Thụ phấn là gì? Quá trình và các hình thức thụ phấn?

1. Thụ phấn là gì? 

Thụ phấn là quá trình vận chuyển hạt phấn từ nhị (bộ phận đực của hoa) đến núm nhụy (bộ phận cái của hoa). Thụ phấn là bước quan trọng trong quá trình sinh sản hữu tính của thực vật có hoa, vì nó cho phép sự kết hợp thông tin di truyền giữa các tế bào sinh tinh và tế bào trứng. 

Thụ phấn có thể xảy ra theo nhiều cách khác nhau, như tự thụ phấn (hạt phấn và nhụy cùng một hoa), thụ phấn chéo (hạt phấn và nhụy ở hai hoa khác nhau), thụ phấn nhờ gió, thụ phấn nhờ động vật (như ong, bướm, chim, dơi…) hay thụ phấn nhờ con người. Thụ phấn có vai trò rất lớn đối với sự sống của loài người và hệ sinh thái, vì nó ảnh hưởng đến sự sản xuất và chất lượng của nhiều loại thực phẩm, hoa quả, gia vị, dược liệu và các sản phẩm khác. Thụ phấn cũng góp phần duy trì sự đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái của các loài thực vật và động vật.  

2. Vai trò của Thụ phấn:

– Sinh sản cây trồng và thực phẩm: Thụ phấn của cây trồng như cây lúa, cây ngô, cây trái cây và các loại cây thực phẩm khác là quá trình cần thiết để tạo ra trái cây, hạt giống và các phần ăn được của cây. Đó là nguồn cung cấp thực phẩm chính cho con người và động vật.

– Ảnh hưởng đến hệ sinh thái: Thụ phấn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì đa dạng sinh học và sự phát triển của hệ sinh thái. Bằng cách thụ phấn, các loài cây có thể tạo ra hạt giống mới và lan truyền di truyền từ thế hệ này sang thế hệ sau. Điều này giúp duy trì sự đa dạng sinh học trong môi trường tự nhiên và đảm bảo hệ sinh thái cân bằng.

– Cung cấp nguồn thực phẩm cho động vật: Thụ phấn cũng đóng vai trò quan trọng trong cung cấp nguồn thức ăn cho động vật. Các loài hoa khác nhau thu hút các loài côn trùng như ong, bướm và ruồi để thụ phấn. Động vật này sau đó có thể trở thành nguồn thức ăn cho các loài khác trong chuỗi thức ăn.

– Tạo ra môi trường sống: Các loài cây thụ phấn cũng góp phần vào việc tạo ra và duy trì môi trường sống của các loài sinh vật khác. Cây cung cấp bóng mát, cung cấp không gian sống và cung cấp lọc không khí, đóng vai trò quan trọng trong việc kiềm chế sự phát triển của đất và nước.

Vì vậy, thụ phấn không chỉ quan trọng cho sự sống của loài người mà còn là một phần không thể thiếu để duy trì cân bằng và sự phát triển của hệ sinh thái tự nhiên.

3. Quá trình thụ phấn gồm những giai đoạn nào?

Quá trình thụ phấn gồm có các giai đoạn sau:

– Giai đoạn hình thành hạt phấn và noãn: Hạt phấn là bào tử đực, chứa tế bào sinh tinh. Noãn là bào tử cái, chứa tế bào trứng. Hạt phấn và noãn được hình thành trong các cơ quan sinh dục của hoa, là bộ nhị và bộ nhụy.

– Giai đoạn chuyển hạt phấn: Hạt phấn được chuyển từ bao phấn (bộ phận đực của hoa) đến núm nhụy (bộ phận cái của hoa). Có thể thụ phấn từ hoa (trong cùng một hoa) hoặc thụ phấn chéo (giữa các hoa khác nhau). Các yếu tố thụ phấn có thể là gió, nước, động vật hay con người.

– Giai đoạn thụ tinh: Hạt phấn nảy mầm trên núm nhụy, tạo thành ống phấn. Ống phấn dài ra và xuyên qua bầu nhụy để đến với noãn. Tế bào sinh tinh trong hạt phấn di chuyển theo ống phấn và kết hợp với tế bào trứng trong noãn. Quá trình này tạo ra hợp tử, là cơ sở của hạt giống mới.

4. Các hình thức thụ phấn:

Có hai hình thức thụ phấn chính là: Tự thụ phấn và Thụ phấn chéo.

4.1. Hình thức tự thụ phấn:

Tự thụ phấn là quá trình phấn hoa từ cùng một cây rơi vào đầu nhụy hoặc noãn của chính hoa đó, dẫn đến sự kết hợp giữa các giao tử đực và cái cùng nguồn gốc. Tự thụ phấn có thể xảy ra trong cùng một bông hoa (tự phối) hoặc giữa các bông hoa khác nhau trên cùng một cây (thụ phấn khác hoa cùng gốc). Tự thụ phấn là một cơ chế sinh sản phổ biến ở nhiều loài thực vật, đặc biệt là các loài lưỡng tính, có cả hai giới tính trong một hoa. Để hiểu rõ hơn, ta có thể xem xét hai trường hợp tự thụ phấn sau:

– Tự phối: là khi phấn hoa từ bao phấn của một bông hoa được chuyển tới đầu nhụy của cùng một bông hoa đó. Đây là trường hợp thường gặp ở các loài hoa không mở ra (thụ phấn ngậm) hoặc có nhị hoa di chuyển để tiếp xúc với đầu nhụy (ví dụ: một số loài lan).

– Thụ phấn khác hoa cùng gốc: là khi phấn hoa từ bao phấn của một bông hoa được chuyển tới đầu nhụy của một bông hoa khác trên cùng một cây. Đây là trường hợp thường gặp ở các loài có nhiều bông hoa trên cùng một cành hoặc có các bông hoa nằm gần nhau (ví dụ: hoa hướng dương).

Tự thụ phấn là một cơ chế sinh sản phổ biến ở nhiều loài thực vật, đặc biệt là các loài lưỡng tính, có cả hai giới tính trong một hoa. Tự thụ phấn có ưu điểm là duy trì tính di truyền ổn định, không phụ thuộc vào các tác nhân thụ phấn bên ngoài và tiết kiệm phấn hoa. Tuy nhiên, tự thụ phấn cũng có nhược điểm là thiếu sự đa dạng di truyền, khó thích ứng với môi trường thay đổi và có nguy cơ suy thoái do nội phối. Các loài thực vật tự thụ phấn bao gồm một số loài lan, hoa hướng dương, bồ công anh, gạo, lúa mì, v.v.

4.2. Hình thức thụ phấn chéo:

Thụ phấn chéo là sự thụ phấn được thực hiện bởi hai cây khác nhau nhưng trong cùng một loài, sao cho hạt phấn của nhị hoa cây này phải rơi vào núm nhụy hoa của cây cùng loài khác để chúng được nảy mầm. Điều kiện diễn ra thụ phấn chéo là hoa lưỡng tính, có cả bộ phận sinh sản đực và cái. Thụ phấn chéo có thể diễn ra nhờ gió, côn trùng hoặc tác động của con người. Thụ phấn chéo mang lại nhiều lợi ích cho sự đa dạng sinh học, khả năng sinh sản và tiến hóa của cây trồng. 

Có hai hình thức thụ phấn chéo tự nhiên phổ biến là:

– Thụ phấn chéo nhờ gió: Đặc điểm của hoa thụ phấn nhờ gió là kích thước nhỏ, màu sắc không nổi bật, không có mùi hương và hạt phấn rất nhẹ. Hạt phấn được gió mang đi xa và rơi vào nhụy hoa của cây khác. Ví dụ về các loại cây sử dụng gió để thụ phấn chéo bao gồm thông, lúa, bạch dương, ngô, cỏ… Những loại hoa này có kích thước nhỏ, màu sắc không quá nổi bật và không có mùi hương đặc trưng. Hạt phấn của chúng rất nhẹ và dễ bay đi xa theo gió.

– Thụ phấn chéo nhờ côn trùng: Đặc điểm của hoa thụ phấn nhờ côn trùng là màu sắc rực rỡ, hương thơm quyến rũ, hạt phấn to và có gai. Hạt phấn bám vào cơ thể của côn trùng khi chúng đến lấy mật hoa và sau đó được mang đến nhụy hoa của cây khác. 

Ví dụ về các loại cây sử dụng côn trùng để thụ phấn chéo bao gồm táo, mận, lê, mâm xôi, dâu tây, đậu á, bí ngô, thủy tiên, hoa tulip, thạch thảo, hoa oải hương và hầu hết các loài thực vật có hoa. Những loài hoa này có màu sắc rực rỡ và hương thơm quyến rũ để thu hút sâu bọ như ong, bướm hoặc ruồi. Hạt phấn của chúng có kích thước to, có gai và dễ dính vào côn trùng khi chúng lấy mật hoa. Đầu nhụy của chúng cũng có chất dính để giữ chặt hạt phấn từ côn trùng.  

Thụ phấn chéo có ưu điểm là tạo ra sự đa dạng di truyền, tăng khả năng sinh sản và phân phối hạt giống, tăng sức sống lai và thích nghi với môi trường biến đổi. Tuy nhiên, thụ phấn chéo cũng có nhược điểm là tốn kém về chi phí, thời gian và công sức, dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường và có thể gây ra hiện tượng lai ghép không mong muốn.

5. Tác nhân của quá trình thụ phấn:

Quá trình thụ phấn trong thực tế được thực hiện nhờ vào các tác nhân khác nhau, bao gồm:

– Gió (thụ phấn hữu cơ): Nhiều loài cây có cơ chế thụ phấn dựa trên gió. Chúng sản xuất phấn hoa nhẹ, không màu và không có mùi để dễ dàng được mang đi bởi gió. Những loài cây như thông, bạch dương và lúa là ví dụ điển hình. Thụ phấn bằng gió thường không cần sự trung gian của động vật để chuyển giao phấn.

– Côn trùng (thụ phấn qua động vật): Hầu hết các loại hoa cần sự trung gian của côn trùng, chẳng hạn như ong, bướm, ruồi hoặc kiến, để thụ phấn. Các hoa thường có màu sắc sặc sỡ, hương thơm và mật hoa để thu hút côn trùng. Khi côn trùng bay từ hoa này sang hoa khác để thu nạp mật hoa, phấn hoa bám vào cơ thể của chúng và được chuyển đến các hoa khác, thực hiện quá trình thụ tinh.

– Nước (thụ phấn qua nước): Trong một số trường hợp, nước có thể là tác nhân thụ phấn. Các loài cây sống gần các khu vực nước, chẳng hạn như các loài thủy sinh, có thể thụ phấn thông qua việc phấn hoa rơi vào mặt nước và được nước chuyển động đưa đến bộ phận ho generative của cây khác.

– Động vật khác (thụ phấn qua các tác nhân khác): Ngoài gió và côn trùng, có một số tác nhân khác có thể tham gia vào quá trình thụ phấn. Động vật như chim, động vật gặm nhấm hoặc thậm chí con người có thể trung gian trong việc chuyển giao phấn từ hoa này sang hoa khác.

Tùy thuộc vào loài cây và môi trường sống, tác nhân thụ phấn có thể khác nhau. Một số cây có thể sử dụng nhiều tác nhân khác nhau để tăng khả năng thụ phấn và đảm bảo sự 

Tác nhân của quá trình thụ phấn có thể là gió, nước, côn trùng, chim hoặc con người. Tùy vào loại hoa và môi trường sống mà các tác nhân này có vai trò khác nhau. Thực vật hạt kín thường thụ phấn nhờ côn trùng, trong khi đó thực vật hạt trần thường thụ phấn nhờ gió.