Bestuiving en bevruchting

Wat zijn zaden in de plantenwereld

Zaden zijn niets meer dan plantaardige embryo's in kiemrust in het vroegste stadia van ontwikkeling, waarbij het beschermd wordt door ouderlijk weefsel. Er is dus sprake van een eerdere bevruchting. Zie verder op bij bevruchting) Dit in tegenstelling tot de mens waarbij zaad (spermatozoïden) slechts een half product en nodig is voor bevruchting samen met een eicel. 

 

De voortplantingsorganen van een plant

De mannelijke voortplantingsorganen van een plant worden gevormd door de meeldraden met hun helmknoppen. Wanneer de helmknoppen rijp zijn verspreiden zij het stuifmeel.

 

De vrouwelijke voortplantingsorganen  worden gevormd door de stempel en stijl. Onderin de stempel zitten de vruchtbeginselen en de stempel is de landingsplaats van het stuifmeel.

 

In de natuur zijn er altijd uitzonderingen.  Zo zijn er niet allen planten waarbij er of mannelijke- of alleen vrouwelijk voortplantingsorganen voorkomen, maar er zijn ook planten waarbij de bloemen beide delen bezitten.

 

 

Tweehuizig wil zeggen dat op een plant alleen de mannelijke bloemen voorkomen of op een plant alleen de vrouwelijke bloemen voorkomen. Het is makkelijk te onthouden want de mannen en vrouwen wonen in twee verschillende huizen.

Eenhuizig wil zeggen dat zowel de mannelijke als de vrouwelijke bloemdelen voorkomen op de plant. Dit kun je onthouden doordat mannen en vrouwen samen in 1 huis wonen. Daarbij kan het voorkomen dat de mannelijke bloemen en vrouwelijke bloemen apart voorkomen op de plant. Dit noemen we eenslachtig,

Komt er 1 type bloem voor met beide bloemdelen dan noemen we tweeslachtig.

 

 

 

Tweehuizige plant

Een hele bekende groente, namelijk spinazie is een tweehuizige plant. Dit wil dus zeggen een plant met mannelijke of een vrouwelijke bloeiwijze. Rechts op de foto, de donker groene plant, dat is de vrouwelijke plant. Links van het midden, de licht gekleurde plant dat is de mannelijke plant. Wanneer spinazie door begint te schieten, zullen eerst de mannelijke planten snel uitgroeien om een bloemstengel te maken, om later massa's stuifmeel los te laten. Terwijl de vrouwelijke planten nog laag blijven en het stuifmeel opvangen. De mannelijke planten sterven vrij snel af, terwijl de vrouwelijke planten pas zeer laat hun stengel strekken en de zaden laten uitgroeien. Dus wanneer de spinazie doorschiet betekend dit eigenlijk dat de mannelijke plant in bloei komt.

 

 

Eenhuizig en eenslachtig

De Courgette plant is eenhuizig en eenslachtig. De plant bevat zowel mannelijke als vrouwelijk bloemen en deze komen dus apart voor op de plant. De vrouwelijk bloemen links op de foto zijn te onderscheiden doordat het vruchtbeginsel al aanwezig is onderaan de bloem. De courgette zit feitelijk al onder de bloem. Bij de mannelijke bloem rechts, ontbreekt dit vruchtbeginsel. De mannelijke bloemen komen over het algemeen veel vaker voor op de plant dan de vrouwelijke bloemen.

 

 

 

 

Eenhuizig en tweeslachtig

Hiernaast zie je een bloem van een, eenhuizige tweeslachtige plant. Dit is een bloem van de braam en je ziet dat zowel de helmknoppen als de stampers voorkomen in een en dezelfde bloem. Je ziet ook dat er sprake is van meerder stampers. Voor elk besje op de braam een stamper.

 

Wat is bestuiving

 

Bestuiving wil niet meer zeggen dan dat het stuifmeel de afstand heeft overbrugd tussen de de mannelijke en vrouwelijk bloemdelen. De startplaats is de helmknop en de landingsplaats is de stempel.

De afstanden die overbrugd moet worden kunnen heel groot zijn, soms vele kilometers. Bij tweehuizige planten (afzonderlijke mannelijke en vrouwelijke planten) zijn de afstanden uiteraard veel groter dan bij tweehuizige planten waarbij de plantdelen soms heel dicht bij elkaar zitten.

 

Om de afstand te overbruggen hebben planten verschillende strategieën

• Wind (anemogamie): Een van de meest bekende strategieën is wind. De pollen worden door de wind verspreid. Door wisselende windrichtingen en afstanden is de kans erg klein om de stempel te bereiken. Daarom wordt er heel veel stuifmeel geproduceerd. Grassen in algemene zin en vele boomsoorten zoals de wilgen, populieren, eiken, coniferen, berken, eiken, hazelaars zijn voorbeelden van planten die gebruik maken van wind bestuiving.
• Insecten (entomografie): Insecten is een tweede heel bekende strategie. De insecten bezoeken zowel de mannelijke bloemen als de vrouwelijke, het stuifmeel blijft aan de insecten kleven en zo wordt de afstand overbrugd. Als tegenprestatie voor dit werkje wordt de insecten beloond met nectar. Bijen, vlinders, nachtvlinders, vliegen, kevers, zweefvliegen zijn voorbeelden van insecten die zorg dragen voor de bestuiving.
• Water (hydrogamie): Planten kunnen voor de bestuiving ook gebruik van water.Het stuifmeel drijft van de ene naar de andere plant.
• Dieren: Bestuiving kan ook door dieren plaatsvinden.
  • Vogels (ornithogamie) bekende zijn de colibri’s
  • Slakken (malacogamie) onder andere bij goudveil (zeldzame Nederlandse plant).
  • Vleermuizen (cheiropterogamie)

 

• Zelfbestuivers (autogamie): Soms is de afstand zo klein dat de plant zichzelf kan bestuiven. Zelfbestuiving heeft als voordeel dat het de plant onafhankelijk maakt van zijn bestuivers. Het laat toe dat planten groeien waar vliegende insecten zeldzaam zijn, zoals in het hooggebergte, op winderige of zeer schaduwrijke plaatsen. Bij succesrijke zelfbestuiving kan het leiden tot een snelle toename van het aantal planten, maar door het onderdrukken van de genenuitwisseling eveneens tot de isolatie van de populatie. Uiteindelijk kan zelfbestuiving leiden tot soortvorming of speciatie (nieuwe biologische soorten uit populaties van bestaande soorten). Sla is een heel bekende zelfbestuiver. Bij zelfbestuivers kan het voorkomen dat de bloemen gesloten zijn zoals bij tomaten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Welke bijzonderheden zijn er bij  bestuiving

 

 

                                                                                           

Zelfbestuiving

Hierbij heb ik de zelfbestuiving van sla in beeld gebracht:

Linksonder de bloem die op punt staat zich te ontvouwen.

Linksboven is de bloem zich aan het ontvouwen. Rechtsboven is de bloem geopend. De meeldraden in de vorm van kokers zijn goed zichtbaar en de stempels bevinden zich binnen de meeldraadkokers. De bloem in het midden onder laat zien dat de stampers door de meeldraden heen groeien.

Rechtsonder is het proces voltooit en de bloem zal snel verwelken. Het hele proces duurt 1 dag. Kruisbestuiving is bijna niet mogelijk.

 

 

Buurbestuiving of kruisbestuiving

Bij kruisbestuiving (xenogamie) wordt het stuifmeel geleverd aan een bloem van een andere plant. Daarbij heb je gewenste kruisbestuiving als ongewenste bestuiving en verrassende combinaties.

 

Gewenste kruisbestuiving

In eerste instantie dacht ik dat deze bloem (Witlof) een zelfbestuiver was aangezien de stempels net als bij sla ook door de meeldraadhulzen groeien. Maar wat blijkt, de stempel en de meeldraden zijn niet gelijktijdig rijp. Dus hij kan zichzelf wel bestuiven maar door kruisbestuiving van bloemen van de zelfde soort die ernaast staan is de opbrengst hoger.

 

Ongewenste kruisbestuiving

Ongewenste kruisbestuiving zoals bij pompoenen en courgette levert een grote diversiteit aan nakomelingen op. Ongewenste kruisbestuiving kun je voorkomen door de bloemen, zowel mannelijk als vrouwelijk af te schermen van de buitenwereld door deze dicht te binden voordat ze rijp zijn. Wanneer de bloemen rijp zijn kun je de bloemen met de hand bestuiven door de mannelijke bloem te plukken en te ontdoen van de kroonbladeren en te wrijven over de stamper van de vrouwelijke bloem. Daarna de vrouwelijke bloem weer dichtbinden tot deze verwelkt is. Hierbij is wel belangrijk dat er gelijktijdig zowel mannelijke als vrouwelijke bloemen rijp zijn.

 

Verrassende combinaties

Als we kijken naar verrassende combinaties kom ik op het volgende voorbeeld. Witlof en andijvie kunnen elkaar bestuiven. Alleen bestuiving van andijvie met witlof levert andijvie op en bestuiving van witlof met andijvie levert diversiteit op.

 

                                                                                         

 Windbestuiving 

De meeldraden kunnen de stamper geheel omsluiten. De stamper is onbereikbaar voor insecten. Tomaten zijn hier een voorbeeld van. Door beweging van de bloem komt het stuifmeel op de stamper. Maar let op: Wanneer de planten in een windstille kas staan en de bloemen nauwelijks bewegen is het goed om dagelijks even op de planten te tikken om de bestuiving te bevorderen. 

Het voordeel van deze gesloten bloemen is dat de nakomelingen soortecht zijn.

 

 

 

 

 

Opgepast! Inbrekers die de bestuiving verstoren

Bij lipbloemige en vlinderbloemigen gewassen waarbij de kroonbuis erg lang is kunnen hommels met hun kortte tong niet bij de nectar. Daar hebben ze wat op bedacht. Ze bijten een gaatje in de zijkant van de bloem en kunnen zo alsnog bij de nectar komen. 

Hun jongen leren op hun beurt weer om op dievenpad te gaan en hoe ze de nectar kunnen stelen.

 

Het gevolg is dat de bijen ook gebruik gaan maken door de gaten aan de zijkant om de nectar op te nemen en niet meer zoals bedoeld door de kroonbuis. Hierdoor kan er geen bevruchting plaatsvinden.

 

Zijn de bloemen eerder door bijen bezocht dan door de hommels dan zullen de bloemen op de gewenste  manier bestoven zijn.

 

 

Bevruchting

 

Wat is bevruchting

Na bestuiving moeten de spermacellen uit de stuifmeelkorrel via de stuifmeelbuis naar de eicel in het vruchtbeginsel gebracht worden en moeten ze met elkaar versmelten. In de lucht zitten zeer veel verschillende stuifmeelkorrels en alleen een specifieke combinatie van stuifmeelkorrel en stempel geeft bevruchting.

 

• De stamper bestaat uit een stempel.
• (Landingsplaats voor stuifmeel) de stijl en het vruchtbeginsel.
• In het vruchtbeginsel zit het zaadbeginsel.
• Het zaadbeginsel bestaat uit de eicel met een kern.

 

Allereerst moet de bestuiving voltooit zijn. De pollen ofwel stuifmeel is op de stamper geland. Nu begint de pollenbuis te groeien door de stamper heen en prikt uiteindelijk de eicel aan en versmelt. De bevruchting is voltooid.

 

 

 

 

 

Op beide foto's zijn gedetailleerde de opnames van pollen met hun pollenbuis.

 

Bron: Wikipedia 

 

 

 

 

 

 

 

Na de bevruchting groeien de zaden verder uit

Links de zaden van spinazie en rechts paprika en courgette

Plantenhormonen

Een plantenhormoon is te vergelijken met het overbrengen van een boodschap. Plantenhormonen zijn dus eigenlijk de  postbodes van de plant. Zij geven signaalstoffen af die veel processen in gang zetten. 

Plantenhormonen zijn in zeer kleine hoeveelheden aanwezig, maar hebben een hele belangrijke rol bij de ontwikkeling van de plant. 

 

Het plantenhormoon bindt aan een receptor in het membraan van de cel waardoor de volgende processen opgang komen.

• Groei
• Ontwikkeling
• Bloei
• Vruchtzetting

 

Wat is het verschil tussen mens en plant

Ook mensen en dieren produceren hormonen. Bij ons werkt één soort hormoon heel specifiek. Plantenhormonen hebben een breed spectrum aan werkingen en die werkingen overlappen elkaar ook nog eens.

 

Hormoongroepen

• Gibberellinen
• Auxine 
• Cytokininen
• Abscisinezuur
• Ethyleen 

 

Gibberellinen
Gibberelinen bevorderen de celdeling en de celstrekking en zijn vooral belangrijk bij de lengtegroei. In sommige planten werkt gibberelline als bloeihormoon. Gibberellinen spelen een belangrijke
rol bij het doorbreken van de kiemrust van zaden en bij het doorbreken van de knoprust van sommige gewassen. Gibberellinen zijn ook betrokken bij het beschikbaar maken van voedselreserves in zaden. Verder kunnen deze stoffen parthenocarpie (vruchtvorming zonder bestuiving)bevorderen.

 

Auxine
Auxine bevordert de strekkingsgroei. Auxine is verantwoordelijk voor het fenomeen dat knoppen vlak bij de top van de plant (waar auxine geproduceerd wordt) niet uitlopen. Ze worden geremd door het hormoon.
Auxine bevordert verder de bloemaanleg en de uitgroei van vruchten en zorgt dat de plant voldoende zonlicht krijgt. Auxine stimuleert het enzym ethyleen.Tevens bevordert auxine de aanleg van nieuwe wortels. In het welbekende stekpoeder zit de kunstmatige stof Auxine. In hoge concentraties is het hormoon giftig en wordt het toegepast in bestrijdingsmiddelen.

 

Cytokininen
Deze hormonen bevorderen de celdeling, ook van cellen die al hun uiteindelijke functie hebben gekregen.  Cytokininen en Auxine kunnen elkaar ook tegenwerken. Cytokininen worden in de worteltoppen gevormd. Zij zijn de belangrijkste hormonen in het proces van fotosynthese, groeiregulatie, veroudering, plantaardige tolerantie en immuniteit en verdediging tegen planteneters.

 

Abscisinezuur
Abscisinezuurhormonen hebben een groeiremmende werking bij de celdeling. Abscisinezuur houdt zaden in rust, remt de uitloop van knoppen en bevordert de veroudering van het blad en werkt mee aan het afvallen van bladeren bij een plant die in rust gaan. Voor verdamping van de plant  is deze afhankelijk van dit hormoon. Het regelt de sluiting van de huidmondjes. Van dit hormoon bestaan geen synthetische varianten.

 

Ethyleen
Ethyleen zorgt voor snelle verwelking van bloemen en snelle vruchtrijping. Ethyleen zorgt voor een snelle vruchtrijping van vruchten. Ook zorgt het voor vergeling en vallen van bladeren bij planten die in rust gaan. Stressreacties bij planten zijn ook vaak het gevolg van het Ethyleenhormoon.

 

Andere hormonen
Er zijn nog andere stoffen zoals: jasmonzuur, brassinosteroïden, maar ook calcium en suikers die ook een hormonale werking hebben.