נביטה: מבנה של זרע, תהליך, סוגים - ביולוגיה - 2025

הנביטה הוא תהליך שבאמצעותו התוכן העובר את הזרעים של צמחים צמחי זרע מפתחת כדי לגרום צמח חדש, והוא מאופיין על ידי בליטה של השורש החוצה טסטה או seedcoat.

בממלכת הצומח, זרעי זרע הם קבוצת הצמחים המכונה "צמחים גבוהים יותר", אשר מאפיינים את ייצור הזרעים כתוצאה מהתרבותם המינית, שממנה הוא שואב את שמו, מכיוון ש"זרע "ביוונית פירושו זֶרַע.

נביטה של ​​צמח דיקוטילוני (מקור: MAKY.OREL באמצעות ויקימדיה Commons)

קבוצת הזרעונים מורכבת מצמחים פורחים או אנגיוספרמות וצמחים לא פורחים או מתעמלים, המייצרים זרעים הסגורים בתוך מבנה המכונה "שחלה" או זרעים חשופים, בהתאמה.

ניתן להבין את נביטת הזרע, לא משנה מהסוג שלה, כסט הצעדים העוקבים שעושים זרע שקט או רדום, עם אחוז מים נמוך, מראים עלייה בפעילות המטבולית הכללית שלו ומתחילים בהיווצרות של זרע שתיל מהעובר שבתוכו.

קשה מאוד להגדיר את הרגע המדויק בו נגמרת הנביטה ומתחילה הצמיחה, מכיוון שהנביטה הוגדרה ספציפית כקרע כיסוי הזרע שכשלעצמו הוא כבר תוצאה של צמיחה (חלוקת תאים והתארכות) .

ישנם מספר גורמים המשפיעים על תהליך הנביטה, רבים מהם אנדוגניים (כדאיות, דרגת התפתחות העובר וכו ') ואקסוגניים (זמינות של מים, טמפרטורה והרכב אטמוספרי, למשל).

מבנה הזרעים

לצמחי אנגיוספרם יש זרעים בעלי מבנה פשוט יחסית, מכיוון שהם מורכבים מעובר (תוצר של הפריית הביצית על ידי גרגיר האבקה) המוקף בחיפוי המכונה "שק העובר", שנובע גם מתהליך ההפריה.

מעיל הזרע ידוע בשם האשך והוא תוצר של התפתחות האינטגמנטים הפנימיים של הביוץ. העובר ניזון מחומר בו הוא שקוע, האנדוספרם, שיכול להפוך גם לרקמה ראשונית אצל אותם צמחים עם סלילי.

קוטילדונים הם עלים ראשוניים שיכולים למלא פונקציות תזונתיות לעובר ויכולים לדאוג לפוטוסינתזה של השתיל שנוצר כאשר הזרע נובט.

כמות החומר המילואים משתנה מאוד בין הזרעים, במיוחד לגבי הרכב החלבונים, השומנים והפחמימות שיש להם. עם זאת, חומר האחסון העיקרי בזרעים, במידה רבה יותר או פחות, הוא בדרך כלל עמילן.

העובר הוא המבנה היסודי של זרע. ניתן לראות אותו כ"צמח מיניאטורי "ומורכב מצינון, שזיף או אפיקוטיל (למעלה היכן שנמצאים הקוטילדונים), אחד או יותר קוטילדונים והיפוקוטיל (מתחת לקוטילדונים).

לאחר מכן נוצר השורש, שהוא החלק התת-קרקעי של צמח; אפיקוטיל יהיה מאוחר יותר הציר העיקרי של הגבעול, בחלק האווירי; בעוד שההיפוקוטיל הוא החלק של העובר שמאחד את הרדום עם הפלומה או האפיקוטיל, כלומר מאחד את הגבעול עם השורש בצמח הבוגר.

חשוב לציין כי קיים מגוון גדול של זרעים בטבע, במיוחד בכל הקשור לגודל, צורה, צבע ומבנה כללי, לא סופרים את המאפיינים הפיזיולוגיים המהותיים שלהם.

תהליך (שלבים)

כל הזרעים הבוגרים נמצאים במצב המכונה "שקט", לפיו מבני התפשטות אלו יכולים לעמוד בתקופות ממושכות בהן התנאים החיוביים הנחוצים לנביטה אינם קיימים.

השלווה של זרע מתהפכת בנוכחות מים, בעלי הרכב וטמפרטורה מתאימים (תלוי בסוג הזרע, כמובן).

הנביטה, ברגע שחלפה השקט, כוללת תהליכים הנפוצים בפיזיולוגיה של צמחים:

- הנשימה

- ספיגת מים

- המרת "מזון" לחומרים מסיסים

- סינתזה של אנזימים והורמונים

- מטבוליזם חנקן וזרחן

- טרנסלוקציה של פחמימות, הורמונים, מים ומינרלים לכיוון המריסטמים

- היווצרות רקמות.

עם זאת, פיזיולוגים מהצומח הגדירו שלושה שלבים ספציפיים שהם: חשיפה, התארכות תאים ועלייה במספר התאים (חלוקת תאים), האחרונים בהתאם לאירועים גנטיים ומולקולריים שונים.

אמביציה

תכולת המים בזרע בוגר נמוכה במידה ניכרת, מה שמעדיף את העייפות המטבולית של הרקמות בפנים. לפיכך, השלב הראשון בהנבטת זרע הוא ספיגת מים, הידועה בשם אמביציה.

החידוש משחזר את הטורגור של תאי העובר, שהיו בעבר פלסמולסיים בגלל הגודל הקטן של הוואווולים כמעט ריקים שלהם.

בשעות הראשונות של שלב זה לא נראים שינויים כימיים בזרעים וכן כל סוג של פעילות הקשורה להתארכות או התארכות דפנות התא וכו '.

זמן קצר לאחר מכן, הידרציה של הרקמות (בתנאים נוחים של אטמוספרה וטמפרטורה) מאפשרת הפעלת אברונים ואנזימים תאיים, בעיקר של המיטוכונדריה. הפעלה זו מקדמת גם את הסינתזה של הורמונים וחלבונים, הנחוצים לאירועים הבאים.

התארכות וגידול במספר התאים (חלוקה)

לאחר מספר שעות של חשיפה (תלוי במידת ייבוש הזרעים) ניתן להעריך את התארכות התאים השייכים לרדיקל, המאפשרים למבנה זה להתרחב ולהגיח מהמשטח המכסה אותו.

חלוקות התאים הראשונות מתרחשות במריסטם השורש, בדיוק בזמן שהרדיקל "שובר" את הרקמה המכסה אותה. בשלב זה נצפים כמה שינויים ציטולוגיים, כמו המראה הבולט יותר של הגרעין של כל תא.

שלבים בהנבטת זרע A. thaliana (מקור: אלנה קרבצ'נקו באמצעות ויקימדיה Commons)

מעיל הזרע או האשך חוצה או נשבר על ידי השורש הראשוני, המיוצג על ידי הרדיקל, ואחריו הציר ההיפוקוטילי ממשיך בתהליך ההארכה. הקוטילידונים נשארים בתוך האשכים במהלך תהליך זה, ללא קשר לסוג הנביטה.

בזמן שתהליך זה מתרחש, תזונת התאים העובריים תלויה בפעילותם של האנזימים האחראים על השפלה של פחמימות ושומנים רזרביים באנדוספרם ו / או בקוטילידונים, פעילות תלויה לחלוטין בתהליך ההטבעה הקודם.

סוגי נביטה

סוגי הנביטה הוגדרו על פי גורלם של הקוטילונים כאשר השתיל נוצר מהעובר. שני הסוגים הידועים ביותר הם נביטת אפיגיל ונביטה hypogeal.

תרשים של תהליך הנביטה של ​​זרע אפונה (מקור: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992 עבודה חווייתית: עבודה Begoonderivative: Begoon דרך commons Wikimedia)

נביטת אפיגל

הוא מופיע בצמחים עצים רבים, כולל התעמלות, ומתאפיין בקוטילונים המגיחים מהאדמה כ"נדחפים "על ידי האפיקוטיל המוארך.

נביטה היפוגאלית

זה מתרחש כאשר הקוטילידונים נשארים בחלק התת-קרקעי, בינתיים האפיקוטיל גדל זקוף ועלים פוטוסינתטיים מתפתחים ממנו. זה נפוץ עבור מיני צמחים רבים, בהיותו דוגמאות עץ המייפל, הערמון והגומי.

הפניות

1. Bewley, JD (1997). נביטת זרעים ורדמה. תא הצמח, 9 (7), 1055.
2. קופלנד, ל.ו., ומקדונלד, מ.פ. (2012). עקרונות מדע וטכנולוגיית זרעים. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
3. Nabors, MW (2004). מבוא לבוטניקה (מס '580 N117i). פירסון.
4. Srivastava, LM (2002). נביטת זרעים, גיוס עתודות מזון ורדמת זרעים. גידול ופיתוח צמחים: הורמונים וסביבה. עיתונות אקדמית: קיימברידג ', MA, 447-471.
5. טאיז, ל., זייגר, א., מולר, אימ, ומרפי, א '(2015). פיזיולוגיה של צמחים והתפתחות.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). פיזיולוגיה של נביטת זרעים. סקירה שנתית של פיזיולוגיה של הצמח, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). מנגנונים מולקולריים של נביטת זרעים. בדגני נבטים (עמ '1-24). AACC International Press.