia laktozy. Wiele cech, które są zróżnicowane genetycznie prawdopodobnie nie ma wpływu na przeżycie organizmów (np. kolor oczu u ludzi), ale zmienność genetyczna cech, które mogą wpłynąć na przystosowanie organizmów, to "paliwo" ewolucji. Organizmy mogą się też różnić nie kodującymi sekwencjami DNA, tzw. śmieciowym DNA. Takie różnice nie mają wpływu na fenotyp, ale są użyteczne w analizie zmienności genetycznej przez biologów.

Samopylność , samozapylenie (autogamia) – jest to zapylenie słupka pyłkiem pochodzącym z pręcików z tego samego kwiatu, lub innych kwiatów, ale na tej samej roślinie. Dla większości roślin jest to zjawisko niekorzystne gdyż nie następuje wymiana materiału genetycznego przy powstawaniu osobników potomnych. Większość roślin wykształciła więc różne mechanizmy zapobiegające samozapyleniu: przedprątność, przedsłupność, dwupienność, różnosłupkowość, samopłonność.

U roślin, których kwiaty przystosowane są do zapylania krzyżowego, samopylność jest tylko jego uzupełnieniem. Ratuje roślinę, gdy z różnych przyczyn nie może dojść do zapylenia krzyżowego. Istnieją jednak rośliny, które stale rozmnażają się poprzez samozapylenie. U roślin tych brak jakichkolwiek mechanizmów zabezpieczających przed samozapyleniem, np. u dziewanny kutnerowatej. Gruszycznik jednokwiatowy ma tak skonstruowane kwiaty, że pyłek może się wysypywać wprost na znamię słupka. Niektóre rośliny są nawet specjalnie przystosowane do samozapylenia. Skrajnym przypadkiem tego jest klejstogamia. Wewnątrz populacji roślin rozmnażających się stale poprzez samozapylenie zmienność genetyczna jest dużo mniejsza, niż w populacjach roślin u których występuje zapylenie krzyżowe. Jednak pomiędzy różnymi ich populacjami zmienność genetyczna jest większa. Spora liczba gatunków roślin, u których występuje samopylność wskazuje, że metoda ta również jest ewolucyjnie skuteczna.

Samopłonność, samosterylność – jeden z mechanizmów zapobiegających samozapyleniu się – zapyleniu słupka kwiatów przez pyłek pochodzący z tej samej rośliny. Dla większości roślin takie samozapylenie jest bowiem niepożądane, gdyż prowadzi do zmniejszenia różnorodności genowej osobników potomnych. Samopłonność polega na tym, że ziarno pyłku nie może kiełkować na znamieniu słupka z tej samej rośliny, lub kiełkowanie to jest bardzo utrudnione. Istnieją różne mechanizmy samopłonności u różnych roślin. Np. u roślin z rodzaju kapusta już w momencie rozchylania się płatków korony na znamieniu słupka pojawia się kutykula, której nie mogą przebić ziarna pyłku z własnych kwiatów, mogą tego natomiast dokonać ziarna pyłku z kwiatów tego samego gatunku, ale z innej rośliny. W rodzinie psiankowatych, u gorczycy sarepskiej, czy żyta zwyczajnego na znamieniu słupka istnieją substancje chemiczne uniemożliwiające kiełkowanie własnego pyłku. U lucerny siewnej co prawda własne ziarna pyłku kiełkują i nawet dochodzi do zapłodnienia, ale obumierają nasiona powstałe w wyniku tego zapłodnienia.

Populacja biologiczna — zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. Nie jest to jednak suma osobników jednego gatunku, a zupełnie nowa całość.

Zobacz też

Zapylenie krzyżowe

Przypisy

Czesław Jura, Andrzej Jankun: Autogamia. W: Encyklopedia biologiczna. Zdzisława Otałęga (red. nacz.). Wyd. tom I. Kraków: Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, 1998.