Tajemnice pyłków

Ziarno pyłku to mała, ale dobrze upakowana i opancerzona kapsuła, która zawiera gametofit męski (pokolenie płciowe) roślin nago- lub okrytozalążkowych. 

Rolą ziarna pyłku jest wykiełkować na znamieniu słupka, czyli wykształcić łagiewkę pyłkową, którą niczym tunelem, jądro plemnikowe może dotrzeć do zalążni i zapłodnić komórkę jajową. Aby to osiągnąć, u roślin okrytozalążkowych ziarno pyłku musi przedostać się z pylników, czyli miejsca, gdzie powstaje, na znamię odpowiedniego słupka. Drogę tę pyłek pokonuje niesiony wiatrem lub wodą, ale znacznie częściej na ciałach zwierząt – w szczególności owadów, które często są nim zainteresowane jako pokarmem. Oznacza to, że obok swojej roli reprodukcyjnej pyłek musi często pełnić także rolę nagrody kwiatowej, którą niektóre rośliny płacą za usługi zapylaczom takim jak pszczoły, muchówki czy chrząszcze. W takich przypadkach rośliny często wykształcają różne przystosowania, umożliwiające bardzo precyzyjne umieszczanie pyłku na ciele zwierzęcia lub utrudniające całkowite ogołocenie kwiatu z pyłku przez niewłaściwego owada. Niezwykłym rozwiązaniem są tu kwiaty soniczne, które aby uwolnić pyłek, muszą zostać wprowadzone w wibracje o określonej częstotliwości. Taką sztukę potrafią wykonać praktycznie wyłącznie trzmiele.

Pyłek stokrotki zwyczajnej

Ziarno pyłku stokrotki zwyczajnej. Wypustki ułatwiają przyczepianie się do owadów.
Zdjęcie z mikroskopu skaningowego SEM, powiększenie 28.000 x. (c) 2018 Centrum Nauki i Techniki EC1

Budowa pyłku jest zatem przystosowaniem do wypełniania jego funkcji biologicznej. Ściana ziarna pyłku, która ma chronić cenne wnętrze przed wysychaniem, przegrzaniem, promieniami UV czy atakiem bakterii i grzybów, jest wielowarstwowa. Składa się w dużej mierze z superwytrzymałego biopolimeru o skomplikowanym składzie chemicznym (sporopoleniny). Związek ten jest niezwykle twardy, stabilny chemicznie i praktycznie nie ulega rozkładowi przez grzyby czy bakterie, stąd możliwe jest długotrwałe utrzymywanie się ziaren pyłku w pokładach geologicznych. Wierzchnią warstwę ściany może tworzyć kit pyłkowy, który umożliwia zlepianie się ziaren i łatwiejsze przyleganie do ciał owadów. Nie występuje on jednak u większości roślin wiatropylnych. Na powierzchni znajdują się także różne substancje białkowe, które umożliwiają rozpoznawanie ziarna na znamieniu słupka i blokowanie jego kiełkowania w przypadku samozapylenia. Niestety, substancje te mogą także wywoływać reakcje alergiczne u ludzi. Z pozostałych warstw, najgrubsza jest egzyna, a jej urzeźbienie powoduje, że ziarna pyłku przybierają niekiedy niezwykłe kształty.

Ogromna różnorodność wielkości, form i kształtów ziaren odzwierciedla wzajemne pokrewieństwo różnych grup roślin. Na przykład gatunki z grupy dwuliściennych właściwych mają z reguły ziarna o wydłużonym kształcie, zaopatrzone w trzy powierzchniowe bruzdy lub pory. Najmniejsze ziarna pyłku, na przykład niezapominajki, mierzą nie więcej niż 5 µm średnicy. Rekordziści - należą do nich rośliny z rodziny ślazowatych lub dyniowatych - produkują ziarna ponad 60 razy większe. Takie zróżnicowanie oznacza nawet 100 000 razy większą objętość! Co ciekawe, nawet w obrębie jednego gatunku ziarna produkowane przez poszczególne rośliny mogą się różnić wielkością – jest tak na przykład u pierwiosnków.

Ziarna pyłku większości roślin są żółte, dzięki czemu kolor ten jest jednym z najpowszechniejszych sygnałów barwnych używanych do zwabiania zapylaczy. Zdarza się jednak także pyłek o barwie białej, niebieskiej, czerwonej czy brązowej.

Wielkość produkcji pyłku w kwiecie zależy zwykle od strategii zapylania. Najmniej, zaledwie kilkadziesiąt-kilkaset ziaren w kwiecie powstaje u roślin, których pyłek przenoszony jest przez wodę i u gatunków klejstogamicznych, których kwiaty w ogóle się nie otwierają (do zapylenia dochodzi w obrębie tego samego kwiatu). Rekordowe wyniki osiągają kwiaty roślin wiatropylnych oraz gatunków takich jak maki, u których pyłek stanowi jedyną nagrodę dla zapylaczy. W takich przypadkach jeden kwiat może wytwarzać nawet ponad 2,5 mln ziaren.

Przyjdź do Centrum Nauki i Techniki obejrzeć modele 3D pyłków na wystawie „Tajemnice pyłków”.

prof. Marcin Zych
Ogród Botaniczny Uniwersytetu Warszawskiego

Wystawę "Tajemnice pyłków" można oglądać w Centrum Nauki i Techniki EC1 w Łodzi od 9 października 2018 r. do 2 lutego 2019 r. Więcej informacji o wystawie.