הצמחים החד-שנתיים (העונתיים) התאימו עצמם בצורה מדהימה לגידול באקלים בעל עונה יבשה (קיץ). הזרעים יכולים לשרוד בתנאי סביבה קשים ביותר ולהתעורר לחיים רק עם הגעת התנאים המתאימים לנביטה.
כתבה וצילמה: רקפת הדר-גבאי
חשיבותה של קבוצת הצמחים החד-שנתיים (או העונתיים בפי הגננים) בטבע הים תיכוני רבה, ובחלוקה על-פי מספר מינים - כ-50% מצמחי הארץ הם חד-שנתיים.
עם בוא עונת הגשמים מתעוררים זרעי החד-שנתיים שבקרקע, באזור המדברי והים-תיכוני, והם נובטים וצומחים במהירות. עם בוא עונת היובש, יוצרים הצמחים זרעים, מפזרים אותם ומתים. זוהי התאמה מעולה לגידול באקלים בעל עונה יבשה (קיץ), שבו צמח האם לא שורד ביובש ובחום. הזרעים, לעומת זאת, הם יחידות קיימא- גופים שמסוגלים לשרוד תנאי סביבה קשים ביותר בזכות מבנם החסין והתרדמה בה הם שרויים.
תרדמת זרעים היא מצב שבו בזרע כמעט ולא מתבצעת נשימה ורמת המיום (מהמילה מים) שלו נמוכה מאוד – כלומר, הוא כמעט ולא צורך אנרגיה. זרעים בתרדמה לא ינבטו גם אם מספקים להם את התנאים האופטימליים - מים, כמות מתאימה של חמצן וטמפרטורה מתאימה. התרדמה נשברת רק עם הגיע העונה המתאימה לנביטה. שבירת התרדמה נגרמת על ידי מכלול רמזים סביבתיים (אורך הלילה, טמפרטורה, והצטברות שעות של קור) . הרמזים מדויקים מאוד והינם הגורם העיקרי ביכולת ההישרדות של הצמח. הם גורמים לנביטה בטבע רק לקראת עונת הגשמים או עם חלוף סכנת הקפיאה (תלוי באקלים).
בזמן הנביטה מתרחשת במספר השעות הראשונות כניסת מים לתוך הזרע, הידועה בשם מיום (imbibition) והיא פיזיקלית. הזרע מתנפח פי כמה מגודלו המקורי אך עדיין לא מעלה את קצב נשימתו. בשלב זה ניתן עדיין לייבש את הזרעים, הם יחזרו לגודלם הקודם ולא ינזקו. בעתיד, ניתן יהיה להנביטם שוב. אך אם שלב פיזיקלי זה מסתיים והזרע החל לנשום ולפרק חומרים בתוכו, לא ניתן לייבשו כי הוא ימות. אורך שלב זו שונה מצמח לצמח.
פירות וזרעי הצמחים החד-שנתיים מבצעים ניטור של כמות הגשם היורדת ותדירותה. מדידה כזו חשובה ביותר באקלים הים התיכוני והמדברי האי-ודאי. אם זרע ינבוט לאחר אירוע גשם חד-פעמי הוא יכמוש במהירות אם תהיה עצירת גשמים.
* צמחי הכפיות השעירות (Carrichtera annua)
הינם דוגמה לצמחים המבצעים מדידת גשם. הםשייכים למשפחת המצליבים וקרובים ל"סלסלי הכסף" (מללנית ריחנית) ולמנתור, תפוצתם מדברית. פירותיהם מורחבים בקצותיהם למבנה כעין כפית. הכפית קולטת את מי הגשם ומגיבה בהתאם. אם כמות הגשם קטנה ויורדות רק טיפות בודדות, הכפית לא מתמלאת. אם יורד יותר גשם הכפית מתמלאת וחלקי הפרי מתרככים ומאפשרים פתיחתו. אז ניתזים הזרעים ונופלים על הקרקע. אם הגשם ימשיך לרדת הזרעים יקלטו מים ואז תתרחש תפיחה ונביטה. כפיות שלא התמלאו באירוע גשם מסוים, נשמרות סגורות כרזרבה.
* הכרבולת המצויה (Onobrychis squarrosa) (משפחת הפרפרניים)
נפוצה בארצנו באזור הים תיכוני, ושכיחה כעשב בגינות. הפירות הם תרמילים בעלי תוספות קוצניות. בכל פרי של הכרבולת מצויים שני זרעים. לכל זרע עובי קליפה שונה. בימי הגשם הראשונים, חודרים המים לפירות המפוזרים על הקרקע. קליפת הזרע המרוחק יותר מעוקץ התרמיל דקה יותר, המים נכנסים אליה בקלות, והזרע תופח ונובט. קליפת הזרע השני תמיד עבה יותר, ובדרך-כלל כמות המים בגשמים הראשונים לא מספיקה כדי לחדור את הקליפה.זרע זה נותר כרזרבה בקרקע וינבוט מאוחר יותר בעונה, עם רדת גשמים נוספים, או בשנה העוקבת. בצורה זו מתקיים שימור של המין. אם תהיה שנת בצורת לאחר הנביטה, נשמרים הזרעים בעלי הקליפה העבה לזמנים טובים יותר.
קליפת הזרע של זרעי משפחת הפרפרניים עבה במיוחד. רק מים שהצליחו לעבור את הקליפה יגרמו לנביטה. צמחי הבר השייכים לסוג תורמוס ממשפחת הפרפרניים הם נאים מאוד ומבוקשים באיקלום מקומי לגינון. בכל תרמיל נמצאים מספר זרעים (3-8) ולהם קליפות בעלי עובי משתנה. כדי לקבל נביטה אחידה של הזרעים, משרים את כולם במים חמים המרככים את הקליפה ומאפשרים כניסת מים.
כך מתגברים על המנגנון הטבעי המאפשר פיזור נביטה. בטבע חשיבות הקליפה העבה להישרדות המין היא קריטית ומאפשרת נביטה לאורך מספר שנים וסיכוי רב יותר להמשך קיום אוכלוסיות הצמח.
באזור הים תיכוני והמדברי מרובים הדגניים החד-שנתיים. הזרעים בדרך כלל מופצים כשהם עטופים בגלומות ומוצים של תפרחת הדגניים (חלקים אלה נזרים ברוח בשיטות הפרדה מסורתיות של זרעי דגניים). העטיפות הללו מכילות חומרים כימיים מעכבי נביטה. רק עם רדת כמות גשמים מספיקה, נשטפים המעכבים ונוצרת סביבה מתאימה לנביטה.
באזורים מדבריים בהם מתקיימות שנות בצורת רבות ברצף מצטברים בקרקע זרעי חד-שנתיים רבים. עם בוא שנה גשומה, נובטים רבים מהזרעים לאחר ששהו בקרקע זמן ממושך. בשנים כאלה המדבר מתכסה כולו בפריחה מדהימה וצבעונית שכמותה אין באקלימים אחרים.לעתים נוצר שטיח של מין מסוים שזרעיו "חיכו" הרבה שנים להזדמנות מתאימה. ניתן לצפות בשטיחי/משטחי פריחה כאלה בארצנו, בנגב ובמדבר יהודה, בשנים גשומות. בעולם ידועים משטחי הפריחה במדבריות דרום-אפריקה. שם מככבת הדו-זרעונית המפורצת (Dimorphotheca sinuata) במופעי פריחה אלה.
החצב המצוי פרח לפני בוא הגשמים ומבשיל כעת את זרעיו. אלה נובטים מיד, ללא תקופת תרדמה. זוהי התאמה אקלימית, עונת הגשמים קרבה ולא כדאית דחיית הנביטה. זרעי רוב המינים החד-שנתיים, לעומת זאת, מבשילים באביב שלאחריו תקופת היובש הארוכה, ואינם נובטים מיד, אלא נכנסים למצב תרדמה עד חלוף עונת היובש ותחילת החורף.
באזורים הטרופיים אין כמעט מיני צמחים חד-שנתיים. חד-שנתיות היא הסתגלות לעונתיות. בתנאים הטרופיים בהם אין עונות והתנאים קבועים יש עדיפות לצורות חיים קבועות כעצים ומטפסים. המשאבים לגידול מצויים תמיד ואין סיבה לשמירת המשך הקיום בזרעים כבחד-שנתיים.
טריוויה ומספרים
40% מהמשקל היבש של זרעים מסוימים הוא חלבון. חלבון זה הינו מחסן ליצירת חומצות אמינו עתידית שמתרחשת עם הנביטה.
100 שנים הוא הזמן שלאחריו שלושה מיני עשבים שמרו על חיוניות. שלושת מינים אלה הם היחידים שנבטו מתוך 20 הזרעים שנקברו על- ידי מדען בשם Beal ב-1879 בחול לח בתנאי אוורור.
7 מתוך 40 זרעים הוא מספר המינים שנבטו לאחר שנשמרו במשך כ-150 שנה בלבני טיט בבניינים היסטוריים בקליפורניה ובניו-מקסיקו.הזרעים קולפו מהלבנים ונבטו בהצלחה.
2000 (אלפיים!!) שנה הוא כנראה שיא השיאים בתחום זה השמור לזרעי נלומבו נאה "לוטוס המים" (Nelumbo nucifera). זרעים כאלה נמצאו על-ידי מדענים יפניים במרבץ כבול. תיארוך שלהם, שנעשה בשיטת פחמן רדיואקטיבי, הראה שהם בני יותר מ-2000 שנה. המדענים קילפו את קליפת הזרע וכולם נבטו בהצלחה.
בנק זרעים לשימור גנטי - הבנק מוקם במרכזי מחקר רבים בעולם. מחקרים הקשורים בו הינם בעדיפות עליונה כיום. רבים מהזנים ההיסטוריים של מיני התרבות והמאכל המגודלים כיום עומדים בפני הכחדה. מחקרים רבים מנסים לפענח את סוד אריכות הימים של זרעים כדי לאפשר שמירת זרעים המהווים מאגר גנטי לטיפוח עתידי של גידולים.
5% מים בלבד מצויים בחלק גדול מהזרעים. אחוז נמוך זה מונע פעילות מטבולית הדורשת מים ומסייע בשמירת התרדמה.
הטמפרטורה האופטימלית לנביטת זרעים היא 25º-30º.
להמשך קריאה על מורפולוגיה של צמחים