wernalizacja

Wernalizacja — Jaryzacja, jarowizacja, wernalizacja – proces biochemiczny polegający na wykorzystaniu niskiej temperatury do pobudzenia kwitnienia roślin. Naturalnie wernalizacja zachodzi u wszystkich roślin dwuletnich i jednorocznych ozimych. Zwany inaczej jaryzacją lub jarowizacją.

Rozmnażanie się roślin
Rośliny, w zależności od gatunku, rozmnażają się bezpłciowo lub płciowo. Rozmnażanie bezpłciowe, inaczej wegetatywne, może następować poprzez podział organizmu (jedno- lub wielokomórkowego), zarodniki, pączkowanie, sadzonki, odkłady, rozmnóżki lub takie procesy i zabiegi jak regeneracja, przekształcanie pędów, transplantacja, hodowla in vitro protoplastów czy apomiksja (polega na wytworzeniu nasion bez zapłodnienia). Jest ono częste u roślin z rodziny różowatych, u chwastów, jednoliściennych, roślin wodnych i rosnących w środowiskach podmokłych. Rozmnażanie bezpłciowe to nic innego, jak podział ciała organizmu i powstanie samodzielnego osobnika.

Rozmnażanie płciowe, zwane inaczej generatywnym, zakłada istnienie haploidalnych komórek rozrodczych, męskich i żeńskich gamet, które wykształcają się w wyspecjalizowanych narządach układu rozrodczego. Rozmnażanie generatywne dotyczy przede wszystkim zwierząt, ale także części roślin oraz grzybów, które zdolne są do rozmnażania dwojakiego typu.

Powstanie gamet poprzedza podział mejotyczny. W świecie roślin rozmnażanie generatywne zachodzi u glonów, mszaków, paprotników jednakozarodnikowych, paprotników różnozarodnikowych, roślin nagozalążkowych oraz u roślin okrytozalążkowych.

W rozmnażaniu u roślin okrytozalążkowych decydującą rolę odgrywają kwiaty, które możemy podzielić na obupłciowe i rozdzielnopłciowe. Kwiaty obupłciowe zawierają zawsze zarówno słupki i pręciki – jeden osobnik posiada więc zarówno narządy rozrodcze męskie, jak i żeńskie. U kwiatów rozdzielnopłciowych pojedynczy kwiat zawiera, albo słupki, albo pręciki – do zapłodnienia dochodzi więc po skrzyżowaniu się materiałów genetycznych dwóch osobników.

Kwiaty rozdzielnopłciowe dzielą się ponadto na jednopienne oraz dwupienne. Do zapłodnienia dochodzi, gdy pyłek kwiatowy, będący wytworem gamet męskich, dostanie się na znamię słupka (jest to etap zapylenia, które może mieć charakter sąsiedzki, krzyżowy lub samozapylenia). Słupek następnie pęcznieje a wraz z nim rośnie komórka wegetatywna, która przekształca się w łagiewkę i wnika w szyjkę słupka, następnie dociera do zalążków, gdzie uwalnia plemniki, które łączą się z komórką jajową oraz komórką centralną. Odpowiednio powstaje z nich zygota oraz bielmo, stanowiące materiał odżywczy zawiązującej się rośliny. Zalążek przekształcany jest w wtedy w nasienie, a zalążnia w owocnię, z której wykształca się owoc.

Kwitnienie a wernalizacja
Kwitnienie, warunkujące tym samym możliwości rozrodcze części roślin rozmnażających się generatywnie, zależy od wielu czynników. Kwitnienie nie jest możliwe na etapie młodocianego wzrostu rośliny. Czasem jednak etap ten kończy się już po kilku dniach, w przypadku innych gatunków może zaś trwać kilkadziesiąt lat. Kwitnienie dzieli też rośliny na monokarpiczne (zakwitające raz w życiu) oraz polikarpiczne (zakwitające wielokrotnie podczas cyklu życiowego). Przechodzenie rośliny z fazy młodocianej do fazy dojrzałości przebiega przez trzy etapy. Pierwszym z nich jest indukcja kwitnienia. O ile niektóre kwiaty przechodzą z jednej fazy do drugiej automatycznie, o tyle wiele gatunków nie obejdzie się bez określonych warunków środowiskowych. Poszczególne gatunki mogą potrzebować do tego odpowiedniej ilości światła, u innych czynnikiem uruchamiającym fazę generatywną jest temperatura. Wiele gatunków nie zakwitnie, jeśli nie nastąpi okres niskich temperatur, czyli wernalizacja.

Przebieg procesu wernalizacji i dokładny wpływ czynnika termicznego na uruchomienie kwitnienia nie został jak dotąd dokładnie poznany. Wiadomo, że niska temperatura wpływa na przepuszczalność błon komórkowych rośliny i prawdopodobnie powoduje zmiany fizykochemiczne w stanie błon komórkowych, przede wszystkim w strukturze plazmolemy, co wpływa na jej receptory pobudzająco i powoduje rozpoczęcie cyklu przemian metabolicznych oraz hormonalnych, w wyniku których dochodzi do ekspresji genów kwiatowych. Wiadomo również, że percepcja bodźca zachodzi w merystemie wierzchołkowym i oddziałuje na DNA komórek stożka wzrostu. Hormon wytwarzany przez roślinę pod wpływem wernalizacji nazwano hipotetycznie wernaliną.

Różne gatunki roślin potrzebują różnej długości okresu niskich temperatur. Jeśli chodzi o wymaganą temperaturę, wernalizacja zachodzi w 0-10 stopni Celsjusza. Sama wernalizacja jest użyteczna w ogrodnictwie, w uprawie wielu warzyw, na przykład cebuli.