راز زندگی در دل بذر:از خواب تا شکوفایی

بذر­ها همیشه برای زندگی و زیست انسان­ ها اهمیت حیاتی داشته­اند و انسان­های ماقبل تاریخ بذر­ها را برای تغذیه و تکثیر جمع آوری می­کردند. ظهور و گسترش تمدن­ ها را می­توان به تولید غلات نسبت داد. بذر­ها باید تا فراهم شدن شرایط مناسب برای جوانه زنی و رشد، در مقابل عوامل نامساعد محیطی مثل یخبندان، آتش، سیل، تغذیه حیوانات مقاومت کرده و تا مساعد شدن شرایط مناسب محیطی جهت جوانه زدن و رشد، زنده بمانند.

از نظر بیولوژی،  بذر، در واقع تخمک رسیده و بارور است. اما از نظر کشاورزی تعریف جامع­تری برای بذر ارائه می ­شود. به طور مثال در بیشتر گونه ­ها که شامل خانواده گرامینه  نیز می­ شود، بذر میوه ­هایی با تخمک منفرد است که خشک و شکوفا می ­باشد. در گروه دیگری از گونه ­ها، بذر یک میوه دو دانه است که خشک و ناشکوفا می­­ باشد.

در گیاهان تک لپه، آندوسپرم واحد اصلی و ساختمانی بذر است. آندوسپرم تک لپه ­ایها، از سلول­های پارانشیمی تمایز نیافته ­ای که دارای دیواره نازک و غنی از پروتئین هستند تشکیل شده و یا توسط سلول­ های زنده ­ای که همان آلورون می­ باشد، پوشیده شده است. در گیاهان  دو لپه ­ایی، تمام یا قسمتی از آندوسپرم جذب جنین و به خصوص لپه­ ها یا برگ­های بذر می­ گردد. پوسته بذر یا تستا، از پوشش یا پوشش ­های خارجی تخمک حاصل شده است که بافت مادری می­ باشد.

یک بذر رسیده دارای چهار جزء است که وجود هر کدام از نظر فیزیولوژیکی و اکولوژیکی برای حیات بذر ضروری است:

• پوسته بذر که پوشش محافظ آن است
• جنین که یک گیاه جنینی یا اسپورفیت است
• مواد غذایی و معدنی ذخیره که به اسپروفیت جدید تا زمان استقلال و بی نیازی غذا می ­دهد.
• آنزیم ­ها و هورمون­ هایی که برای هضم مواد غذایی ذخیره و ساختن بافت­ های جدید در گیاهچه در طول مدت جوانه زدن لازم هستند.

خواب بذر

اعضای تشکیل دهنده بذر، یک سیستم محافظتی را برای بذر به وجود می ­آورند که سبب می­ شود بذر در حالت سکون در برابر عوامل نامساعد محیطی مقاومت کند. در حالت سکون یا خواب، بذر غیر فعال، اما زنده است. در این شرایط بذر تا زمانی که شرایط مناسب برای جوانه زدن فراهم نباشد جوانه نمی­زند.

به بیان دیگر، خواب استراحت یا وقفه موقت در رشد گیاه بوده و عبارت از شرایطی است که با وجود مناسب بودن شرایط برای جوانه زنی، بذر برای مدت نامعلومی در حالت استراحت باقی می ماند. از نظر تکنیکی یک بذر وقتی در خواب است که از نظر فیزیکی و فیزیولوژیکی از گیاه مادر جدا شده باشد. بذری که به دلیل عدم فراهمی شرایط مطلبوب برای جوانه زنی در حالت استراحت به سر می برد، واژه سکون مناسب تر است.

بنیه گیاهک

بینه گیاهک(سرعت رشد) با افزایش طول مدت انبار داری بذر سریعاً کاهش می یابد. دوره های انبار کوتاه، تحت شرایط نامساعد، بنیه گیاهک را بیشتر از قابلیت حیات(قوه نامیه) تحت تاثیر قرار می دهد. میتوان بیان کرد که بنیه، پیش از قابلیت حیات از بین می رود. افزایش طول دوره انبارداری یا شرایط نامناسب دیگر ممکن است سبب حذف خاصیت انتخابی غشای بذر و متابولیت های آن شود.

انواع ساختمان ذخیره ­ای

گونه­ های گیاهی از ساختمان اولیه ذخیره غذا و مواد معدنی متفاوت هستند. دانه­ ها بر طبق ساختمانی که مواد غذایی در آن ذخیره می ­شوند به سه نوع تقسیم می ­شوند:

1. آندوسپرم ­دار: شامل گندمیان، گوجه فرنگی، کرچک، گندم سیاه
2. جنین ­دار: شامل بقولات و کاهو
3. پریسیپرم ­دار: قسمتی از بافت خورش که پریسیپرم نامیده می­شود، ذخیره دانه را تشکیل می­دهد.

ترکیب شیمیایی

بذر­ها صرف نظر از فرآیند تکثیر، از جنبه­ های دیگر نظیر غذا، تغذیه و ماده اولیه برای تعداد زیادی از فرآورده ­های گیاهی حائز اهمیت هستند. دانه­ ها، پروتئین، اسیدهای آمینه و سایر موادی که به طور کامل از نظر شیمیایی با بافت­ های رویشی متفاوتند؛ ذخیره می­ کنند. به طور مثال در دانه ­ها مقدار زیادی چربی وجود دارد در حالیکه در قسمت­های رویشی مقدار چربی پایین است.

کربوهیدرات­ ها

کربوهیدرات ­ها و لیپید­ها در اغلب گیاهان زراعی و وحشی ذخایر عمده بذر را تشکیل می­ دهند. دانه­ های غلات و حبوبات نشاسته(کربوهیدرات) ذخیره می­ کنند. حبوبات از نظر پروتئین غنی هستند. دانه­ های بعضی از گونه­ های گیاهی ممکن است دارای مقادیر قابل ملاحظه ­ای قند ساده باشند. دو نشاسته گلوکوزی آمیلوز و آمیلوپکتین معمولترین نشاسته ­های ذخیره ­ای هستند که هر دو زنجیره ­های طولانی از مولکول گلوکز هستند.

لیپید­ها

لیپید­ها ترکیباتی قابل حل در اتر، بنزن و کلروفرم و غیر قابل حل در آب هستند. لیپید یک عبارت کلی برای چربی ­ها و روغن­ ها است. روغن­ ها در درجه حرارت معمولی به صورت مایع هستند، اما چربی­ها جامد می­باشند.

پروتئین ­ها

پروتئین ­ها ذخیره ازت بذر هستند. پلیمرهایی از اسید­های آمینه که توسط پیوند­ها پپتیدی به یکدیگر متصل شده و برای رشد گیاهچه ضرورت دارند. ترکیب اسید آمینه در ذخایر پروتئینی دانه با ترکیب آنها در برگ یا سایر بافت ­های رویشی متفاوت است. پروتئین­ های دانه معمولاً در یک یا بیش از 3 اسید آمینه اصلی یعنی لایسین، تریپتوفان و متیونین بسته به رقم و گونه­ ی گیاهی دارای کمبود می ­باشند.

نیازهای جوانه زنی

وجود آب، درجه حرارت وهوای مناسب و همچنین اکسیژن برای جوانه زدن بذرهایی که رسیده اند و در حالت خواب نیستند ضروری است. بذرها ممکن است در طول مدت جوانه زدن چندین بار به طور متناوب تر و خشک شوند؛ این فرآیند معمولاً با کاهش قابلیت حیات همراه است و مقدار این کاهش بسته به گونه گیاه و تعداد دفعات تر و خشک شدن تغییر می کند.

جوانه زنی

از نظر علمی جوانه زنی یعنی شروع نمو فعال که سبب ترکیدن پوسته بذر و ظهور گیاهچه می­ شود. جوانه زدن شامل مراحل مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی زیر می­ شود:

1. آماس و جذب آب
2. آبگیری بافت­ ها
3. جذب اکسیژن
4. فعالیت آنزیمی و هضم
5. انتقال مولکول­های هیدرولیز شده به محور جنین
6. افزایش تنفس و ساختن مواد
7. شروع تقسیم سلولی و بزرگ شدن آنها
8. ظهور جنین

نتیجه گیری

جوانه زدن یعنی پاره شدن پوسته بذر و خروج ریشچه شامل مراحلی از قبیل جذب آب، ورود سریع اکسیژن، هیدرولیز مواد ذخیره و ساختن بافت های جدید است. بذر زنده ممکن است با وجود شرایط مناسب برای جوانه زدن، جوانه نزنند. این حالت را خواب بذر می گویند. عوامل مختلفی مثل نفوذناپذیری پوسته بذر(به آب یا اکسیژن)، وجود عوامل بازدارنده رشد موجب خواب بذر می گردند. با گذشت زمان و درجه حرارت بالا و رطوبت زیاد و یا هر دو با هم، قابلیت جوانه زنی و بنیه بذر از بین می رود. طول مدت عمر بذر ممکن است چند هفته تا چند قرن باشد که به شدت و نوع خواب و شرایط محیطی و انباری بستگی دارد.