שאלת המחקר

והפעם, שאלה מאת
פרופ' חיים רבינוביץ,
חבר המכון למדעי הצמח וגנטיקה בחקלאות של
הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית
של האוניברסיטה העברית בירושלים

כיצד מייצרים זרעים של אבטיח ללא זרעים?

אבטיח  ללא זרעים
צילום: wikipedia

מחזורי החיים של הצמח ושל בעלי-החיים כוללים העמדת הצאצאים. בממלכת הצמחים העילאיים -- הצאצאים הם הזרעים.

הפרי הנאכל של אבטיח, עגבנייה, תפוח וכיו"ב הינו שִחְלת הפרח שגדלה כדי לאפשר לזרעים להתפתח ולהבשיל בתוכה. אבקת הפרחים מפרה את הביציות המצויות בשחלה וזו מתחילה את גדילתה רק לאחר קליטת אותות הורמונאליים הנוצרים בסיומם המוצלח של תהליכי ההפריה -- מיד לאחר התחלת התפתחותם של העוברים (המצויים בתוך זרעים). די בגירוי ראשוני כזה לאפשר התפתחות השחלה לפרי. ניתן לתת גירוי כזה על-ידי טיפול חיצוני בחמרי צמיחה (חמרים סינתטיים בעלי פעילות דומה להורמונים הצמחיים), או על-ידי עוברים שנוצרו כתוצאה מההפריה אך הופלו בשל תכונותיהם התורשתיות. עוברים אלה מספיקים לייצר לפני הפלתם את ההורמונים הדרושים להנעת התהליך של התפתחות השחלה לפרי. שרידיהם של אותם עוברים בלתי מפותחים מצויים בפרי האבטיח הבשל ומראם כשל קליפות לבנות ריקות מתוכן.

אז כיצד מייצרים את הזרעים? (לחץ פה)

מרבית הצמחים ובעלי החיים מכילים בתוך הגרעין של כל תא שני מערכים זהים של כרומוזומים, האחד מן האב (מגיע עם האבקה או תא הזרע) ושני מן האם (נמצא בביצית). במהלך יצירתם של תאי המין של היצורים הללו, נפרדים זוגות הכרומוזומים הללו כך שכל תא זרע/אבקה וכל תא ביצית מכיל מערך שלם יחיד.

צמח הסתוונית מכיל רעלן הקרוי קולכיצין, הפוגע בתהליך ההפרדות הזה. תאי המין של צמחים שטופלו במינון הנכון ובזמן המתאים יכילו שני מערכים שלמים של הכרומוזומים.

המטפחים של אבטיחים חסרי זרעים יעניקו טיפול כזה לצמחים המיועדים לשמש נקבות, בהם גרגרי האבקה והביציות יכילו שני מערכים שלמים ולכן צאצאיהם יכילו 4 מערכים (שנים מן האב ושנים מן האם). תאי המין של צמחים אלה יכילו מחצית ממספר הכרומוזומים המצויים בתאים, כלומר – שני מערכים.

הביציות של צמחי הנקבה הללו יופרו באבקה של צמח אבטיח 'נורמאלי', כלומר כזה שתאי המין שלו מכילים מערך יחיד. החיבור בין הביצית בעלת שני המערכים לאבקה המכילה מערך יחיד יניב זרעים שהעוברים בתוכם מכילים שלושה מערכים. אלה הזרעים של אבטיח ללא זרעים. זרעים כאלה ינבטו, הצמחים יגדלו ויפתחו פרחים אך אינם יכולים להעמיד צאצאים פוריים. הפריה באבקה של צמחים פוריים תגרום להתפתחותם של עובריהם צעירים המפרישים טרם הפלתם את ההורמונים המשמשים אות לשחלה ומשרים את התפתחותה לפרי.

אבטיח
צילום: wikipedia