Dostojna róża wielkokwiatowa, pęk radosnych tulipanów, naręcze niesfornych rumianków. Kwiaty są dla nas źródłem zachwytu i natchnienia. Chociaż te funkcje są bardzo ważne, to jednak biologicznie mniej istotne. Z punktu widzenia rośliny kwiat ma kluczowe znaczenie, ponieważ umożliwia rozmnażanie generatywne. Kwiat jako organ rozrodczy składa się z kilku ważnych elementów: słupek, pręciki, zalążnia. To tutaj następują najważniejsze procesy rozrodcze, czyli zapylenie i następnie zapłodnienie. To oczywiście wszystko teoria znana nam z lekcji biologii, ale pewnej wiosny moją uwagę zwróciły kwiaty pierwiosnka, bo gdy zajrzałam między płatki korony, stwierdziłam, że niektóre rośliny mają widoczne pręciki, a u innych widzę tylko słupek. Czyżby pierwiosnki były rozdzielnopłciowe? Nic o tym nie słyszałam. Zajrzałam głębiej do rurki kwiatu i okazało się, że tam, gdzie widziałam długi słupek są bardzo krótkie pręciki i odwrotnie. Cóż to może znaczyć? Okazało się, że u pierwiosnka występuje zjawisko zwane różnosłupnością, czyli heterostylią zabezpieczające roślinę przed samozapyleniem, które dla większości roślin jest niepożądane, gdyż prowadzi do zmniejszenia różnorodności genowej osobników potomnych. W przypadku pierwiosnka gdy odwiedzający kwiat motyl włoży swoją ssawkę do kwiatu o nisko osadzonych pręcikach, to pyłek przylepi się do górnej części ssawki. Pyłek ten zapyli kwiat o wysoko położonym słupku, gdy motyl przeleci na następny kwiat pierwiosnka.
Zacznijmy jednak od początku, zapylanie u roślin okrytozalążkowych to proces polegający na przeniesieniu pyłku z pylnika na powierzchnię znamienia słupka. Istnieją dwa rodzaje zapylania: zapylenie krzyżowe i samozapylenie. Samozapylenie występuje między pylnikiem, a znamieniem słupka tego samego kwiatu, podczas gdy zapylenie krzyżowe występuje między pylnikiem jednego kwiatu, a znamieniem słupka innego kwiatu, najczęściej tego samego gatunku.
Oba rodzaje zapylenia mają swoje wady i zalety związane z przystosowaniem się do istniejących warunków i zabezpieczeniem przed warunkami skrajnie niekorzystnymi. Obcopylność zapobiega ujednolicaniu się roślin, czyli genetycznemu podobieństwu, ale w przypadku, gdy do zapylenia krzyżowego nie dojdzie, czasami musi wystarczyć samozapylenie. Rośliny obcopylne wykształciły jednak różne mechanizmy zapobiegające samozapyleniu, są to przedprątność, przedsłupność, dwupienność, różnosłupkowość i samopłonność.
Przedprątność (protandria) jest to zjawisko występujące w kwiatach obupłciowych u niektórych gatunków roślin. Polega na wcześniejszym dojrzewaniu pręcików niż słupków. W kwiatach przedprątnych możliwe jest tylko zapylenie krzyżowe, pyłkiem pochodzącym z innej rośliny tego samego gatunku, tak się dzieje u wiesiołka dwuletniego. Przedsłupność (protogynia) występujące również w kwiatach obupłciowych i na odmianę polega na wcześniejszym dojrzewaniu słupków niż pręcików, jak na przykład u czworolistu pospolitego. Nie u wszystkich gatunków przedsłupność i przedprątność jest zupełna, to znaczy, całkowicie uniemożliwiająca samozapylenie. Często jest tylko częściowa, np. słupki dojrzewają tylko niewiele wcześniej niż pręciki. Jeżeli w tym czasie nie dojdzie do zapylenia krzyżowego, roślina ma możliwość samozapylenia. W ten sposób rośliny z częściową przedsłupnością lub przedprątnością zapewniają sobie możliwość wytworzenia nasion (co prawda gorszej jakości) nawet wtedy, gdy ich kwiaty nie zostaną zapylone pyłkiem innych kwiatów, co zdarzyć się może przy złej pogodzie, np. podczas zbyt długiego zalegania pokrywy śnieżnej lub długotrwałych deszczów, gdy owady zapylające nie dokonują oblotów lub ekstremalnych upałów powodujących szybkie obumieranie pyłku.
Dwupienność (dioecja) u roślin polega na występowaniu żeńskich i męskich organów rozrodczych na różnych osobnikach. W przypadku roślin nasiennych dwupiennymi nazywane są te rośliny, na których występują wyłącznie kwiaty męskie lub kwiaty żeńskie. Przykładem mogą tu być wierzby (Salix). Warto przyjrzeć się wierzbowym „kotkom” w późniejszym terminie, wtedy zauważymy, że na jednych drzewach lub krzewach z szarego „futerka” wyłaniają się pręciki z osypującym się żółtym pyłkiem, a z innych zielonkawe słupki.
Samopłonność lub inaczej samosterylność to następny z mechanizmów zapobiegających samozapyleniu się słupka kwiatów przez pyłek pochodzący z tej samej rośliny. U roślin z rodzaju kapusta już w momencie rozchylania się płatków korony na znamieniu słupka pojawia się warstwa ochronna, 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 do której na przykład należy pomidor, 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.
Życie roślin to różne strategie przetrwania i przystosowania, więc zachwycając się urokiem kwiatów, pamiętajmy, że są one nie tylko piękne, ale także bardzo ważne biologicznie. Nie zrywajmy więc kwiatów spacerując po polach i łąkach, które zaraz gdzieś porzucimy podczas długiej wędrówki, bo roślinie one są bardzo potrzebne.
Anna Gasek
