Planten bestuiving (Mei 2024)
Bestuivingoverdracht van stuifmeelkorrels van de meeldraden, de bloemdelen die ze produceren, naar de zaadknopdragende organen of naar de zaadknoppen (zaadprecursoren) zelf. In planten zoals coniferen en cycaden, waarin de eitjes worden blootgesteld, wordt het stuifmeel eenvoudig opgevangen in een druppel vloeistof die wordt uitgescheiden door de eicel. Bij bloeiende planten bevinden de eitjes zich echter in een hol orgaan dat de stamper wordt genoemd en het stuifmeel wordt afgezet op het ontvangende oppervlak van de stamper, het stigma. Daar ontkiemt het stuifmeel en ontstaat er een stuifmeelbuis, die door de stamper naar beneden groeit naar een van de eitjes in de basis. Bij een dubbele bevruchting fuseert een van de twee zaadcellen in de pollenbuis met de eicel van de zaadknop, waardoor de ontwikkeling van een embryo mogelijk wordt, en de andere cel combineert met de twee secundaire geslachtskernen van de zaadknop, die initieert de vorming van een reserve voedselweefsel, het endosperm. De groeiende eicel verandert dan in een zaadje.
Als voorwaarde voor bemesting is bestuiving essentieel voor de productie van fruit- en zaadgewassen en speelt het een belangrijke rol in programma's die zijn ontworpen om planten te verbeteren door veredeling. Bovendien zijn onderzoeken naar bestuiving van onschatbare waarde om de evolutie van bloeiende planten en hun verspreiding in de wereld van vandaag te begrijpen. Als sedentaire organismen moeten planten gewoonlijk de diensten van externe agenten inschakelen voor het transport van pollen. Bij bloeiende planten zijn dit (grofweg in afnemende mate) insecten, wind, vogels, zoogdieren en water.
Bestuiving door insecten vond waarschijnlijk plaats in primitieve zaadplanten, waarbij afhankelijkheid van andere middelen een relatief recente evolutionaire ontwikkeling was. Redelijk bewijs geeft aan dat bloeiende planten voor het eerst in tropische regenwouden verschenen tijdens het Mesozoïcum (ongeveer 65 miljoen tot 225 miljoen jaar geleden). De meest voorkomende insectenvormen van de periode waren primitieve kevers; er waren geen bijen en vlinders. Sommige Mesozoïsche kevers, die al waren aangepast aan een dieet van sporen van primitieve planten, werden blijkbaar polleneters, die in staat waren toevallige bestuiving te bewerkstelligen met per ongeluk gespaarde granen. Het bezoek van dergelijke kevers aan primitief bloeiende planten kan zijn aangemoedigd door lokmiddelen voor insecten, zoals geur van aas, mest of fruit, of door lokmiddelen voor seks. Bovendien zouden bezoeken van de insecten aan de planten langer kunnen duren en dus mogelijk waardevoller zijn voor de plant wat betreft bemesting, als de bloem een functionele, traplike structuur had. Tegenwoordig worden dergelijke bloemen voornamelijk, maar niet uitsluitend, gevonden in tropische families die als oud worden beschouwd, bijvoorbeeld de waterlelie (Nymphaeaceae) en de aronskelklelie (Araceae) families. Tegelijkertijd begonnen andere planten blijkbaar te profiteren van het feit dat primitieve galvormende insecten de bloemen bezochten om eieren te leggen. In het oude geslacht Ficus (vijgen en banyanbomen) hangt bestuiving nog steeds af van galwespen. Over het algemeen konden Mesozoïsche bloeiende planten niet volledig vertrouwen op hun bestuivers, waarvan de aanwezigheid ook afhing van het bestaan van een compleet, goed functionerend ecologisch web met mest, kadavers en voedselplanten die altijd beschikbaar zijn. Meer geavanceerde bloemen ontsnapten aan een dergelijke afhankelijkheid van toeval door niet langer alleen te vertrouwen op bedrog, opsluiting en smakelijk stuifmeel; nectar werd steeds belangrijker als beloning voor de bestuivers. In wezen was er een geconcentreerde, waterige suikeroplossing, nectar bestond in bepaalde voorouders van de bloeiende planten. Bij varens van varens worden zelfs nu nog nectarklieren (nectariën) gevonden aan de basis van jonge bladeren. In de loop van de evolutionaire verandering werden bepaalde nectaries opgenomen in de moderne bloem (bloemennectars), hoewel ook extraflorale nectaries blijven bestaan. Bloemkleuren lijken dus te zijn geïntroduceerd als "advertenties" van de aanwezigheid van nectar, en meer specifieke nectargeleiders (zoals patronen van stippen of lijnen, contrasterende kleurvlakken of speciale geurpatronen) werden geïntroduceerd bij de ingang van de bloem, wijst de weg naar de nectar die erin verborgen zit. Tegelijkertijd verschenen in een complex patroon van parallelle evolutie groepen insecten met zuigende monddelen die zich konden voeden met nectar. In extreme gevallen ontstond er een volledige onderlinge afhankelijkheid. Een Madagaskar-orchidee, Angraecum sesquipedale, met een nectarbakje van 20 tot 35 cm (8 tot 14 inch) lang, hangt bijvoorbeeld voor zijn bestuiving uitsluitend af van het lokale ras van een haviksmelk, Xanthopan morganii, die een slurf heeft van 22,5 cm (9 inch). Interessant genoeg werd het bestaan van de haviksmot voorspeld door Charles Darwin en Alfred Russel Wallace, codiscoverers van evolutie, ongeveer 40 jaar vóór de daadwerkelijke ontdekking ervan.
Typen: zelfbestuiving en kruisbestuiving
Een eicel in een eitje van een bloem kan worden bevrucht door een zaadcel die is afgeleid van een stuifmeelkorrel die door dezelfde bloem is geproduceerd of door een andere bloem op dezelfde plant, in welke van beide gevallen de bevruchting wordt toegeschreven aan zelf- bestuiving (autogamie); of het sperma kan afkomstig zijn van stuifmeel afkomstig van een andere plant, in welk geval het proces kruisbestuiving (heterogamie) wordt genoemd. Beide processen komen veel voor, maar kruisbestuiving heeft duidelijk bepaalde evolutionaire voordelen voor de soort: de gevormde zaden kunnen de erfelijke eigenschappen van beide ouders combineren, en de resulterende nakomelingen zijn over het algemeen gevarieerder dan na zelfbestuiving. In een veranderende omgeving kunnen sommige individuen die het gevolg zijn van kruisbestuiving nog steeds in staat blijken om met hun nieuwe situatie om te gaan en de soort te overleven, terwijl de individuen die het gevolg zijn van zelfbestuiving mogelijk niet allemaal kunnen aanpassen. Zelfbestuiving of zelfzucht, hoewel onfeilbaar in een stabiele omgeving, is dus een evolutionaire doodlopende weg. Er is ook een directer, zichtbaar verschil tussen zelfbestuiving en kruising (kruisbestuiving): in die soorten waar beide methoden werken, levert kruisbestuiving meestal meer zaden van betere kwaliteit op. Een dramatische demonstratie van dit effect wordt gevonden bij hybride maïs (maïs), een superieur product dat het resultaat is van kruising van verschillende speciaal gekweekte lijnen.
