كيف تتعاقب الأجيال في دورة حياة النباتات؟

تناوب الأجيال هو تعاقب طورين متعددي الخلايا ضمن دورة الحياة: الطور المشيجي والطور البوغي. يحتوي الأول على مجموعة واحدة من الكروموسومات، بينما يحتوي الثاني على مجموعتين. والكروموسومات هي تراكيب تحمل المادة الوراثية التي تسهم في تحديد صفات الكائن الحي وتنظيم وظائف خلاياه.

لا يعني مصطلح «جيل» هنا بالضرورة نباتًا كبيرًا مستقلًا يشبه النبات الآخر. فقد يكون أحد الطورين واضحًا وقادرًا على العيش منفردًا، بينما يكون الآخر دقيقًا جدًا ويعتمد في غذائه وحمايته على أنسجة النبات المحيطة به. لذلك لا يمكن التعرف إلى دورة الحياة كاملة بمجرد مشاهدة الشكل الخارجي للنبات.

الطور المشيجي: مرحلة إنتاج الأمشاج

ينشأ الطور المشيجي من بوغ ينمو عبر انقسامات متساوية، فتتكون خلايا تحمل مجموعة صبغية واحدة. وعند نضجه ينتج الأمشاج، وهي الخلايا الجنسية التي تشارك في الإخصاب. تتكون هذه الأمشاج بالانقسام المتساوي، لأن خلايا الطور المشيجي أحادية المجموعة الصبغية أصلًا، ولا تحتاج إلى خفض عدد مجموعاتها مرة أخرى.

الطور البوغي: مرحلة إنتاج الأبواغ

يبدأ الطور البوغي بعد اتحاد مشيج ذكري بمشيج أنثوي. ينتج عن هذا الاتحاد زيجوت، أو لاقحة، يحتوي على مجموعتين من الكروموسومات. تنمو اللاقحة بالانقسام المتساوي لتكوّن الطور البوغي، الذي ينتج لاحقًا أبواغًا أحادية المجموعة الصبغية داخل تراكيب متخصصة، باستخدام الانقسام الاختزالي.

يمكن البدء بشرح الدورة من أي مرحلة، لأنها عملية متصلة وليست سلسلة لها بداية ثابتة. ولتسهيل فهمها، يمكن تتبعها انطلاقًا من الطور البوغي وفق الخطوات الآتية:

• ينتج الطور البوغي أبواغًا من خلال انقسام اختزالي يخفض عدد المجموعات الصبغية من اثنتين إلى واحدة.
• ينمو البوغ في الظروف المناسبة، ويكوّن طورًا مشيجيًا متعدد الخلايا.
• ينتج الطور المشيجي أمشاجًا ذكرية أو أنثوية بحسب نوع النبات وتركيب جهازه التكاثري.
• تتحد الأمشاج في عملية الإخصاب، فتتكون لاقحة ثنائية المجموعة الصبغية.
• تنمو اللاقحة لتنشئ طورًا بوغيًا جديدًا، وتتكرر الدورة.

إذن، يمثل الانقسام الاختزالي والإخصاب نقطتي التحول الأساسيتين بين الطورين. أما الانقسام المتساوي، فيسمح بالنمو وزيادة عدد الخلايا مع الحفاظ على عدد المجموعات الصبغية في كل مرحلة.

تتشابه هذه المصطلحات في ارتباطها بالتكاثر، لكنها لا تشير إلى الشيء نفسه. ويساعد التمييز بينها على تجنب أكثر الأخطاء شيوعًا عند دراسة النباتات:

• البوغ: خلية تكاثرية تستطيع بدء النمو لتكوين الطور المشيجي دون أن تندمج أولًا مع خلية أخرى.
• المشيج: خلية جنسية تندمج عادةً مع مشيج آخر لتكوين اللاقحة في التكاثر الجنسي.
• البذرة: تركيب يتكون في النباتات البذرية، ويضم جنينًا مع أنسجة توفر له الغذاء أو تخزنه، وغلاف يساعد على حمايته.

البذرة ليست مجرد بوغ كبير، كما أن حبة اللقاح ليست بذرة صغيرة. كذلك ليست كل الأبواغ الموجودة في الطبيعة نباتية؛ فالفطريات تنتج أبواغًا أيضًا، لكن دوراتها الحياتية تختلف، ولا يصح تطبيق تفاصيل دورة النباتات عليها تلقائيًا.

في الحزازيات، يكون الطور المشيجي هو الجزء الأخضر الأكثر وضوحًا عادةً. يحمل تراكيب تنتج الأمشاج، وتحتاج الأمشاج الذكرية المتحركة إلى طبقة من الماء للوصول إلى الأمشاج الأنثوية وإتمام الإخصاب. وهذا أحد أسباب ارتباط تكاثر كثير من هذه النباتات بالبيئات الرطبة.

بعد الإخصاب ينمو الطور البوغي متصلًا بالطور المشيجي ومعتمدًا عليه غذائيًا. وفي كثير من الحزازيات يظهر على هيئة ساق دقيقة تحمل كبسولة تتكون فيها الأبواغ. وعندما تتحرر الأبواغ وتصل إلى بيئة مناسبة، تبدأ نموًا يقود إلى تكوين الطور المشيجي من جديد.

السرخس ذو الأوراق الكبيرة الذي نراه هو الطور البوغي. وتوجد في أنواع كثيرة منه تجمعات من الحوافظ البوغية على السطح السفلي للأوراق. وقد تبدو هذه التجمعات كنقاط أو بقع منتظمة، وهي تراكيب طبيعية للتكاثر وليست بالضرورة علامة على إصابة النبات بمرض.

ينمو البوغ ليعطي طورًا مشيجيًا صغيرًا، يكون في كثير من السرخسيات رقيقًا وأخضر وقريبًا من شكل القلب. يستطيع هذا الطور العيش مستقلًا في الظروف الملائمة، وينتج الأمشاج. وبعد الإخصاب ينشأ عليه نبات سرخس بوغي جديد يستقل عنه مع نموه. ويظل وجود الماء مهمًا لحركة الأمشاج الذكرية في هذه النباتات.

في النباتات الزهرية ومعراة البذور، مثل الصنوبر، يسود الطور البوغي، وهو النبات الذي نراه. أما الطوران المشيجيان الذكري والأنثوي فمختزلان للغاية. تمثل حبة اللقاح الطور المشيجي الذكري، بينما يتطور الطور المشيجي الأنثوي داخل البويضة النباتية؛ ويُعرف في النباتات الزهرية بالكيس الجنيني.

التلقيح ليس هو الإخصاب؛ فالتلقيح يعني انتقال حبوب اللقاح إلى الموقع المناسب لاستقبالها. أما الإخصاب فهو اتحاد الخلايا الجنسية لاحقًا. ويساعد أنبوب اللقاح على توصيل الخلايا الذكرية، لذلك لا يتطلب الإخصاب طبقة ماء خارجية تسبح خلالها الأمشاج كما يحدث في الحزازيات والسرخسيات.

يوضح هذا المفهوم كيفية اجتماع النمو والتكاثر وانتقال المادة الوراثية في دورة واحدة. كما يساعد على تفسير اختلاف النباتات في احتياجها للرطوبة ووسائل انتشارها وحماية أجنتها. ويسهم الانقسام الاختزالي والإخصاب في التنوع الوراثي، لكن تناوب الأجيال لا يعني تغير النوع من جيل إلى آخر، ولا علاقة له بتناوب فصول السنة.

لا يمثل تناوب الأجيال نفسه خطرًا صحيًا. لكن بعض حبوب اللقاح المحمولة بالهواء قد تثير استجابة تحسسية، فتسبب العطاس وسيلان الأنف وحكة العينين. وقد تسبب بعض الأبواغ، وخصوصًا أبواغ العفن الفطرية، أعراضًا مشابهة. ولا يعني ذلك أن كل نبات أو كل بوغ يسبب الحساسية، أو أن هذه الأعراض دليل على عدوى.

لا تحتاج الظاهرة البيولوجية إلى تقييم طبي. أما إذا تكررت أعراض الأنف أو العينين عند التعرض للنباتات أو الهواء الخارجي، أو أثرت في النوم والنشاط اليومي، فاستشر الطبيب لتحديد السبب والعلاج المناسب. اطلب تقييمًا أيضًا عند حدوث صفير أو سعال متكرر، خاصةً مع وجود الربو. وإذا ظهر ضيق نفس شديد أو تورم في اللسان أو الحلق، فاطلب الإسعاف فورًا، ولا تفترض أنها حساسية موسمية بسيطة.