Wiosną wypatrujemy pierwszych kwiatów. Najczęściej wspominamy przebiśniegi – duże, ładne, białe i delikatne w swej urodzie kwiaty. Ewentualnie przylaszczki i zawilce. Ale równie wcześnie kwitną leszczyny, tyle że kwiaty – przynajmniej te żeńskie – są niepozorne i ich nie dostrzegamy (na zdjęciu obok, kwiat żeński zaznaczony białym kołem). Nie widzimy więc, kiedy wiosna przychodzi w swej najsubtelniejszej postaci. Kwitnąca leszczyna to niepozorne piękno, niewidoczne dla zagonionych i pędzących przez życie w pośpiechu. Mam na myśli oczywiście żeńskie kwiaty. Dostrzeżemy tylko wtedy, gdy się zatrzymamy.
Obserwowanie fenologii to propozycja do małych, szkolnych projektów jak i indywidualnego podglądania przyrody. Proponuję założyć kalendarz przyrody. Może być w wersji papierowej jak i cyfrowej. Miejsce, gdzie zapisywać będziemy zmiany fenologiczne, daty pierwszego pojawu, pierwszego kwitnięcia itd. Notatki, zdjęcia, obserwacje roślin, grzybów i zwierząt.
Dawniej interesowaliśmy się przyrodą znacznie bardziej niż teraz. Aktywnie ją poznawaliśmy i opisywaliśmy. W wieku XIX i na początku XX w Prusach Wschodnich (ale i nie tylko tu) wiele osób prowadziło obserwacje fenologiczne i notowało daty zakwitu różnych roślin. Warto byłoby do tego wrócić. Pojedyncze obserwacje wydają się bezwartościowe – bo cóż mogą wnieść nowego? Ale powtarzanie tych obserwacji przez wiele lat i w różnych miejscach pozwala już na wyciąganie ciekawych wniosków. Na przykład takich, dotyczących zmian klimatu. Jedną z obserwowanych w tych fenologicznych badaniach obywatelskich była leszczyna. Warto byłoby odszukać dawne zapiski i porównać z dniem dzisiejszym. Przy okazji byłby znakomity pretekst do aktywnej edukacji przyrodniczej i aktywnego poznawania dziedzictwa przyrodniczego. A przy okazji także kulturowego… i rozważań na wskroś filozoficznych.
Bo cóż my wiemy o lokalnej przyrodzie? Nawet nie potrafimy rozpoznać pospolitych gatunków roślin, grzybów i zwierząt. Obserwacje fenologiczne to w sam raz coś na szkolny monitoring środowiska i obywatelskie, amatorskie obserwowanie przyrody.
Pierwsze kwitnące rośliny pojawiają się jeszcze niemalże w zimie (męskie kwiatostany – kotki brzozy, leszczy czy olszy uwidaczniają się już w zimie). A na pewno na przedwiośniu, gdy poranne przymrozki jeszcze często się zdarzają. Czemu tak wcześnie zakwitają, gdy jeszcze zimno? Korzystają z nektaru i pyłku pierwsze wiosenne owady. Przecież nie dla owadów kwitną! A co z wiatropylnymi roślinami?
Seksualność kwiatu – razem czy osobno?
Leszczyna jest jednopienna, czyli na jednym „pniu” spotkamy kwiaty obu płci: żeńskie i męskie. Dlaczego więc nie mówimy obojnak? Bo obojnak to termin, odnoszący się do zwierząt. U roślin to bardziej złożone zjawisko – potrzeba wielu doprecyzowujących określeń. Jednopienna, czyli wszystko co trzeba na jednym pniu, i samiec i samica. Tak w uproszczeniu, bo przecież roślina jednopienna to nie obojnak. U roślin dwupiennych (dwie płcie na dwóch pniach, osobno) też nie mówimy samiec czy samica. Bo to pojęcia ze świata zwierzęcego, mimo że z biologicznego punktu widzenia to samo. Zatem u dwupiennych będziemy mówili o osobniku żeńskim i osobniku męskim.
Dwupienność (fachowo i naukowo zwana dioecją) to występowanie żeńskich i męskich organów rozrodczych na różnych osobnikach. Termin odnosi się do roślin. U zwierząt po prostu mówimy samiec i samica. Rośliny jednak nazywamy dwupiennymi. Nie tylko rośliny nasienne (czyli te z kwiatami) są dwupienne, bywają i mszaki czy paprotniki. W sensie ewolucyjnym dwupienność jest cechą starą, archaiczną i odziedziczoną po przodkach, którzy żyli jeszcze w środowisku wodnym. Dla nieruchomych roślin w środowisku lądowym nie zawsze taka opcja bywa skuteczna.
Jednopienność (naukowo zwana monoecją) to występowanie u roślin rozdzielnych męskich i żeńskich (jednopłciowych) narządów rozrodczych na jednym osobniku (prawie jak u zwierzęcego obojnaka). Natomiast rośliny, na których obok kwiatów rozdzielnopłciowych występują także kwiaty obupłciowe (o tych za chwilę), określane są mianem poligamicznych. Jak widać poligamia u roślin znaczy coś zupełnie innego.
Skoro się w tekście pojawiło, to wyjaśnijmy co znaczy obupłciowość (androginia, androgynia). Obupłciowość to występowanie u roślin żeńskich i męskich organów rozrodczych (gonad) w tym samym kwiecie, tuż obok siebie. Obupłciowość występuje u większości roślin wyższych (naczyniowych, nasiennych). W kwiatach roślin nasiennych organem męskim jest pręcik, organem żeńskim słupek. I po co były setki milionów lat ewolucji, „wymyślanie” płci, by na koniec wrócić do początków?
Ale obupłciowe kwiaty wcale nie oznaczają samozapylenia czyli samozapłodnienia. To tylko ostateczność. Najkorzystniejsza jest wymiana gamet z innym osobnikiem. Ale jak to zrobić, gdy rośliny są nieruchome a kwiat od kwiatu daleko?
U jednopiennych kwiaty żeńskie blisko są męskich. Te ostatnie u leszczyny zwane są kotkami, (koćkami). A jak jest z kwiatami, tymi najbardziej dla nas znanymi: tam w jednym miejscu i elementy żeńskie (słupek) i męskie (pręciki z pyłkiem). Logicznie rzecz ujmując to też „jednopienne”, ale nazywane są obupłciowymi. Tak jest dokładniej i precyzyjniej.
Kwiat – dwie płcie, prawie jak obojnak. Wiele terminów biologicznych niemalże dotyczy tego samego. Ale odmienność terminów zawęża interpretacje i precyzuje zjawiska. W nauce ważna jest precyzja komunikatu.
Wiosenny spacer po lesie w poszukiwaniu kwitnącej leszczyny (czy brzozy lub olchy gdyby ktoś wolał), to także intelektualny spacer z ewolucją w tle. Zastanawianie się nad procesem ewolucyjnym, od dwupienności i rozdzielnych płci każdego osobnika (rośliny), poprzez jednopienność (dwie płcie na jednej roślinie, osobno kwiaty żeńskie i męskie), aż do typowego kwiatu (wszystko w jednym). Dlaczego tak? Dlaczego miliony lat ewolucji na wytworzenie dwu różnych płci tu jakby zostało cofnięte?
Po co jest płeć? Przecież płciowość wśród organizmów żywych powstała bardzo późno. Większa część czasu istnienia organizmów żywych w biosferze (od momentu powstania życia na Ziemi) to pomnażanie, czyli rozmnażanie bezpłciowe (przez podział, pączkowanie itd.). Wydawałoby się, że to sposób bardzo efektywny i ekonomiczny: wszystkie osobniki zaangażowane w rozmnażanie. Dwie płcie to kosztowny sposób, rozrzutny i marnotrawny. A jednak mimo tych kosztów trwa. Bo zyskiem jest rekombinacja materiału genetycznego a w konsekwencji szybka zmienność i łatwość dostosowywania się do zmian środowiska.
Płciowość jest ceną za szybsze dostosowanie się do środowiska, jest jednym ze skuteczniejszych sposobów rekombinacji genetycznej. Ale przecież nie jedynym.
Jak przyjść/pójść, kiedy się stoi w miejscu? Rośliny są nieruchome. W zasadzie. Trudno więc znaleźć partnera. Co innego zwierzętom – te się zawsze odnajdą, feromonami wskazując drogę w rozległym świecie. Więc lepiej być obojnakiem-obupłciowcem – zawsze jakiegoś partnera się znajdzie, a kazdy napotkany będzie odpowiedni. Przy dwu płciach nie zawsze osobnik, którego spotkamy, jest akurat płci przeciwnej. Dla obupłciowców każdy spotkany osobnik to partner do procesu płciowego (rekombinacji). Procesy płciowe bakterii i pierwotniaków – nie przybywa osobników, następuje tylko rekombinacja materiału genetycznego. To takie rozmnażanie, w którym pozostaje tyle samo osobników. Bo pierwotnym sensem rozmnażania płciowego nie jest zwiększenie liczby osobników tylko ewolucyjna innowacyjność.
Skoro samemu się nie może ruszyć (roślina) … by znaleźć partnera do rozmnażania, to trzeba znaleźć jakiegoś pośrednika. Przodkowie roślin lądowych żyli w środowisku wodny i same gamety były zdolne do ruchu (witki, rzęski jako organella ruchowe jednokomórkowców). Ale w środowisku lądowym to się nie sprawdza. Pozostaje wiatr.
Wiatropylne rośliny tworzą liczne kwiatostany męskie i produkują dużo pyłku. Bo nie wiadomo jak wiatr zawieje (w którą stronę). Dlatego kwiaty męskie leszczyny (kotki), czy brzozy doskonale widzimy – są duże i jest ich dużo. Kwiaty żeńskie są maleńkie. Czekają na pyłek. A w tym wielkim świecie i przy kapryśnych, nieprzewidywalnych wiatrach pyłku potrzeba dużo. Wiatr jest niepewny i nieprzewidywalny. Nieskuteczny, gdy dużo innych gatunków i zwarta, gęsta roślinność. Bo przeszkód na drodze bardzo dużo.
Wiatropylność sprawdza się na otwartych przestrzeniach, a najkorzystniejsze warunki zachodzą wczesną wiosną, gdy jeszcze inne drzewa i rośliny nie wypuściły liści i nie „tarasują” sobą możliwości przenoszenia pyłku. Być może dlatego te rośliny kwitną właśnie wczesną wiosną? Pomijając trawy na łące.
Skoro wiatr bywa w niektórych sytuacjach zawodny, to może trzeba specjalnych posłańców? Skoro gamety nie potrafią samodzielnie się odszukać a wiatr jest niepewny, co może ktoś inny pomoże? Kwiaty wyewoluowały wraz z owadami. To znakomity przykład koewolucji. Nektar jest jak opłata pocztowa w postaci znaczków na kopercie. Pszczoły i inne owady nie będą za darmo przenosić pyłku i wspomagać rozmnażania roślin. W ogóle nie myślą o pomocy za darmo czy za opłatą. Szukają czegoś do zjedzenia, w tym przypadku nektaru i/lub pyłku. Przy dwupienności czy nawet jednopienności kwiaty męskie daleko są od żeńskich. Jak przetransportować pyłek?
Innowacyjnym ewolucyjnie okazał się obupłciowy kwiat, gdzie pręciki są blisko słupków – owady odwiedzając roślinę w poszukiwaniu nektaru będą przeciskać się obok pręcików i obok słupków – niechcący mogą być roślinnymi Amorami, posłańcami miłości. A w zasadzie seksu. Przy jednym kwiecie się nie najedzą, muszą latać z kwiatka na kwiatek. I tak mogą przenosić pyłek (męski) z jednego osobnika na słupek (organ żeński).
Rośliny wykorzystują owady do przenoszenia pyłku (a także inne zwierzęta, np. śledzienica skrętolistna zapylana jest przez ślimaki). Owady są wspomagaczami rozmnażania (przeczytaj też o ciemiężyku i uczepkach). Niczym gadżety z seks-shopów. Lub lekarze w klinikach położniczych. W jakieś analogii jest kosztowne zapłodnienie in vitro… gdy inaczej nie można począć nowego człowieka.
Obojnactwo to ryzyko niekorzystnego chowu wsobnego. Bo po co wytwarzać kwiatostany jak i tak wyjdzie na to samo (ten sam materiał genetyczny). No ale czasem lepszy rydz niż nic. Potem może się trafi partner odmienny. Dlatego także u roślin powszechne są krzyżówki międzygatunkowe. Sprzeczne z teorią biologiczną, gdzie przecież gatunki się nie krzyżują a jeśli już to nie wydają płodnych potomków (tak napisane w wielu podręcznikach szkolnych). Rośliny są jak widać niepiśmienne, książek nie czytają i się międzygatunkowo rozmnażają. Jakoś przecież trzeba sobie radzić… by kreować różnorodność.
Krzyżówki międzygatunkowe są kolejnym sposobem zwiększania różnorodności genetycznej gatunku. Niektóre dzieworodne wrotki (małe organizmy wodne) brak rozmnażania płciowego zastępują wykorzystywaniem fragmentów DNA organizmów, które zjadają. Jedzenie zamiast seksu (przeczytaj o tym więcej). Okazuje się, że jest to bardzo archaiczny sposób. Najnowsze badania wskazują, że pierwsze organizmy „kolekcjonowały” resztkowe fragmenty DNA czy RNA, znajdowane w środowisku (resztki po innych, w tym innych gatunkach). Tacy biologiczni, śmietnikowi kloszardzi… Do tej pory wykorzystują to bakterie w formie plazmidów. Dzięki temu rozpowszechnia się w tym mikroświecie lekooporność – poprzez międzygatunkowy transfer informacji genetycznej.
Spacerowanie sprzyja rozmyślaniom. A biologia w swej złożoności nakręca intelektualnie nie tylko filozofów. Wiosenne poszukiwanie kwiatu leszczyny – w jakiś sposób podobne do czerwcowego szukania kwiatu paproci…
Leszczyna pospolita (Corylus avellana L.) to gatunek dużego krzewu, należącego do rodziny brzozowatych (Betulaceae) lub według innej klasyfikacji do rodziny leszczynowatych (Corylaceae). Jak tu się w tym wszystkim połapać, skoro sami naukowcy nie są stali i jednomyślni w swych poglądach systematycznych?
Leszczyna jest krzewem bardziej niż drzewem, występuje w stanie dzikim w całej Europie i Azji Mniejszej. W Polsce jest pospolita zarówno na niżu jak i w górach, gdzie rośnie do wysokości ok. 1300 m n.p.m. W lesie zajmuje warstwę podszytu, kryjąc się w cieniu i pod okapem innych, dużych drzew.
Podobne do leszczyny w swych jednopiennych kwiatach jest brzoza czy olsza. Też wiatropylne, a nasiona roznoszone przez wiatr, przez to są dobrymi kolonizatorami.
Ale wróćmy do leszczyny. To roślina jednopienna o kwiatach męskich, zebranych w kotki zgrupowane po 2-4, natomiast kwiaty żeńskie rozwijają się na krótkopędach w pąkach. W czasie kwitnienia na zewnątrz widoczne są tylko czerwono-purpurowe znamiona kwiatów żeńskich (zdjęcie wyżej). Kwitnie bardzo wcześnie, bo już od lutego (zazwyczaj do kwietnia). Kwiaty męskie pylą bardzo obficie na żółto. Muszą obficie „pylić”, bo to rośliny wiatropylne i żeby trawić w cel… muszą produkować dużo pyłku.
Wiosenny spacer po lesie w poszukiwaniu kwitnącej leszczyny (czy brzozy lub olchy gdyby ktoś wolał), to także intelektualny spacer z ewolucją w tle. Zastanawianie się nad procesem ewolucyjnym, od dwupienności i rozdzielnych płci każdego osobnika (rośliny), poprzez jednopienność (dwie płcie na jednej roślinie, osobno kwiaty żeńskie i męskie), aż do typowego kwiatu (wszystko w jednym). Dlaczego tak? Dlaczego miliony lat ewolucji na wytworzenie dwu różnych płci tu jakby zostało cofnięte?
Po co jest płeć? Przecież płciowość wśród organizmów żywych powstała bardzo późno. Większa część czasu istnienia organizmów żywych w biosferze (od momentu powstania życia na Ziemi) to pomnażanie, czyli rozmnażanie bezpłciowe (przez podział, pączkowanie itd.). Wydawałoby się, że to sposób bardzo efektywny i ekonomiczny: wszystkie osobniki zaangażowane w rozmnażanie. Dwie płcie to kosztowny sposób, rozrzutny i marnotrawny. A jednak mimo tych kosztów trwa. Bo zyskiem jest rekombinacja materiału genetycznego a w konsekwencji szybka zmienność i łatwość dostosowywania się do zmian środowiska.
Płciowość jest ceną za szybsze dostosowanie się do środowiska, jest jednym ze skuteczniejszych sposobów rekombinacji genetycznej. Ale przecież nie jedynym.
Jak przyjść/pójść, kiedy się stoi w miejscu? Rośliny są nieruchome. W zasadzie. Trudno więc znaleźć partnera. Co innego zwierzętom – te się zawsze odnajdą, feromonami wskazując drogę w rozległym świecie. Więc lepiej być obojnakiem-obupłciowcem – zawsze jakiegoś partnera się znajdzie, a kazdy napotkany będzie odpowiedni. Przy dwu płciach nie zawsze osobnik, którego spotkamy, jest akurat płci przeciwnej. Dla obupłciowców każdy spotkany osobnik to partner do procesu płciowego (rekombinacji). Procesy płciowe bakterii i pierwotniaków – nie przybywa osobników, następuje tylko rekombinacja materiału genetycznego. To takie rozmnażanie, w którym pozostaje tyle samo osobników. Bo pierwotnym sensem rozmnażania płciowego nie jest zwiększenie liczby osobników tylko ewolucyjna innowacyjność.
Owady jako wspomagacze roślinnej seksualności…
Skoro samemu się nie może ruszyć (roślina) … by znaleźć partnera do rozmnażania, to trzeba znaleźć jakiegoś pośrednika. Przodkowie roślin lądowych żyli w środowisku wodny i same gamety były zdolne do ruchu (witki, rzęski jako organella ruchowe jednokomórkowców). Ale w środowisku lądowym to się nie sprawdza. Pozostaje wiatr.
Wiatropylne rośliny tworzą liczne kwiatostany męskie i produkują dużo pyłku. Bo nie wiadomo jak wiatr zawieje (w którą stronę). Dlatego kwiaty męskie leszczyny (kotki), czy brzozy doskonale widzimy – są duże i jest ich dużo. Kwiaty żeńskie są maleńkie. Czekają na pyłek. A w tym wielkim świecie i przy kapryśnych, nieprzewidywalnych wiatrach pyłku potrzeba dużo. Wiatr jest niepewny i nieprzewidywalny. Nieskuteczny, gdy dużo innych gatunków i zwarta, gęsta roślinność. Bo przeszkód na drodze bardzo dużo.
Wiatropylność sprawdza się na otwartych przestrzeniach, a najkorzystniejsze warunki zachodzą wczesną wiosną, gdy jeszcze inne drzewa i rośliny nie wypuściły liści i nie „tarasują” sobą możliwości przenoszenia pyłku. Być może dlatego te rośliny kwitną właśnie wczesną wiosną? Pomijając trawy na łące.
Owady – gdy wiatr zawiedzie
Skoro wiatr bywa w niektórych sytuacjach zawodny, to może trzeba specjalnych posłańców? Skoro gamety nie potrafią samodzielnie się odszukać a wiatr jest niepewny, co może ktoś inny pomoże? Kwiaty wyewoluowały wraz z owadami. To znakomity przykład koewolucji. Nektar jest jak opłata pocztowa w postaci znaczków na kopercie. Pszczoły i inne owady nie będą za darmo przenosić pyłku i wspomagać rozmnażania roślin. W ogóle nie myślą o pomocy za darmo czy za opłatą. Szukają czegoś do zjedzenia, w tym przypadku nektaru i/lub pyłku. Przy dwupienności czy nawet jednopienności kwiaty męskie daleko są od żeńskich. Jak przetransportować pyłek?
Innowacyjnym ewolucyjnie okazał się obupłciowy kwiat, gdzie pręciki są blisko słupków – owady odwiedzając roślinę w poszukiwaniu nektaru będą przeciskać się obok pręcików i obok słupków – niechcący mogą być roślinnymi Amorami, posłańcami miłości. A w zasadzie seksu. Przy jednym kwiecie się nie najedzą, muszą latać z kwiatka na kwiatek. I tak mogą przenosić pyłek (męski) z jednego osobnika na słupek (organ żeński).
Rośliny wykorzystują owady do przenoszenia pyłku (a także inne zwierzęta, np. śledzienica skrętolistna zapylana jest przez ślimaki). Owady są wspomagaczami rozmnażania (przeczytaj też o ciemiężyku i uczepkach). Niczym gadżety z seks-shopów. Lub lekarze w klinikach położniczych. W jakieś analogii jest kosztowne zapłodnienie in vitro… gdy inaczej nie można począć nowego człowieka.
Obojnactwo to ryzyko niekorzystnego chowu wsobnego. Bo po co wytwarzać kwiatostany jak i tak wyjdzie na to samo (ten sam materiał genetyczny). No ale czasem lepszy rydz niż nic. Potem może się trafi partner odmienny. Dlatego także u roślin powszechne są krzyżówki międzygatunkowe. Sprzeczne z teorią biologiczną, gdzie przecież gatunki się nie krzyżują a jeśli już to nie wydają płodnych potomków (tak napisane w wielu podręcznikach szkolnych). Rośliny są jak widać niepiśmienne, książek nie czytają i się międzygatunkowo rozmnażają. Jakoś przecież trzeba sobie radzić… by kreować różnorodność.
Krzyżówki międzygatunkowe są kolejnym sposobem zwiększania różnorodności genetycznej gatunku. Niektóre dzieworodne wrotki (małe organizmy wodne) brak rozmnażania płciowego zastępują wykorzystywaniem fragmentów DNA organizmów, które zjadają. Jedzenie zamiast seksu (przeczytaj o tym więcej). Okazuje się, że jest to bardzo archaiczny sposób. Najnowsze badania wskazują, że pierwsze organizmy „kolekcjonowały” resztkowe fragmenty DNA czy RNA, znajdowane w środowisku (resztki po innych, w tym innych gatunkach). Tacy biologiczni, śmietnikowi kloszardzi… Do tej pory wykorzystują to bakterie w formie plazmidów. Dzięki temu rozpowszechnia się w tym mikroświecie lekooporność – poprzez międzygatunkowy transfer informacji genetycznej.
Spacerowanie sprzyja rozmyślaniom. A biologia w swej złożoności nakręca intelektualnie nie tylko filozofów. Wiosenne poszukiwanie kwiatu leszczyny – w jakiś sposób podobne do czerwcowego szukania kwiatu paproci…
Leszczyna pospolita (Corylus avellana L.) to gatunek dużego krzewu, należącego do rodziny brzozowatych (Betulaceae) lub według innej klasyfikacji do rodziny leszczynowatych (Corylaceae). Jak tu się w tym wszystkim połapać, skoro sami naukowcy nie są stali i jednomyślni w swych poglądach systematycznych?
Leszczyna jest krzewem bardziej niż drzewem, występuje w stanie dzikim w całej Europie i Azji Mniejszej. W Polsce jest pospolita zarówno na niżu jak i w górach, gdzie rośnie do wysokości ok. 1300 m n.p.m. W lesie zajmuje warstwę podszytu, kryjąc się w cieniu i pod okapem innych, dużych drzew.
Podobne do leszczyny w swych jednopiennych kwiatach jest brzoza czy olsza. Też wiatropylne, a nasiona roznoszone przez wiatr, przez to są dobrymi kolonizatorami.
Ale wróćmy do leszczyny. To roślina jednopienna o kwiatach męskich, zebranych w kotki zgrupowane po 2-4, natomiast kwiaty żeńskie rozwijają się na krótkopędach w pąkach. W czasie kwitnienia na zewnątrz widoczne są tylko czerwono-purpurowe znamiona kwiatów żeńskich (zdjęcie wyżej). Kwitnie bardzo wcześnie, bo już od lutego (zazwyczaj do kwietnia). Kwiaty męskie pylą bardzo obficie na żółto. Muszą obficie „pylić”, bo to rośliny wiatropylne i żeby trawić w cel… muszą produkować dużo pyłku.
Stanisław Czachorowski
Komentarze
Prześlij komentarz