Při výběru sadebního materiálu v popisu pro konkrétní odrůdu rostliny najde mnoho letních obyvatel zmínku o různých metodách opylení nebo samosprašování. To jsou pojmy, které jsme všichni studovali ve škole v hodinách botaniky. Ale málokdo si už pamatuje, co znamenají. Osvěžme si paměť a připomeňme si druhy opylení u rostlin a jejich biologický význam. A zároveň zjistíme, proč některé naše rostliny vysazené na venkově nebo na parapetu neplodí.
Generativní orgán vyšších rostlin
Květ je upravený výhonek, kde se tvoří spory a gamety. Vyšší rostliny (angiospermy) mají složitě uspořádané květy s mnoha přizpůsobeními různým typům opylení. Květina, rozmanitá v detailech, kombinuje procesy pohlavního i nepohlavního rozmnožování. Hlavními složkami květu jsou jeho rozmnožovací části - samčí androecium (tyčinky) a samičí gynoecium (pestik s vaječníkem, stylem a bliznou). Květy mohou být oboupohlavné (je tam pestík i tyčinky) astejného pohlaví (je tam buď pestík nebo tyčinky). Ostatní části květu jsou velmi rozmanité a mají specifické funkce.
Setkání tyčinek a pestíku
Opylení je proces přenosu pylu z tyčinek na bliznu pestíku. Bez toho je reprodukce rostlin, tvorba plodů a semen nemožná. V procesu evolučního vývoje si rostliny vyvinuly několik způsobů, jak tento přenos provést pomocí biotických a abiotických faktorů přírody. V ekologii se rozlišují dva typy opylení:
- Přenos pylu z jedné květiny na pestík druhé. Tento proces se nazývá křížové opylení neboli xenogamie. Provádí se prostřednictvím biotických (hmyz, ptáci, netopýři) a abiotických (vítr, voda) faktorů.
- Autogamie (samoopylení). Jedná se o přenos pylu na bliznu z jednoho květu. Autogamie není u divokých forem tak běžná.
Toto jsou typy opylení, které se mohou u některých rostlin střídat.
Podmínky samoopylení
Povinnou podmínkou pro realizaci samoopylení je ale bisexualita květiny. Náhodné samosprášení květů není neobvyklé. Může k němu ale dojít pouze tehdy, když jsou pylové zrnko a palička fyziologicky kompatibilní. U mnoha rostlin pyl nevyklíčí do pylové láčky, což je pro cizosprašné rostliny limitující faktor. Existuje poměrně málo faktorů, které přispívají k náhodné autogamii. Pravidelné samosprašování rostlin (například hrách, fazole) může mít gravitační mechanismus. V tomto případě pylpadá na stigma působením gravitace. V ostatních případech dochází k samoopylení jako kontaktní autogamie – tyčinka je v kontaktu se stigmatem pestíku. Přenašeči pylu uprostřed květu mohou být kapky rosy a drobný hmyz (třásněnky), který žije v květu. U některých rostlin k tomuto procesu dochází v zárodku a zcela eliminuje možnost křížového opylení.
Volitelné samoopylení
Rysem tohoto typu autogamie je přítomnost nestabilních podmínek, které neupřednostňují vzájemné opylení. Tento typ samosprašování se vyskytuje v obilovinách, rosnačce a pýru. V těchto rostlinách se za sucha nebo při nízkých teplotách tvoří květy jednopohlavné a za teplého a vlhkého počasí oboupohlavné. Křížové opylení těchto rostlin se provádí pomocí větru a v podmínkách obtíží při provádění takového opylení je biologicky vhodné uchýlit se k samoopylení.
Evoluční hodnota
Samoopylení má v evolučních termínech negativní význam. V souladu s moderními koncepcemi vyžaduje evoluce volné křížení, které je zajištěno křížovým opylením. Právě to zvyšuje diverzitu alel (stupeň exprese genu) v populacích. A samoopylení naopak vede k homozygotnosti (jednotnosti) alel. Ale za určitých okolností může samoopylení vést k izolaci nových forem, izolaci a fixaci v populaci alel, které dávají rostlině příznivé příznaky. Přesně vto je pozitivní evoluční význam střídání autogamie a xenogamie.
Samosprašující rostliny
U takových rostlin se přenos pylu častěji provádí v neotevřeném poupěti (například u fazolí a hrachu) nebo v období neotevřené listové rourky (ječmen). Hrách, fazole, ječmen, pšenice, oves, rajčata, lilky a mnohé další jsou považovány za samoopylovače ze zemědělských plodin. Proč se počítají? Protože samosprašování nemůže být absolutní, vždy existuje možnost zavlečení pylu z jiných rostlin. I zavřená poupata někdy ohlodává hmyz a přenášejí pyl z jiných rostlin! Jaké jsou vlastnosti samoopylovačů? Rozhodně se jedná o rostliny s oboupohlavnými květy, velkými péřovitými blizny a velkým množstvím pylu. Navíc jejich květy nemají světlé okvětní lístky, nektary a příjemnou vůni.
Samoopylení ve fialkách
V přírodě jsou fialky křížově opylované a autogamní. Naše pokojové fialky jsou produktem pečlivé práce chovatelů. Mají takovou strukturu tyčinek a pestíku, že křížové opylení bez lidského zásahu je téměř nemožné. K opylení dochází i v neotevřeném poupěti a jen trpělivý amatér s pomocí speciálních technik dokáže opylovat fialky různých barev a vyšlechtit nové odrůdy. Děkujeme nadšencům za rozmanitost těchto květin zdobících naše okenní parapety!
Parthenokarpické okurky
Moderní šlechtění nabízí mnoho odrůdokurky, jak samosprašné (partenokarpické), tak opylované hmyzem. Tyto rostliny jsou vyšlechtěny speciálně pro rané pěstování ve sklenících, kde nejsou žádní přirození opylovači. Při nákupu semen se musíte zastavit u čtení kvalit odrůdy, protože jak samosprašné, tak cizosprašné odrůdy mají své výhody a nevýhody.
Opylení v obilovinách
Oves, žito, pšenice, proso, ječmen jsou zástupci zemědělských obilovin. Květy mají 2 lemmata, 2 pelikuly, tři tyčinky a jeden pestík. V neotevřených květech se samosprašují. Jakmile se květ otevře, je křížové opylení prakticky nemožné.
Samoopylení v ovocných stromech
Přestože většina ovocných odrůd má květy, které obsahují pestíky i tyčinky, samooplodnění je u většiny vyloučeno. Důvodem je časově oddělené dozrávání tyčinek a pestíku. To je důvod, proč můžete zvýšit výnos, například třešně, vysazením několika stromů poblíž. Ale u uměle vyšlechtěných odrůd je samosprašnost vítána. Příkladem jsou nektarinky. Nečekejte ale, že ze semínka vypěstujete produktivní rostlinu. U takových hybridních forem zažijí následující generace hybridní depresi – snížení životaschopnosti a výnosu.
Selekce a samoopylení
Tento jev je široce používán ve šlechtění rostlin. Víme, že k přechodu vede samooplodnění a křížení blízce příbuzných organismůgenů do homozygotního stavu a vede ke snížení životaschopnosti a produktivity a následně k degeneraci. Příčinou tohoto útlaku je nepřetržitý proces hromadících se mutací, z nichž většina je recesivních a nepříznivých. U rostlin s křížovým opylením jsou tyto mutace v heterozygotním stavu a nijak se neprojevují. Se samosprášením se mnohonásobně zvyšuje pravděpodobnost jejich přechodu na homozygota, v populaci však nezůstávají díky přirozené eliminaci. Samoopylení se v chovu používá jako nástroj pro vytváření čistých (homozygotních) linií s pevnými znaky. I přes pokles produktivity se po hybridizaci často objevuje fenomén heterózy - síla hybridů z odrůd se samosprašností. Tomuto jevu se říká meziliniová hybridizace a v obchodech můžeme vidět právě taková hybridní semena (jsou označena symbolem F1). V první generaci hybridy převyšují čisté linie výnosem, ale v dalších generacích se efekt síly hybridů vytrácí.
