Как сделать перекрестное опыление
Знал я, что Мичурин рекомендует в каждом крае создавать свои сорта плодовых деревьев.
Как это сделать?
Нужно посеять семена разных сортов яблонь и потом, когда они вырастут, отобрать из них самые лучшие растения.
Но если посеять обыкновенные семена, то будет мало пользы — за очень редкими исключениями вырастут дички с никудышными яблоками.
Чтобы создать новые хорошие сорта яблонь, Мичурин применяет метод гибридизации.
Он скрещивает между собою два разных сорта путем перекрестного опыления. С одного цветка переносит пыльцу на цветок другого дерева.
Получается сорт уже с теми качествами, которыми обладали родители. Правда, эти качества передаются не в равных долях от отца и матери, но все же можно добиться получить сорт с желанными качествами. От одного дерева можно взять его устойчивость против мороза, а от другого — способность давать вкусные, сладкие плоды.
Здесь, на Урале, очень важно создать такой сорт яблонь, который бы хорошо боролся с морозами.
Когда в Москве зимой устроили конкурс среди тридцати пяти сортов яблонь на морозоустойчивость, апорт не выдержал московского экзамена; у него вымерзло больше половины кроны, и он получил двойку.
А вот я хотел, чтобы апорт рос все же у нас, на Урале, хотя наш климат суровее московского. Нужно только сделать яблоню крепче, выносливее, чтобы она могла бороться с морозами. В этом мне может помочь только гибридизация — то есть скрещивание разных видов растений, чтобы получить новый, улучшенный вид.
Было у меня в саду дерево, которое выдержало и 43-градусные морозы, и сильные заморозки в марте. Это — гибрид хутора Благодатного. У него были грубые, но съедобные яблоки.
С ним-то вот и решил я скрестить свой апорт, у которого были крупные нежные плоды.
С нетерпением ждал я дня, когда зацветут мои яблони. Заготовил все необходимое для перекрестного опыления: кисейные мешочки, пинцет, лупу, пробирки, марлю, мягкую пробку.
Вот, наконец, настал желанный момент. На яблонях стали распускаться белые цветочки.
Взял я все необходимые инструменты, подошел к апорту, выбрал на нем несколько цветочков, еще не распустившихся, но более сильно развитых, и приступил к работе. Отогнул в сторону лепестки и пинцетом тщательно оборвал все тычинки, окружающие пестик, при этом старался не раздавить головки с пыльцой.
Потом осмотрел через лупу цветок и убедился, что пыльники удалены все, и что пыльцы в нем нигде не осталось. Тогда надел на цветок марлевый мешочек, стянул его продернутой в нем ниточкой так, что он плотно охватил веточку с цветком, и этой же ниточкой привязал его к ветке.
Так я подготовил цветок к предстоящему опылению. Теперь я был уверен, что он не опылится ни собственной пыльцой, ни чужой, случайно занесенной ветром или насекомыми с другой яблони. Такую подготовку сделал на нескольких цветках апорта.
Теперь надо было собрать уже готовую, зрелую пыльцу с цветков гибрида хутора Благодатного. На нем отыскать цветки, вполне распустившиеся с хорошо созревшей пыльцой.
Опять-таки с помощью лупы отыскал я такие цветки и пинцетом же оборвал с них мешочки с пыльцой. Мешочки положил в стеклянную пробирку, завязал ее марлей и поставил в комнате.
На другой день утром пошел я производить скрещивание. Цветки апорта сегодня уже совсем распустились. На рыльцах их пестиков увидел я через лупу клейкую влагу. Это признак зрелости пестика, он в это время сможет лучше принять пыльцу и оплодотвориться.
Погода помогала опылению. Солнце светило, было тихо, ветерок чуть колыхал листву. В тихую солнечную погоду опыление проходит гораздо лучше, чем в пасмурную.
Встряхнув стеклянную пробирку, я увидел, что на дне ее и стенках осела желтая пыльца. Тогда взял треугольником пробки пыльцу и перенес ее на рыльце пестика.
Цветок был опылен. Теперь может произойти оплодотворение.
Я взял марлевый мешочек и снова завязал им уже опыленный цветок. То же самое сделал я и с другими цветками апорта.
Вскоре появилась завязь. К осени в мешочках вызрели хорошие яблоки.
Когда яблоки уже стали загнивать, я извлек из них черные крупные ядра семян.
Это было в октябре. Земля еще не застыла. Я приготовил маленькую грядку и посеял гибридные семена.
Однажды, подбирая упавшие на землю яблоки, я заметил на апорте странные пятна.
В разных местах яблока шли полоски, как будто яблоко было подморожено, а затем оттаяло.
Разрезал я яблоко и на разрезе из полосок немедленно выступили капельки сока, как из арбуза.
С недоумением разглядывал я замечательное яблоко. Как мог получиться такой сочный, вкусный плод?
Взглянул на паспорт дерева и понял в чем дело.
Осенью перед заморозками мы вылили на приствольный круг апорта двадцать ведер воды. Дерево росло на возвышенном сухом месте, мы ожидали большой урожай и решили дать яблоне как можно больше влаги. Воду выливали не сразу, а постепенно, и она глубоко проникла в землю.
Мне было ясно, что передо мной лежало наливное яблоко, но не сплошь наливное, а частично.
Никогда в Свердловске я не ел наливных яблок. Они вырастают в более теплых краях, и на север их трудно привозить: они не выдерживают дальней перевозки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Для успешной завязи плода требуется либо процесс опыления, либо партенокарпия. О том, как помочь растению образовать плод и нужно ли это делать и пойдет речь.
Перекрёстное опыление, ксеногамия — тип опыления у высших растений. При перекрёстном опылении происходит перенос пыльцы из пыльников тычинок одного растения на рыльце пестика другой особи того же вида.
Самоопыление (автогамия) — тип опыления у высших растений. При самоопылении пыльца из пыльников переносится на рыльце пестика того же самого цветка или между цветками одного растения. К самоопыляемым растениям относятся горох, фиалки, пшеница, помидоры, ячмень, фасоль. Обычно самоопыление осуществляется в распустившихся цветках, но иногда в бутонах (горох). [1]
Партенокарпия (от греч. parth?nos — девственница и karp?s — плод), образование на растении плодов без оплодотворения. Такие плоды обычно бессеменные или содержат семена без зародышей. Партенокарпия известна у многих культурных растений: винограда, яблони, груши, тыквы, огурца, томата, мандарина, банана и многих др. В ряде случаев Партенокарпия — прочно закрепленный сортовой признак (сорта винограда с ягодами без семян). Растения, образующие только бессеменные плоды, могут размножаться лишь вегетативным путём (отводками, черенками, почками и т.п.). Разработаны методы опрыскивания растений слабыми растворами некоторых химических веществ, стимулирующих обильное образование бессеменных плодов, отличающихся мясистостью, сочностью и хорошими вкусовыми качествами. [2]
При выборе семян следует обращать внимание на описание процесса опыления для данного сорта.
Ручное самоопыление :
Цветы томата должны опыляться каждый день, для получения грозди. Гроздь это образование скопления мелких плодов, которые за 6 недель вырастут вполноценные томаты. В коммерческих теплицах для опыления используют шмелиные семьи.Одним из вариантов опыления в теплицах является электрическая зубная счетка. Просто прислоните щетку к стеблю за цветами и включите ее на 3-4 секунды. Можно так же воспользоваться сотовым телефоном в режиме вибрации. Делать это следует поздним утром или ранним вечером, когда уровень влажности в воздухе ниже, чем ранним утром. Следует знать, что цветки могут не опыляются также, при высокой температуре (выше 35°С) или, когда прохладно (12°С-14°С). Цветы томата чувствительны к отклонению чашелистика. Вы можете легонько ударить рукой по цветку и увидеть падающую пыльцу. Поместите лист черной бумаги за цветком, чтобы лучше видеть пыльцу.
Ручное перекрестное опыление :
Для опыления используют небольшие акварельные кисточки. Лучше те, которые сделаны из шерсти животных, так как натуральная щетина имеет чешуйчатую структуру, что помогает удерживать и переносить пылинки. Кисточки из синтетического волокна стоят дешевле и служат дольше, но в действии они не так эффективны.
Сначала обмахивают кисточкой тычинки с растения-отца, а потом пестик растения-матери. На черных волосках кисточки пыльца легко заметна, и липкий пестик женского растения быстро ловит на себя эти пылинки.
1. Растут большими скоплениями.
2. Созревают много пыльцы.
3. Пыльца сухая, мелкая.
4. Зацветают раньше, чем распустятся листочки, чтобы пыльца не задерживалась.
5. Цветки мелкие, невзрачные, обычно собраны в соцветия, не издают запаха.
6. Пыльники на длинных ножках свисают из цветка.
7. Крупные и пушистые рыльца, как и тычинки, высовываются из цветка.
8. Не имеют нектарников. В природе опыление многих растений происходит с помощью ветра.
Искусственное опыление
Самоопыление
– свойственно растениям, имеющим двуполые цветки. Большинство растений при самоопылении дают семена (ячмень, пшеница, просо, овес, горох), но некоторые не образуют семян (у ржи, риса, капусты). Перенос пыльцы с тычинок на рыльце того цветка называется самоопылением. У самоопылителей и тычинки, и пестики на одном цветке созревают одновременно. У растений в ходе длительного эволюционного развития выработались приспособления для перекрестного опыления, т.к. оно является прогрессивным. Образуется потомство с признаками материнского и отцовского организмов, а при самоопылении у потомства проявляются признаки лишь одного организма. Самоопыление ведет к снижению урожайности, к вырождению сорта.
Поэтому наиболее распространено перекрестное опыление и цветки большинства растений имеют приспособления, препятствующие самоопылению:
Содержание
Цветок
Цвето́к — сложный орган семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.
В определённую пору жизни зацветает каждое цветковое растение. После того, как цветок отцветает, на его месте развивается плод. В плоде развиваются одно или несколько семян. Размножение растений семенами называется семенным размножением. Все цветковые растения размножаются семенами, в том числе те, которые могут размножаться вегетативно.
Пестик и тычинки – главные части цветка. Вокруг пестика и тычинок расположен околоцветник. У вишни, например околоцветник состоит из листочков двух типов. Такой околоцветник называется двойным. Внутренние листочки – лепестки составляющие венчик. Наружние листочки – чашелистники – образуют чашечку.
Венчик цветка может состоять из нескольких несросшихся лепестков (как у вишни). У многих растений лепестки в нижней части срастаются в трубку (примула, паслен чёрный и др.).
Околоцветник считается простым, если все его листочки более-менее одинаковы, и здесь нет ни чашечки, ни венчика. Такой околоцветник чаще всего встречается у однодольных растений(лилия, тюльпан).
У многих растений цветки развиваются на тонких стебельках – цветоножках. На конце цветоножка обычно утолщается или расширяется в цветоложе. На нём размещаются все части цветка. Не у всех растений есть цветоножки.
Каждая тычинка имеет пыльник. Внутри пыльника созревает пыльца. Он расположен на тычиночной нити. Пестик имеет рыльце, столбик и завязь. В основании пестика находятся семязачатки(или семяпочки). После цветения, именно из них развиваются семена, а из завязи – плод.
Большая часть цветковых растений имеют как тычинки так и пестики. Такие цветки называются обоеполыми. У некоторых растений одна часть цветков имеет только пестики. Такие цветки называются пестичными. Другая часть цветков имеет только тычинки. Это тычиночные цветки. Такие цветки называются разнополыми.
Растения, на которых на одном растении развиваются пестичные и тычиночные цветки, называются однодомными (огурцы, кукуруза). Растения, у которых на одном растении развиваются только тычиночные цветки, а на других – пестичные, называются двудомными (тополь, ива, некоторые виды осок).
Соцветия
Соцве́тие (лат. inflorescentia) — группа цветков, расположенных близко друг к другу в определённом порядке.
Простые — соцветия, в которых на главной оси располагаются одиночные цветки и, таким образом, ветвление не превышает двух порядков (например, гиацинт, черёмуха, подорожник и др.).
Сложные — соцветия, в которых на главной оси располагаются частные соцветия, то есть ветвление достигает трёх, четырёх и более порядков (например, сирень, бирючина, калина и др.).
Кисть – отдельные цветки расположены один за другим на цветоножках, отходящих от общей длинной оси (ландыш).
Простой колос – цветки не имеют цветоножек (сидячие цветки), располагаются на общей оси соцветия (подорожник).
Сложный колос – на общей оси сидят несколько колосков, каждый из них образован несколькими цветками (рожь, пшеница).
Початок – от колоса отличается толстой. часто мясистой осью соцветия (кукуруза).
Простой зонтик – цветоножки выходят от вершины оси соцветия (примула).
Простые соцветия бывают сгруппированы в сложные.
Сложный зонтик – соцветие-зонтик, состоящее из нескольких простых зонтиков (морковь, петрушка).
Корзинка – многочисленные мелкие сидячие цветки плотно располагаются на поверхности плоской или конусовидной оси соцветия. Снаружи защищено зелёными листьями – обвёрткой (подсолнух, одуванчик).
Простое соцветие – кисть
Сложный колос. Пшеница
Сложный колос. Рожь
Сложное соцветие – плейохазий
Простой зонтик. Примула
Сложный зонтик. Морковь
Сложный зонтик. Петрушка
Корзинка. Подсолнечник однолетний
Перекрестное опыление насекомыми
Перекрёстное опыление – это перенесение пыльцы с цветка одного растения на цветки другого. Перекрёстное опыление может происходить разными способами.
Опыление насекомыми – обычно это пчёлы, осы, иногда муравьи, жуки, моли, мухи и бабочки. Насекомых в цветках привлекает сладкий нектар и пыльца. Пыльца цветков обычно крупная и очень клейкая.
Опыление при помощи животных – птицами (колибри, нектарницы, медоносы), летучими мышами, грызунами, некоторыми сумчатыми (в Австралии), лемурами (на Мадагаскаре).
Искусственное опыление – перенесение пыльцы с тычинок на пестики цветков при участии человека.
Признаки насекоопыляемых растений – крупные одиночные цветки, соцветия, в которые собраны мелкие цветки, яркая окраска лепестков и простого околоцветника, нектар и аромат. Есть цветки, которые раскрываются с наступлению сумерек. Эти цветки имеют сильный аромат. Их опыляют ночные бабочки.
Имеются в природе растения, которых опыляют только определённые насекомые. Львиный зёв опыляется только шмелями.
Нектар и пыльца служит пчёлам едой. Перелетая с цветка на цветок, они опыляют цветки. Поэтому ульи с пчёлами специально привозят в сады во время цветения. Пчёлы опыляют каждый цветок и урожай плодов повышается
Перекрёстное опыление ветром. Самоопыление
Опыление может происходить с помощью ветра. Такой способ опыления очень распространён у злаков, большинства хвойных и многих лиственных деревьев. Растения, опыляемые ветром чаще всего растут большими скоплениями.
У ветроопыляемых растений созревает очень много пыльцы. Большая её часть пропадает, не опыляя цветков. Большинство растений, опыляемых ветром цветут рано весной, до распускания листьев. Так, листья не мешают их опылению. У растений, опыляемых ветром всегда невзрачные, часто мелкие цветки, пыльники расположены на длинных свисающих нитях, мелкая, сухая пыльца.
Есть ещё один способ опыления – самоопыление. В таком случае, в ещё не раскрывшемся бутоне цветка пыльца попадает из пыльников на рыльце того же цветка. Когда бутон раскрывается, можно считать, что опыление уже произошло.
Искусственное опыление
Искусственное опыление — это перенесение пыльцы с тычинок на пестики цветков при посредстве человека.
Обычно пыльцу переносят чистой и сухой мягкой кисточкой. Иногда цветки растений, которых собираются опылять искусственно, готовят заранее. Осторожно открыв бутон, удаляют из них тычинки, для того, чтобы они не самоопылились. На бутоны одевают марлевые мешочки, чтобы ветер или насекомые не занесли пыльцу. когда бутоны распустятся, на рыльца наносят заранее приготовленную пыльцу.
Тычиночные цветки созревают раньше, чем пестичные цветки этого же растения. Но в безветренную погоду пыльца осыпается, и урожай получается низким.
Оплодотворение у цветковых растений
Для того, чтобы завязался плод, и развились семена, цветы растения должны опылиться, а затем должно произойти оплодотворение. Оплодотворение – это слияние двух половых клеток – гамет. Мужские гаметы у цветковых растений – спермии – очень мелкие. Женские гаметы – яйцеклетки – намного крупнее спермиев.
При опылении пыльцевые зёрна попадают на рыльца. Пыльцевое зерно одето оболочкой. Поверхность оболочки может быть гладкой, или неровной и покрытой разнообразными шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. У многих растений пыльцевые зерна в форме шариков.
На всей поверхности рыльца выделяется липкая жидкость, помогающая удерживать пыльцу. Пылинка, попадая на рыльце прорастает в очень тонкую и длинную пыльцевую трубку. Она прорастает между клетками рыльца, затем столбика и в конечном итоге врастает в полость завязи.
В этой полости находятся семязачатки (семяпочки). У разных растений число семязачатков в завязях различно. Оно может достигать от одного (пшеница, ячмень, рожь, вишня), до нескольких десятков (хлопчатник), и даже нескольких тысяч (мак).
Пыльцевое зёрнышко попадает на рыльце пестика и прорастает. Пыльцевая трубка растёт, и по ней из пыльцевого зерна перемещаются две клетки. Они имеют крупные ядра. Это спермии. Они всё время держатся вконце пыльцевой трубки.
Семязачатки находятся на внутренних сторонах стенок завязи и состоит из клеток. Каждый из семязачатков одет покровом, на вершине которого есть узкий канал – пыльцеход.
Пыльцеход ведёт в центральную часть семязачатка. Здесь находится ткань, состоящая из маленьких клеток с тонкими оболочками. В этой ткани развивается группа более крупных клеток, самая большая – яйцеклетка – находится ближе к пыльцеходу. Пыльцевая трубка врастает в семязачаток, и яйцеклетка сливается с одним из спермиев. Так происходит оплодотворение.
В группе относительно крупных клеток, есть самая крупная. С ней сливается самый крупный спермий. У цветковых растений происходит два слияния: один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой – с крупной центральной клеткой. Этот процесс называется двойным оплодотворением.
Образование семян и плодов
После оплодотворения яйцеклетка делится на две клетки. Затем эти две клетки снова делятся каждая на две и т. д. в результате многократного деления клеток развивается зародыш нового растения.
Самая крупная клетка семязачатка, которая слилась со вторым спермием, тоже делится так, как яйцеклетка. Из неё развиваются клетки эндосперма. В эндосперме накапливаются запасы питательных веществ. Этими питательными веществами эндосперм снабжает зародыш.
Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. В итоге, после оплодотворения из одного семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры(изменённый покров семязачатка) и зародыша(слияние яйцеклетки с первым спермием).
После того, как произошло опыление и оплодотворение, к завязи притекают питательные вещества. Затем завязь постепенно развивается в спелый плод. Из её стенок развивается околоплодник, который будет защищать семена от внешних неблагоприятных воздействий. Бывает, что в образовании плода принимают и другие части цветка.
Все спелые плоды можно разделить на сухие и сочные по характеру околоплодника. Односемянный плод образуется если в завязи одна семяпочка, многосемянный, если много почек. Плоды, у цветковых растений могут быть четырёх типов: сочные односемянные, сухие односемянные, сочные многосемянные и сухие многосемянные.
Когда семена созревают в сухих плодах (боб, стручок, разнообразные коробочки), околоплодник должен вскрыться, чтобы семена рассеялись. Некоторые коробочки и бобы разбрасывают семена.
Семена сухих многосемянных плодов имеют сильную семенную кожуру. Она защищает эти семена после того, как они высеялись из плода.
Односемянные сухие плоды (орехи, зерновки) не вскрываются, потому что эти плоды рассеиваются сами вместе с семенами. Их околоплодники разрываются только тогда, когда прорастают семена. У такого плода слабо развита семенная кожура, потому что околоплодник развит достаточно хорошо.
Семена сочных многосемянных и односемянных плодов распространяют поедающие эти плоды животные. Семена, развивающиеся в ягодах обладают хорошо развитой семенной кожурой. Семена костянок защищены косточкой – внутренним каменистым слоем околоплодника. Такие семена могут сохранить способность прорастать, пройдя через пищеварительную систему животного.
Плоды и семена имеют большое значение в жизни людей. Они – пища для людей, корм для животных, их используют в промышленности и медицине.
Содержание
С помощью перекрёстного опыления осуществляется обмен генами, что поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяции, определяет единство и целостность вида. При перекрёстном опылении возрастают возможности рекомбинации генетического материала, образуются более разнообразные генотипы потомства в результате соединения наследственно разнообразных гамет, поэтому получается более жизнеспособное, чем при самоопылении, потомство с большей амплитудой изменчивости и приспособляемости к различным условиям существования. Таким образом, перекрёстное опыление биологически выгоднее самоопыления, поэтому оно закрепилось естественным отбором и стало господствующим в растительном мире. Перекрёстное опыление существует у не менее 90 % видов растений.
Самоопыление по сравнению с перекрёстным опылением вторично, оно вызвано условиями среды, неблагоприятными для перекрёстного опыления и играет страхующую функцию, но с точки зрения эволюции является тупиковым путём развития.
Первые покрытосеменные растения, по всей видимости, были обоеполы, что способствовало самоопылению. Позднее растения выработали приспособления по его недопущению.
Разделение полов — существование растений одного вида, но разного пола: у одних растений образуются цветки только с андроцеем, у других растений — только с гинецеем.
Геркогамия, или херкогамия представляет собой пространственное разделение репродуктивных органов, когда при посещении насекомыми автогамия не может иметь место. Как правило, рыльце пестика выставляется из зева цветка на гораздо большее расстояние, чем тычинки и поэтому самоопыление в форме автогамии кажется невозможным. Тем не менее, у многих геркогамных растений самоопыление часто наблюдается в конце цветения, если по каким-то причинам не произошло перекрестное опыление. При этом происходит изгибание столбиков и тычиночных нитей, нередко обоюдное. В результате репродуктивные органы приходят в соприкосновение в пределах цветка или соцветия. Встречается у лилейных, ирисовых, ластовневых, губоцветных, гераниевых и многих других.
Самонесовместимость — приспособление растений по недопущению самоопыления, выражающееся в том, что при самоопылении число семян ничтожно по сравнению с числом семян при перекрёстном опылении.
Различают гомоморфную и гетероморфную самонесовместимость.
Перекрёстное опыление может осуществляться как биотически (с помощью живых организмов), так и абиотически (посредством воздушных или водных потоков).
Зоофилия среди цветковых растений распространена гораздо шире, чем анемофилия и гидрофилия: в Европе зоофильные растения составляют 70—80 %, анемофильные — около 20 %, гидрофильные — менее 1 % от общего числа видов. [4]
Весенний воздух наполнен цветочной пыльцой. Её частички настолько малы, что обычный человек этого не замечает. Необходимо проявиться сезонной аллергии, чтобы в перерывах между чиханием и кашлем положить начало пристальному рассмотрению каждого цветка. Если в мае понюхать ветку яблони или вишни, усыпанную бело-розовыми соцветиями, нос станет жёлтым и сообщит, что к опылению всё готово, поэтому жизнь будет продолжаться.
Основные термины
Природа разумно распределила роли: тычинки являются мужскими органами, пестики и семяпочки — женскими. Новая жизнь в виде семени образуется при условии удачного захвата пыльцы и своевременного оплодотворения. Выделяют два основных типа опыления растений:
- Во всех случаях, когда цветки свободно опыляются своей пыльцой, говорят об идиогамии или самоопылении. Вариантом считается форма гейтоногамии — соседственного опыления, когда в пределах одного растения пыльца на рыльце попадает от разных цветков той же особи. К самоопылителям относятся ячмень, пшеница, овёс, горох и просо — их бутоны не раскрываются до конца, но даже мелкие и невзрачные цветки дают полноценные семена. Самоопыление на постоянной основе считается тупиком развития, когда процессы микроэволюции затухают, а вид расщепляется на чистые линии.
- Участие специального посредника, который доставляет пыльцевые зёрна от тычинок к рыльцам пестиков между цветками различных особей, делает опыление перекрёстным или ксеногамией. Это основной тип размножения для однодомных и двудомных растений: в соцветиях обнаруживается разделение полов или в популяции равноправно сосуществуют одно- и двуполые цветки.
Обмен генами и интеграция возможных мутаций помогают виду лучше приспосабливаться к окружающей среде, поддерживают высокий уровень жизнеспособности популяции, отвечают за целостность и единство сообщества. Создаётся широкое поле деятельности для естественного отбора. Положительные и отрицательные стороны обоих типов приводятся в таблице:
| Наименование | Достоинства | Недостатки | Примеры |
| Самоопыление | Адаптация к неблагоприятным условиям. Позволяет оперативно восстановить популяцию однолетних растений | Малое количество семян. Слабое потомство | Кукуруза, пшеница, фиалка |
| Перекрёстное опыление | Разнообразие способов переноса пыльцы. Яркая окраска и сильный запах цветов | Зависимость от внешних факторов. Исчезновение опылителей сокращает популяцию. Особые требования к расположению и форме цветков | Маргаритка, лютик |
Если перекрёстное опыление происходит при помощи живых организмов, его считают биотическим, а насекомые или животные, участвующие в нём, носят название агентов опыления или опылителей. Биотическими считаются энтомофилия, зоофилия и искусственное опыление, во всех остальных случаях речь идёт об абиотических процессах — анемофилии и гидрофилии.
Энтомофилия — работают бабочки
Опылителями выступают насекомые: осы и пчёлы из улья, реже — муравьи, жуки, улитки, бабочки и мухи. Для этого двуполые растения стараются их привлекать: запасаются сладким нектаром, берут на вооружение приятные запахи, кричащую окраску и крупные размеры соцветий. Насекомые легко переносят липкую пыльцу с одного цветка на другой, обеспечивают продолжение рода калины и гречихи, ромашки и шалфея, молочая и мака.
Зоофилия — не обойтись без лемура
Процесс происходит при активном участии животных, относящихся к группе позвоночных. Различают орнитофилию, где роль агентов опыления играют птицы (нектарницы, близкие родственницы воробьёв, уникальные вертолётики колибри или медососы с особыми щёточками на языке) и хироптерофилию, когда за дело берутся насекомоядные летучие мыши, мелкие обезьяны, австралийские сумчатые грызуны или мадагаскарские лемуры. Зоофилией характеризуются тропические растения с яркими призывно окрашенными цветами.
Искусственный процесс
Для нужд овощеводства, плодового и декоративного садоводства или лесного хозяйства пыльцу с тычинок на пестики переносят специально обученные люди. Чтобы не отстать от матери-природы, они используют различные приспособления. Эти агротехнические приёмы широко применяются для скрещивания и получения новых видов и сортов растений.
Простейший пример — дополнительное опыление ржи: два человека хватаются за концы верёвки, растягивают их и движутся по ржаному полю, касаясь цветущих растений. От сотрясения пыльца осыпается с тычинок и легко оказывается на рыльцах пестиков. Существенно повысить урожайность позволяет обработка порядка 10% цветков, проведённая в первой половине сухого солнечного дня при температуре не выше +30 °C.
Анемофилия и гидрофилия
Гидрофилия — опыление с участием воды, а иногда ему на помощь приходят и слизни. Немногочисленные гидрофильные растения (элодея и взморник, наяда и руппия) имеют нитевидную пыльцу или рыльца, раскрывают пыльники под водой, где и создаются наилучшие условия для продолжения рода.
Значение опыления нельзя переоценить: ему отводится важнейшая роль в размножении любых цветковых растений — от малых причудливых форм до гигантских деревьев. До 80% представителей биологического царства относятся к биотическому типу опыления, а из оставшихся двадцати около 19% опыляются ветром.
Описание механизма
Цветковые растения получили своё название, потому что имеют морфологический орган — цветок, способный к половому размножению и привлечению опылителей. Для образования завязей, формирования плодов и развития семян первым условием является опыление, то есть перенос частиц пыльцы. Природа позаботилась о том, чтобы всё проходило успешно.
Но чаще всего опыление осуществляют разные насекомые. Чтобы привлечь внимание, растения окрашиваются в очень яркие цвета и источают сильный аромат. Если их размеры малы, они группируются в пышные соцветия или окружают себя разноцветными листьями — прицветником, как это делает мексиканская красавица пуансеттия. По сравнению с теми, что опыляются ветром, пыльцевые зёрна таких цветов обычно более крупные, шероховатые и клейкие, чтобы уверенно прилипать к насекомым.
Для привлечения опылителей медовые железы растений специально выделяют нектар — сок, богатый различными сахарами (в основном это сахароза и фруктоза). Кроме того, в состав входят:
- кислоты (аспарагиновая и глютаминовая);
- минеральные соли;
- ферменты;
- ароматические компоненты.
Нектары безобидных рододендронов, багульников, азалии и чемерицы содержат токсичные вещества, а ядовитых белены, болиголова, олеандра и наперстянки — относительно безопасны. Растения вырабатывают неодинаковые объёмы нектара, например, единичный цветок малины — чемпион в этом отношении, но для учёта общего количества продукта на заданной площади учитывают ещё и численность цветков в соцветии.
Осы, бабочки и шмели охотно употребляют нектар в пищу. Медоносныепчёлы, собирая и пряча его в соты улья, производят мёд. Акации специально выделяют сладкий секрет для привлечения муравьёв, защищающих древесину от зубов травоядных животных. Спектр опылителей может быть широким (эуфилия), подчиняться опылению несколькими родственными или только определённой жизненной формой (олигофилия) или требовать один вид насекомых (монофилия).
Если говорят, что опылитель обладает полилектией, это свидетельствует о чрезвычайно высоком уровне приспособленности к опылению, он способен обслуживать представителей различных семейств. Посещение ограниченной группы, состоящей из одного семейства или растений с однотипными соцветиями, свидетельствует о наличии олиголектии. В случае монолектии опылитель обязательно питается одним видом или родом растений и опыляет только их.
После этого наступает очередь оплодотворения, которое происходит у всех по-разному: чаще период длится несколько недель, но иногда для полноценного слияния половых клеток требуются месяцы. Пыльца, находящаяся на рыльце, для этого должна созреть, обладать достаточной жизнестойкостью и иметь сформированный женский гаметофит (зародышевый мешок). В него и проникает пыльцевая трубка, растущая в направлении завязи через семенной зачаток.
Оказавшись возле яйцеклетки, она спешит разорваться и высвободить два спермия: один соединяется с яйцеклеткой и даёт жизнь зародышу, второй сливается с диплоидным ядром, образуя триплоидную клетку и формируя эндосперм. Такое двойное оплодотворение позволяет получить семя, защищённое кожурой, а из завязи затем возникнет желанный плод.
Примеры в окружающей природе
От опыления зависит сохранение вида, поэтому так важно, чтобы всё проходило успешно. Растения, в отличие от животных, не могут самостоятельно передвигаться в поисках партнёра для размножения и вынуждены уповать на помощь союзников — ветра, воды или живых существ. Самоопыляющимся растениям присущи следующие отличительные признаки:
- цветки не имеют запаха и не выделяют нектара;
- пестики располагаются ниже тычинок;
- пыльца созревает ещё на стадии бутонизации, и опыление осуществляется в нераспустившемся цветке, как у гузмании или арахиса.
Мужские деревья двудомных тополя и облепихи интересны только цветками с пыльцой, а женские особи плодоносят. В случае тополя пушистые семена — продукт жизнедеятельности женских деревьев. Если высаживать для озеленения исключительно мужские черенки, можно навсегда избавиться от надоедливого пуха. Оранжевые плоды облепихи дают только женские кусты, но если рядом не посадить мужское растение, то урожая не будет, а обычное соотношение составит 10:1.
Читайте также: