נביטה

חמניות שלושה ימים לאחר נביטה

הנביטה היא התעוררותו של העובר לחיים פעילים, צמיחתו ויציאתו מתוך הזרע בצורת נבט. פעילות הצמיחה של העובר נפסקת בשעה שהוא מחובר עדיין לצמח-האם, ובמרבית המקרים היא מסוגלת להתחדש רק לאחר שהעובר ניתק מאמו. הנביטה היא אחד השלבים הקריטיים ביותר במחזור חייו של כל צמח ובפרט של צמחי בר. הזרע הבשל אינו נובט במצבו היבש, שכן אז הוא שרוי במצב מנוחה המתאפיינת בפעילות מטבולית נמוכה. כאשר תנאי הלחות, הטמפרטורה והאוורור מתאימים, הזרעים מתחילים לספוג מים ולתפוח, ובמקביל, גוברים בהדרגה כל התהליכים המטבוליים. חומרי התשמורת של הזרע מתפרקים, ומאבני הבניין שלהם הולכים ונבנים חומרי המבנה של הנבט. הכמות של חומרי המבנה האלה הולכת וגדלה תוך התחלקות מחודשת של התאים בעובר. מספר תאי העובר מתרבה, התאים גדלים בממדיהם והעובר צומח ויוצא מן הזרע בצורת נבט. כמעט תמיד, השורשון הוא האיבר הראשון הפורץ את קליפת הזרע; הוא גדל במהירות וחודר לקרקע, ואחר כך גדל ומתארך גם הנצרון. מבחינים בשני טיפוסים של נביטה: נביטה על-אדמתית ונביטה תת-אדמתית. בנביטה על- אדמתית, הפסיגים והנצר של הנבט מתרוממים מעל פני הקרקע, בגלל התארכות התת-פסיג. בנביטה תת-אדמתית, הפסיגים נשארים בתוך הקרקע ורק הנצר שמעליהם בוקע מתוכה, בגלל התארכות העל-פסיג. בנביטה של דגניים, למשל, מתפתח תחילה השורשון, ואתו מתפתחים שורשים אדוונטיביים שמקורם בבסיס הגבעול. אחרי השורשון, פורץ מן הזרע הנצרון העוברי כשהוא עטוף בחותלת. בראשית התפתחות הנצר, גדלה החותלת בערך באותו קצב שבו גדלים העלים שבתוכה. אולם, צמיחת החותלת נעצרת בהשפעת האור כאשר היא מגיעה אל פני הקרקע. העלים האחרים, הגלולים בתוך החותלת, ממשיכים לצמוח ופורצים דרך החותלת. בדרך זו, החותלת יוצרת למעשה מעין צינור, שמאפשר לעלים האחרים לצמוח בקרקע ולבקוע מתוכה מבלי להינזק מן החיכוך בחלקיקיה.

תיאור התהליך

בתחילה סופח הזרע מים מסביבתו בפעפוע. בעקבות כך הזרע תופח וקליפתו נבקעת. התהליכים המטבוליים, שהתרחשו בזרע באופן מינימלי, מתגברים. האנרגיה שהייתה אצורה בזרע הופכת לזמינה וחומרי התשמורת מתפרקים לצורך המשך התהליך. בהמשך חלה בעובר התרבות מהירה של תאים. התאים עוברים התמיינות ומתפתחים לשורשון ולנצרון אשר פורצים מהזרע. לרוב בוקע קודם כל השורשון ורק לאחר מכן הנצרון. השורשון תמיד יגדל כלפי מטה והנצרון כלפי מעלה, ללא קשר לזווית בה מונח הזרע. השורשון גדל ומפתח יונקות אשר מתחילות לקלוט מהקרקע מים וחומרי מזון. הנצרון גדל, בוקע מעל פני הקרקע, מצמיח עלים ומתחיל בתהליך ההטמעה. כעת הצמח נעשה עצמאי. תהליך הנביטה מושפע ממווסתי צמיחה, מווסתי הנביטה מתחלקים לשתי קבוצות: מעודדי נביטה ומעכבי נביטה. בין מעודדי הנביטה נמנים ג'יברלין, ציטוקינין ואתילן, אילו בין המעכבים - בעיקר ABA. הג'יברלין מווסת ומעודד נביטה, ומבטל תרדמה של עוברים הנגרמת על ידי חומרים מעכבים. הוא פעיל בראשית הנביטה ומפעיל, כנראה, אנזימים המעבירים מידע מן החומר התורשתי. לאחר מכן, במהלך הנביטה, מפעיל הג'יברלין אנזימים המעורבים בפירוק חומרי התשמורת ובהעברתם. הציטוקינין משפיע, כנראה, על ידי ביטול ההשפעה המעכבת של ABA. בצמחים שבהם שיעור הנביטה נמוך, משלבים פעילות של ציטוקינין וג'יברלין גם יחד להסרת עיכוב הנביטה. האתילן מעורר את תהליכי הנביטה בזרעים מסוימים, כמו: בתירס, באפונה ובשעועית. השפעתו רבה בעיקר כשהוא ניתן במשולב עם ציטוקינין, עם דו-תחמוצת הפחמן או עם הארה. החומצה האבציסית (ABA) מעכבת את הנביטה. במהלך ההתפתחות של פירות רבים עולה רמת ה-ABA. ייתכן, כי בדרך זו נמנעת נביטת הזרעים בתוך אותם פירות. לעומת זאת, נמצא שבמהלך ההכמנה יורדת רמת ה-ABA בזרעים. בעוברים של זרעי כותנה שלא התפתחו, נמצאה רמה גבוהה של ABA, ובעוברים שהתפתחו נמצאה רמה נמוכה. השריית זרעים בתמיסת ABA מעכבת את הנביטה. רק שטיפה או השריית הזרעים בתמיסה ללא ABA מסירה את העיכוב.

התנאים המתאימים

כדי שהזרע יתחיל לנבוט הוא צריך להיחשף לתנאים מסוימים הכוללים: רטיבות, תאורה, ריכוזי גזים וטמפרטורה.

• רטיבות: כמות המים בזרעים היא נמוכה מאוד. לכן רמת הפעילות בהם נמוכה, והם יכולים להחזיק מעמד בתנאים קיצוניים. כדי לנבוט הזרע חייב לספוח מים בכמות המספקת לגרום לתפיחתו עד לבקיעת הקליפה. בנוסף ממלאים המים תפקיד חשוב בתהליכים האנזימטיים של ניצול האנרגיה, ופירוק והרכבת החומרים.
• תאורה: למינים שונים של צמחים דרושה תאורה על מנת שיתחילו בנביטה.
• ריכוזי גזים: התהליכים השונים הכלולים בנביטה דורשים חמצן. לכן ריכוז החמצן באוויר הוא משמעותי. ריכוז החמצן הדרוש לנביטה הוא כ-21%, כמו ריכוזו באוויר. תוספת בריכוז החמצן משפרת את הנביטה, והפחתתו מאיטה אותה. ריכוז הפחמן הדו-חמצני פועל על הנביטה באופן הפוך.
• טמפרטורה: בין מיני צמחים שונים משתנות הטמפרטורות הדרושות לנביטה. אך לרוב מיני הצמחים הטמפרטורה האידאלית היא כ30^o צלזיוס.

התאמות מיוחדות

לזרעים שונים יש התאמה לאזור בו הם נפוצים. למשל לזרעים מדבריים שונים יש קליפה עבה, אשר מונעת מהם לנבוט מרטיבות קלה, ורק כאשר מגיע גשם רציני הם נובטים. בנוסף זמן החיוניות שלהם ארוך יותר משל צמחים לא מדבריים וכך הם יכולים להמתין זמן רב עד לַגשם הרציני.

השפעת גורמי הסביבה על הנביטה

גורמי הסביבה העיקריים המשפיעים על תהליך הנביטה הם: המים, הטמפרטורה, האוויר והאור. המים דרושים לתהליכי חילוף החומרים בזרע הנובט: לתהליך הנשימה וליצירת החלבונים. כדי לשטוף את החומרים המעכבים מן הזרעים הרדומים, דרושה כמות גבוהה של לחות. בדרך כלל, זרע אינו יכול לנבוט אם כמות המים שקלט לתוכו נמוכה מ-%50 ממסתו. השריית זרעים במים מגבירה את קצב הנביטה. זרעים של צמחים עשבוניים צריך להשרות במשך 24-8 שעות. זרעים של עצים זקוקים למשך השרייה ארוך יותר. הטמפרטורה משפיעה על קצב הנביטה ועל שיעור הנביטה. היא חשובה לוויסות תהליכי הנביטה ולגדילת העובר. לכל צמח יש טמפרטורה מיטבית, האופיינית לו. לרוב הזרעים באזור שלנו דרושה טמפרטורה של 30-20°C כדי לנבוט בשיעור גבוה. שינויי טמפרטורה בין היום ללילה, בתחום של 10°C, מזרזים נביטה של רוב הזרעים. אוורור טוב של הקרקע מאפשר חילוף גזים בין מצע הנביטה לעובר. האוורור חיוני למהלך הנביטה כי החמצן דרוש לעובר המתחיל בנשימה נמרצת מיד לאחר תפיחת הזרע. אוורור טוב חשוב גם לחילוף גזים בין האטמוספירה ובין הקרקע. מעטפות הזרע מפריעות לחמצן להגיע אל הזרע. כדי לאפשר נביטה של זרעים קשי נביטה מסירים תחילה את מעטפות הזרע, או מאחסנים את הזרעים במשך תקופה מסוימת כדי להגביר את כושר החדירות של המעטפות. האור משפיע על הנביטה של זרעים רבים. קרני האור יוצרות פעילות פוטוכימית בפיגמנט הנקרא פיטוכרום. הפיטוכרום יכול להיות במצב מעודד נביטה או במצב מעכב נביטה. לכן, יש זרעים שהחשיפה לאור מעודדת את הנביטה שלהם ואילו אצל אחרים החשיפה לאור מונעת את הנביטה.    

מקורות מידע

http://bioteach.snunit.k12.il

קישורים חיצוניים

• נביטה באתר סיקינג