التلقيح الذاتي

التلقيح الذاتي هو شكل من أشكال التلقيح حيث تصل حبوب اللقاح إلى ميسم الزهرة (في النباتات المزهرة ) أو إلى بويضة النبات نفسه (في عاريات البذور ). أما التلقيح الخلطي فيُستخدم للحالة المعاكسة، حيث تنتقل حبوب اللقاح من نبات إلى آخر.

يوجد نوعان من التلقيح الذاتي: في التلقيح الذاتي ، ينتقل حبوب اللقاح إلى ميسم الزهرة نفسها؛ وفي التلقيح الجيتوني ، ينتقل حبوب اللقاح من متك زهرة إلى ميسم زهرة أخرى على نفس النبات المزهر، أو من الكيس البوغي الصغير إلى البويضة داخل نبات عاري البذور أحادي المسكن. تمتلك بعض النباتات آليات تضمن التلقيح الذاتي، مثل الأزهار التي لا تتفتح ( التلقيح المغلق ) ، أو الأسدية التي تتحرك لتلامس الميسم.

إن مصطلح التلقيح الذاتي الذي يستخدم غالبًا كمرادف لا يقتصر على التلقيح الذاتي، ولكنه ينطبق أيضًا على أنواع أخرى من الإخصاب الذاتي.

قلة من النباتات تُلقّح نفسها ذاتيًا دون مساعدة عوامل نقل حبوب اللقاح (كالرياح أو الحشرات). وتُلاحظ هذه الآلية غالبًا في بعض البقوليات كالفول السوداني . وفي بقولية أخرى، فول الصويا ، تتفتح الأزهار وتبقى مُهيأة للتلقيح الخلطي بواسطة الحشرات خلال النهار. وإذا لم يحدث ذلك، تُلقّح الأزهار نفسها ذاتيًا عند انغلاقها. ومن بين النباتات الأخرى القادرة على التلقيح الذاتي أنواع عديدة من الأوركيد ، والبازلاء ، وعباد الشمس ، ونبات التريداكس . تتميز معظم النباتات ذاتية التلقيح بأزهار صغيرة غير ظاهرة نسبيًا، تُطلق حبوب اللقاح مباشرةً على الميسم، حتى قبل تفتح البرعم أحيانًا. وتستهلك النباتات ذاتية التلقيح طاقة أقل في إنتاج عوامل جذب الملقحات، ويمكنها النمو في مناطق تندر فيها الحشرات أو الحيوانات الأخرى التي قد تزورها، كما هو الحال في القطب الشمالي أو على المرتفعات العالية.

يحد التلقيح الذاتي من تنوع النسل وقد يضعف حيوية النبات . ومع ذلك، يمكن أن يكون التلقيح الذاتي مفيدًا، إذ يسمح للنباتات بالانتشار خارج نطاق الملقحات المناسبة أو إنتاج ذرية في مناطق انخفضت فيها أعداد الملقحات بشكل كبير أو كانت متغيرة بشكل طبيعي. ^{[ 1 ]}

يمكن أيضاً إتمام عملية التلقيح عن طريق التلقيح الخلطي . التلقيح الخلطي هو نقل حبوب اللقاح، بواسطة الرياح أو الحيوانات مثل الحشرات والطيور، من المتك إلى الميسم في أزهار نباتات منفصلة.

تتمتع كل من النباتات الخنثى والنباتات أحادية المسكن بإمكانية التلقيح الذاتي، مما يؤدي إلى الإخصاب الذاتي ما لم توجد آلية تمنع ذلك. ثمانون بالمئة من جميع النباتات المزهرة خنثى، أي أنها تحتوي على كلا الجنسين في الزهرة نفسها، بينما خمسة بالمئة من أنواع النباتات أحادية المسكن. أما النسبة المتبقية البالغة 15% فهي ثنائية المسكن (كل نبتة أحادية الجنس). تشمل النباتات التي تلقح نفسها ذاتيًا أنواعًا عديدة من الأوركيد وعباد الشمس. كما أن الهندباء قادرة على التلقيح الذاتي والتلقيح الخلطي.

تتمتع الأزهار ذاتية التلقيح بعدة مزايا. أولًا، إذا كان النمط الوراثي لنبات ما ملائمًا لبيئة معينة، فإن التلقيح الذاتي يُسهم في الحفاظ على استقرار هذه السمة في النوع. كما أن عدم الاعتماد على عوامل التلقيح يسمح بحدوث التلقيح الذاتي حتى في غياب النحل والرياح. يُعد التلقيح الذاتي أو التلقيح الخلطي ميزةً عندما يكون عدد الأزهار قليلًا أو متباعدة. خلال التلقيح الذاتي، لا تنتقل حبوب اللقاح من زهرة إلى أخرى، مما يقلل من هدرها. كذلك، لا تعتمد النباتات ذاتية التلقيح على عوامل خارجية، ولا يمكنها تغيير خصائصها، وبالتالي يمكن الحفاظ على نقاء سمات النوع. يُسهم التلقيح الذاتي أيضًا في الحفاظ على الصفات الأبوية، حيث تتطور الأمشاج من الزهرة نفسها. ليس من الضروري أن تُنتج الأزهار رحيقًا أو رائحةً أو أن تكون زاهية الألوان لجذب الملقحات.

تكمن عيوب التلقيح الذاتي في نقص التنوع الذي لا يسمح بالتكيف مع البيئة المتغيرة أو هجوم مسببات الأمراض المحتملة. قد يؤدي التلقيح الذاتي إلى ضعف النسل الناتج عن التزاوج الداخلي بسبب ظهور طفرات متنحية ضارة، ^{[ 2 ]} أو إلى تدهور صحة النوع نتيجة لتزاوج الأفراد ذوي القرابة. لهذا السبب، تمتلك العديد من الأزهار التي يُحتمل أن تُلقح نفسها ذاتيًا آليةً مُدمجةً لتجنب ذلك، أو تجعله خيارًا ثانويًا في أحسن الأحوال. لا يمكن القضاء على العيوب الوراثية في النباتات ذاتية التلقيح عن طريق إعادة التركيب الجيني ، ولا يمكن للنسل تجنب وراثة الصفات الضارة إلا من خلال طفرة عشوائية تحدث في الجاميت .

تُظهر حوالي 42% من النباتات المزهرة نظام تزاوج مختلط في الطبيعة. ^{[ 3 ]} في النظام الأكثر شيوعًا، تُنتج النبتة الواحدة نوعًا واحدًا من الأزهار، وقد تحتوي الثمار على أزهار مُلقّحة ذاتيًا، أو أزهار مُلقّحة خلطيًا، أو مزيج من أنواع النسل. يُعرف نظام تزاوج مختلط آخر باسم التزاوج المغلق ثنائي الشكل. في هذا النظام، تُنتج النبتة الواحدة أزهارًا مفتوحة، قابلة للتلقيح الخلطي، وأزهارًا مغلقة، ذاتية التلقيح إجباريًا. ^{[ 4 ]}

يُعدّ التحوّل التطوري من التلقيح الخلطي إلى التلقيح الذاتي أحد أكثر التحولات التطورية شيوعًا في النباتات. حوالي 10-15% من النباتات المزهرة تُخصب نفسها ذاتيًا بشكل أساسي. ^{[ 5 ]} فيما يلي وصف لبعض الأمثلة المدروسة جيدًا لأنواع ذاتية التلقيح.

ينتج عن الانقسام الاختزالي متبوعًا بالتلقيح الذاتي تنوع وراثي إجمالي ضئيل . وهذا يثير التساؤل حول كيفية الحفاظ على الانقسام الاختزالي في النباتات ذاتية التلقيح بشكل تكيفي على مدى فترات طويلة (أي لمدة مليون عام أو أكثر، كما هو الحال في نبات الرشاد الأذيني ) ^{[ 13 ]،} بدلاً من عملية الانقسام الاختزالي اللاجنسي الأقل تعقيدًا والأقل تكلفة لإنتاج النسل. ومن الفوائد التكيفية للانقسام الاختزالي التي قد تفسر استمراريته على المدى الطويل في النباتات ذاتية التلقيح، الإصلاح الفعال لتلف الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب الجيني. ^{[ 15 ]} ويمكن تحقيق هذه الفائدة في كل جيل (حتى عندما لا ينتج تنوع وراثي).

• عدم التوافق الذاتي : آليات وراثية تمنع الإخصاب الذاتي
• التكاثر
• تكاثر ذوات الفلقة الواحدة