BESTUIVING: PROCES, SOORTEN EN BELANG VOOR HET MILIEU - BIOLOGIE - 2025

De bestuiving is het proces waarbij stuifmeel van het "mannelijke" deel naar het vrouwelijke deel van de bloem wordt overgebracht. Het doel is de bevruchting van de zaadknop (opgenomen in de vrouwelijke gametofyt) door stuifmeelkorrels, die de mannelijke gametofyt vertegenwoordigen.

Aangezien bestuiving de benadering of het contact tussen de geslachtscellen van planten van dezelfde soort impliceert (hoewel het ook van dezelfde plant kan zijn, zelfbestuiving), is de seksuele voortplanting van planten in hoge mate afhankelijk van dit proces.

Bij die een bloem bestuift (Bron: Myriams Zilles van pixabay.com)

Bij planten met zaden is bestuiving slechts de stap voorafgaand aan de bevruchting, het proces waarbij het genetisch materiaal van twee individuen zich mengt om het zaad te produceren dat aanleiding geeft tot een nieuwe plant, waarschijnlijk met eigenschappen die beide ouders gemeen hebben.

Het voortplantingsorgaan van angiospermen (bloeiende planten) dat verantwoordelijk is voor de productie en bescherming van geslachtscellen (vrouwelijke en mannelijke gametofyten) is de bloem, en daar vindt bestuiving plaats.

Er zijn verschillende soorten bestuiving en sommige verschillen met betrekking tot de bestuiver, die biotisch (een dier) of abiotisch (wind, water) kan zijn, waarvan de verschillende plantensoorten volledig afhankelijk zijn.

Biotische bestuiving hangt sterk af van de kenmerken van de bloem, aangezien dieren gewoonlijk worden aangetrokken door een speciale eigenschap, ofwel om te voeden, te schuilen, zich voort te planten, enz.

Werkwijze

Bestuiving is de overdracht van stuifmeelkorrels van het mannelijke deel van de ene bloem naar het vrouwelijke deel van een andere (of van dezelfde, als het gaat om zelfbestuiving) en is afhankelijk van externe factoren die bekend staan ​​als bestuivers.

Bestuiving (Bron: Mabel Amber, op pixabay.com)

Dit is een van de fundamentele processen voor de productie van fruit en zaden in groenten, dat wil zeggen, het is een essentieel onderdeel van de seksuele voortplanting van planten.

Om echter tot in detail te begrijpen waar dit proces over gaat, is het noodzakelijk om een ​​basisbegrip te hebben van hoe een bloem eruit ziet.

- Anatomie van een bloem

Een typische angiosperm-bloem is een vrij complexe structuur, vooral als men bedenkt dat een groot aantal soorten bloemen heeft waarin vrouwelijke en mannelijke gametofyten tegelijkertijd voorkomen.

De bloemen worden over het algemeen geproduceerd in de apicale meristemen van de stengel (bovengronds deel van de planten) en, afhankelijk van de soort, kunnen deze mannelijk, vrouwelijk of biseksueel zijn.

Schema van de anatomie van een volwassen angiosperm-bloem (Bron: LadyofHats via Wikimedia Commons) Het deel van de stengel dat de bloem verbindt met de rest van de plant staat bekend als de steel, in wiens bovenste gedeelte de houder is, de structuur die verantwoordelijk is voor de ondersteuning van de delen van de bloem (kelkblaadjes, bloembladen, meeldraden en vruchtbladen).

De kelkblaadjes en de bloembladen oefenen respectievelijk functies uit in de bescherming van de cocons en in de visuele aantrekkingskracht van sommige bestuivers; terwijl de meeldraden en vruchtbladen de gametofyten zijn waar de geslachtscellen worden geproduceerd.

Mannelijke gametofyt

Meeldraden zijn lange filamenten die eindigen in helmknoppen, de "zakjes" waar stuifmeelkorrels worden geproduceerd. Het stel meeldraden van een bloem staat bekend als androecium, wat "het huis van de mens" betekent en in het algemeen groter is dan de kelkblaadjes en bloembladen.

Vrouwelijke gametofyt

De vruchtbladen bevatten de zaadknoppen. Deze vormen een zogenaamde "stamper" en bestaan ​​uit een stigma, een stijl en een eierstok. Dit deel van de bloem wordt gynoecium genoemd, wat 'het huis van de vrouw' betekent.

De stampers hebben dezelfde vorm als die van een bowlingpin. Het bovenste deel komt overeen met het stigma en is een afgeplatte structuur waarvan het kleverige oppervlak de adhesie van stuifmeelkorrels mogelijk maakt.

De stijl is het middelste gedeelte van de stamper en is degene die het stigma met de eierstok verbindt; dit kan lang of kort zijn. Ten slotte is de eierstok de plaats waar een of meer eitjes worden gevonden en is het meest verwijde deel van de stamper. De eierstok kan een deel of al het fruit worden.

- Hoe vindt bestuiving plaats?

Wanneer een stuifmeelkorrel het stigma bereikt, "ontkiemt" het en produceert een lange structuur die bekend staat als een stuifmeelbuis. De stuifmeelbuis groeit door de stijl naar beneden, dat wil zeggen, hij groeit in de richting van de eierstok.

Veel herkennings- en signaleringsmechanismen zijn betrokken bij de richting van de groei van de stuifmeelbuis naar de eierstok en, zoals in het geval van veel dieren, bereiken niet alle stuifmeelbuizen die op dezelfde manier ontkiemen en groeien de eierstok en evolueren naar de eierstok. bevruchting.

Wanneer de pollenbuis de vrouwelijke gametofyt (de eierstok) binnendringt, bevrucht de zaadcel in de pollenkorrel de eicel. Kort daarna, dankzij het bevruchtingsproces en zodra de kernen van beide cellen zijn versmolten, wordt de zygote geproduceerd.

Deze zygote, zoals deze zich ontwikkelt in het embryo, is wat later het zaad zal vormen, het belangrijkste verspreidingsorgaan van planten met seksuele voortplanting.

Naast de zaadcel die de bevruchting van de eicel bewerkstelligt, versmelt een andere zaadcel in hetzelfde stuifmeelkorrel met twee of meer kernen die zijn afgeleid van de vrouwelijke gametofyt; dit proces staat bekend als dubbele bevruchting.

De bovengenoemde fusie vormt een "polyploïde endospermische kern", die verantwoordelijk zal zijn voor het produceren van het endosperm (het voedselmateriaal) waaruit het embryo zichzelf zal voeden in het zaad tijdens zijn ontwikkeling en tijdens ontkieming.

Soorten

Bestuiving kan worden geclassificeerd als 'zelfbestuiving' en 'kruisbestuiving', afhankelijk van waar de stuifmeelkorrels vandaan komen, of als 'biotisch' en 'abiotisch' van wie de stuifmeelkorrels vervoert (het bestuivingsmiddel).

- Zelfbestuiving

Er zijn plantensoorten met vrouwelijke en mannelijke bloemen op dezelfde stengel, maar er zijn ook planten met biseksuele bloemen, dat wil zeggen dat ze tegelijkertijd en in dezelfde bloem mannelijke en vrouwelijke gametofyten (androecium en gynoecium) presenteren. ).

Sommige auteurs zijn van mening dat de bestuiving die plaatsvindt tussen unisex-bloemen van dezelfde plant een "interlorale bestuiving" is, terwijl de bestuiving die plaatsvindt tussen de reproductieve structuren van dezelfde bloem een ​​"intraflorale bestuiving" is.

Hoewel het de vermenigvuldiging mogelijk maakt van de individuen die zich voortplanten, houdt zelfbestuiving in dat de geslachtscellen die samenkomen genetisch identiek zijn, zodat de planten die uit de resulterende zaden tevoorschijn komen een soort "klonen" van de ouderplanten zullen zijn.

- Kruisbestuiving

In tegenstelling tot het zelfbestuivingsproces omvat kruisbestuiving de uitwisseling van stuifmeel tussen de bloemen (unisexueel of biseksueel) van verschillende planten. Met andere woorden, dit proces omvat de overdracht van een stuifmeelkorrel van de helmknop van de ene bloem naar het stigma van een andere, op een andere plant.

Omdat het genetisch materiaal dat wordt uitgewisseld tijdens kruisbestuiving afkomstig is van genetisch verschillende ouders, zullen de zaden die zullen worden geproduceerd zodra het bevruchtingsproces is voltooid, genetisch en fenotypisch verschillende planten voortbrengen.

- Biotische en abiotische bestuiving

Afhankelijk van de vector die de overdracht van een stuifmeelkorrel van de helmknoppen van de ene bloem naar het stigma van een andere (of dezelfde) bemiddelt, kan bestuiving worden geclassificeerd als biotisch en abiotisch

Biotische bestuiving

Dit type bestuiving is misschien wel de meest representatieve en belangrijkste van allemaal. Het heeft te maken met de deelname van een dier, meestal een insect, aan de overdracht van stuifmeelkorrels van de ene plaats naar de andere.

Hoewel meer dan 50% van de bestuiving wordt uitgevoerd door veel insecten en geleedpotigen van verschillende soorten, spelen gewervelde dieren zoals vogels en vleermuizen een belangrijke rol in dit proces.

Biotische bestuiving kan zowel kruisbestuiving als zelfbestuiving bevorderen, en planten kunnen specifiek of generalistisch zijn in termen van het type dier dat ze bestuift.

Bestuivers nemen echter niet deel aan de seksuele voortplanting van planten "ad honorem", omdat ze worden aangetrokken door bloemenstructuren, hetzij door hun zichtbare kenmerken, hetzij door de beloningselementen die ze ontvangen (voedsel, onderdak, enz. .).

De relatie tussen plant en bestuiver betekent een belangrijke interactie die de evolutie van de bloemenstructuur vormt op hetzelfde moment als die van de dieren die ze bestuiven. Om deze reden is het niet vreemd om bloemen te krijgen die specifiek zijn aangepast aan de structuren van uw bezoekers.

Abiotische bestuiving

Abiotische bestuiving vindt plaats dankzij de deelname van "niet-levende" entiteiten, zoals wind en water. De eerste staat bekend als anemofiele bestuiving en de tweede als hydrofiel.

Foto van een plant en zijn stuifmeel (Bron: pixabay.com)

Planten die worden bestoven door water zijn beperkt (wat logisch is) tot aquatische omgevingen en vertonen vaak bloemen met zeer specifieke structuren om zowel de afgifte als de opname van geslachtscellen te garanderen.

Belang voor het milieu

Bestuiving is een cruciaal proces voor de levenscyclus van veel angiospermen. Omdat er zonder bestuiving geen bevruchting plaatsvindt en zonder de laatste geen zaden worden geproduceerd, is bestuiving niet alleen van vitaal belang voor planten, maar ook voor veel van de dieren die zich ermee voeden.

Het proces zelf is erg belangrijk voor het in stand houden van de genetische variabiliteit van plantensoorten, wat essentieel is voor het ontstaan ​​van adaptieve mechanismen tegen verschillende omgevingsfactoren zoals klimaatverandering, de aanwezigheid van pathogenen, enz.

Het is ook een essentieel proces voor de mondiale landbouwproductie, dit vanuit antropocentrisch standpunt.

Referenties

1. Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). De principes van bestuiving-ecologie (3e ed.). Pergamon Press.
2. Heinrich, B., & Raven, PH (1972). Energetica en bestuiving-ecologie. Wetenschap, 176 (4035), 597-602.
3. Nabors, M. (2004). Inleiding tot Botany (1st ed.). Pearson Education.
4. Picó, F., Rodrigo, A., & Retana, J. (2008). Plantdemografie. Population Dynamics, 2811-2817.
5. Solomon, E., Berg, L., en Martin, D. (1999). Biology (5e ed.). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.