Опыление (перекрестное и самоопыление)

Самоопыление

При самоопылении пыльца из пыльников попадает на рыльце пестика того же цветка. У одних растений самоопыление является единственным видом опыления и происходит обязательно, а у других лишь в тех случаях, если не произойдет перекрёстного опыления (у зонтичных, колокольчиковых). Много самоопылителей среди культурных растений (горох, овёс, томат, лён, пшеница).

У некоторых растений (фиалка, кислица) наряду с ярко окрашенными раскрывающимися цветками имеются мелкие, нераскрывающиеся цветки, в которых происходит самоопыление, они получили название клейстогамных цветков. Образование клейстогамных цветков следует рассматривать как приспособление к размножению и образованию семян в том случае, если открытые цветки по какой-нибудь причине (отсутствие опылителей, заморозки и т.д.) семян не принесут.

Самоопыление свойственно растениям с двуполыми цветками. Большинства растений при опылении дают семена. К растениям самоопылителям можно отнести такие растения как ячмень, овес, горох, просо.

Самоопыление характерно для цветков, которые совсем не раскрываются, т.е. там, где невозможно перекрестное опыление. Таким образом, благодаря самоопылению, мелки невзрачные цветки дают семена.

Потомство, полученное от самоопыления, является мало прогрессивным. Таким растениям непосредственно угрожает вырождение. Поэтому у растений-самоопылителей мизерный процент цветков должен подвергнуться внутривидовому опылению. Полученные от него растения имеют несколько другие отцовские и материнские зачатки, их приспособительные способности больше, они выживают в процессе естественного отбора. Все это предусматривает сохранению вида.

Характеристики

Автогамия – опыление растений путем переноса зерен с тычинок на рыльце одного органа размножения. Другими словами, одна система самостоятельно осуществляет необходимый процесс. Аллогамия – перекрестный перенос зерен с тычинок одного органа на рыльце другого. Гейтоногамия предполагает опыление между цветками одной, а ксеногамия – разных особей.

Опыление (перекрестное и самоопыление)

Самой благоприятной по своему генетическому эффекту считается ксеногамия. Такое опыление цветковых растений способствует увеличению возможностей перекомбинации генетических данных. Это, в свою очередь, обеспечивает повышение внутривидового разнообразия, последующей приспособительной эволюции. Между тем, автогамия обладает немаловажным значением для стабилизации видовых признаков.

Перекрестное опыление

При перекрёстном опылении пыльца из пыльников попадает на рыльце пестика другого цветка. В результате этого соединяются наследственно разнородные гаметы, поэтому потомство получается более жизнеспособным, чем при самоопылении. Перекрёстное опыление биологически более совершенно и широко распространено в мире растений.

Для обеспечения перекрёстного опыления у растений в процессе эволюции выработался ряд приспособлений: автостерильность или самобесплодность (у вишни, груши, яблони); неодновременное созревание тычинок и пестиков (бобовые, зонтичные, сложноцветные и др.); разная длина тычинок и пестиков (губоцветные); образование однополых цветков (береза, ива, дуб).

Гибридизация

Перекрёстное опыление может происходить не только между особями одного вида, но и между разными видами и разновидностями. В этом случае происходит гибридизация, которая приводит к образованию половых гибридов со смешанной наследственностью.

Перенос пыльцы может осуществляться насекомыми, птицами, ветром, водой.

Опыление насекомыми. У растений, опыляемых насекомыми, цветки с ярким околоцветником, нередко имеют сильный запах. Мелкие цветки собраны в соцветия. Привлекают насекомых также нектар и пыльца, служащие для них пищей.

Перекрестное опыление зависит от внешних факторов: птиц, насекомых, ветра и воды.

Предлагаем ознакомиться  Лечение колита облепиховым маслом

Анемофилия – ветроопыление. Данное опыление характерно для растений у которых мелкие цветки часто собранные в соцветия. Цветки имеют достаточно много пыльцы. Пыльца сухая и мелкая, выбрасывается она наружу при помощи пыльника. При чем пыльник находится на длинных тонких нитях. Рыльца пестика широкие и длинные, высовываются из цветков, что способствует лучшему попаданию на них пыльцы.

Энтомофилия – опыление насекомыми. Растения, которые имеют нектар, аромат, цвет и размер цветков, липкую пыльцу с выростами опыляются насекомыми. Насекомые переносят пыльцу из одного цветка на рыльца другого цветка, обеспечивая, таким образом, опыление для двуполых растений. Например, маки, ромашки, калина, шалфей ,молочай, гречиха и др.

Опыление (перекрестное и самоопыление)

Орнитофилия – опыление птицами. Такое опыление характерно для тропических растений с яркими цветками птичкой колибри.

Опыление (перекрестное и самоопыление)

Гидрофилия – опыление водой. Водные растения, имеющие пыльцу и рыльце нитеобразной формы переносятся водой, или иногда слизнями. К водным гидрофильным растениям относят резуху, взморника, роголистку, наяда, элодею, рунию.

Приспособление растений к опылению

Метод опыления зависит от агентов переноса зерен и структуры цветка. Аллогамия и автогамия могут осуществляться с помощью одних и тех же факторов. Ими, в частности, выступают ветер, животные, человек, вода. Наибольшим разнообразием отличаются способы при аллогамии. Выделяют следующие их группы:

  1. Биологические – опыление растений осуществляется с помощью живых организмов. В этой группе выделяют несколько подгрупп. Классификация осуществляется в зависимости от переносчика. Так, осуществляется опыление растений насекомыми (энтомофилия), птицами (орнитофилия), летучими мышами (хироптерофилия). Существуют и другие способы – с помощью моллюсков, млекопитающих и пр. Однако они выявляются в природе достаточно редко.
  2. Абиотические – опыление растений связано с влиянием небиологических факторов. В этой группе различают перенос зерен с помощью ветра (анемофилию), воды (гидрофилию).

Способы, которыми осуществляется опыление растений, считаются адаптациями к конкретным окружающим условиям. В генетическом плане они менее важны, чем типы.

Рассмотрим первую группу способов. В природе, как правило, встречается энтомофилия. Эволюция растений и переносчиков пыльцы проходила параллельно. Энтомофильные особи легко выделяются среди прочих. У растений и переносчиков есть взаимные приспособления. В некоторых случаях они настолько узкие, что культура не в состоянии самостоятельно существовать без своего агента (или наоборот). Насекомых привлекает:

  1. Цвет.
  2. Пища.
  3. Запах.

Кроме этого, некоторые насекомые используют цветки как убежище. Например, они прячутся там ночью. Температура в цветке выше, чем у внешней среды, на несколько градусов. Существуют насекомые, которые сами размножаются в культурах. Например, осы-хальциды используют для этого цветки.

Искусственное опыление

В плодовом и декоративном садоводстве, овощеводстве, лесном хозяйстве применяется искусственное оплодотворение. Оно заключается в искусственном перенесении пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Другими словами искусственное опыление называется скрещивание. Селекционеры, применяя метод скрещивания, получают новые виды и сорта растений.

Приспособление растений к опылению

  1. Цвет.
  2. Пища.
  3. Запах.

Покрытосеменные растения опыляются обоими способами, при которых пыльцевые зерна непосредственно попадают на рыльца пестиков.
Рассмотрим опыление на примере винограда.

опыление растений

Для этого растения присущи два способа опыления – перекрестное и самоопыление. При самоопылении у винограда наблюдается клейстогамия.
Клейстогамия – опыление, с последующим оплодотворением. В основном для винограда характерно опыление ветром (анемофилия), так как строение цветка приспособлен к такому перекрестному опыления.

Предлагаем ознакомиться  Виола или Анютины глазки: выращивание из семян, когда сажать на рассаду, как ухаживать за цветком с нежными лепестками и интересными вариациями оттенков

Для винограда характерен переход от перекрестного опыления к самоопылению. Это способность сохраняет вид на протяжение многих столетий. Растения имея такую способность, будет всегда развиваться, и давать хороший урожай.

Селекционеры прибегают к искусственному оплодотворению. Это в своем роде напоминает перекрестное опыление, но уже не с помощью биотических и абиотических факторов, а с помощью антропогенных. Осуществляется искусственное оплодотворения с переносом пыльцы кисточкой или ватной палочкой, с предварительной изоляцией и кастрацией цветков.

Голосеменным растениям характерна анемофилия – перекрестное опыление ветром.
Рассмотрим опыление голосеменных растений на примере сосны.

При опыление сосны с мужской шишки пыльца попадает на семязачатки женских шишек. Пока шишка зеленеет, чешуйки срастаются и деревенеют, пыльца находится в состоянии покоя. Только на следующие лето пыльца начинает прорастать.

При прорастании пыльцы пыльцевая трубка подносит спермии до архегониев. Там один из спермиев непосредственно сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу. Вскоре из зиготы формируется зародыш. Семязачаток перерастает в семя.

Зародыш находится в эндосперме гаметофита, который накапливает питательные вещества.
Семена в шишках созревают спустя $1,5$ года от начала оплодотворения. Затем чешуйки раздвигаются и семена из шишки высыпаются. Семя имеет крылышко, которое способствует его распространением ветром.

Опыление (перекрестное и самоопыление)

Оплодотворение

Оплодотворение осуществляется, как правило, после опыления. У каждого растения оплодотворение осуществляется по-разному, чаще через пару недель, а иногда через год.

Оплодотворение – процесс обусловливающие слияния мужской и женской половых клеток. Во время опыления пыльца находится на рыльце.
Для оплодотворения, непосредственно, требуется чтобы, пыльца была созревшей и жизнестойкой, и зародышевый смешок был сформирован.

Развивается и растет пыльцевая трубка в направлении завязи, через рыльце и столбика. В завязи пыльцевая трубка проникает в семенной зачаток и достигает зародышевого мешка. Пыльцевая трубка, достигнув яйцеклетки, разрывается, и из нее выходят два спермия, а вегетативная клетка разрушается. Один спермий сливается с яйцеклеткой, другой с диплоидным ядром.

Орнитофилия

Опыление птицами наблюдается преимущественно в тропических районах. В редких случаях орнитофилия имеет место в субтропиках. К признакам цветков, привлекающих птиц, можно отнести:

  1. Отсутствие запаха. У птиц достаточно слабое обоняние.
  2. Венчик имеет в основном оранжевый или красный цвет. В редких случаях отмечается синяя или фиолетовая окраска. Стоит сказать, что птицы легко отличают эти цвета.
  3. Большое количество слабоконцентрированного нектара.

Птицы зачастую не садятся на цветок, а опыляют, зависая рядом с ним.

Хироптерофилия

Летучие мыши опыляют преимущественно тропические кустарники и деревья. В редких случаях они участвуют в переносе зерен на травы. Летучие мыши опыляют цветки ночью. К признакам культур, которые привлекают этих животных, относят:

  1. Наличие флуоресцентной белой или желто-зеленой окраски. Она также может быть коричневатой, в редких случаях фиолетовой.
  2. Наличие специфического запаха. Он напоминает секреты и выделения мышей.
  3. Цветки распускаются ночью либо вечером.
  4. Крупные части свисают с ветвей на длинных цветоножках (баобаб) либо развиваются непосредственно на стволах деревьев (какао).

Анемофилия

опыление цветков растений

Опыление приблизительно 20 % растений умеренной полосы осуществляется с помощью ветра. На открытых площадях (в степях, пустынях, полярных территориях) этот показатель значительно выше. Анемофильные культуры обладают следующими признаками:

  1. Мелкие невзрачные цветки, имеющие желтоватый или зеленоватый оттенок, часто не имеющие околоцветника. Если же он присутствует, то представлен в форме пленок и чешуй.
  2. Наличие многоцветковых соцветий. Такой “букет” может быть представлен повислой осью – сережкой.
    виды опыления растений
  3. Наличие пыльников на тычиночных тонких нитях.
  4. Достаточно крупные и зачастую перистые рыльца, выступающие за пределы цветка.
  5. Культуры одно- или двудомные.
  6. Образование большого количества пыльцы. Она сухая, мелкая, гладкая. Зерна могут иметь дополнительные приспособления (воздушные мешки, например).

Анемофильные культуры часто формируют большие скопления. Это значительно увеличивает шансы на опыление. В качестве примеров выступают березовые рощи, дубравы, заросли бамбука.

Гидрофилия

Такое опыление достаточно редко встречается в природе. Это обуславливается тем, что вода не является обычной средой обитания культур. У многих растений цветки находятся над поверхностью и опыляются преимущественно насекомыми либо с помощью ветра. К признакам гидрофильных культур можно отнести:

  1. Цветки мелкие и невзрачные. Они развиваются поодиночке или собираются в небольшие “букеты”.
  2. Как правило, цветки однополые. В качестве примеров выступают валлиснерия, элодея.
  3. В пыльниках стенка тонкая. В них отсутствует эндотеций. Часто пыльники имеют нитевидную форму. У некоторых культур они оплетают рыльце. Это способствует быстрому проникновению и прорастанию пыльцы.
  4. В зернах нет экзины. Это обусловлено тем, что пыльца находится в воде и ей не требуется защита от высыхания.
    приспособление растений к опылению

Автогамия

У 75 % растений присутствуют обоеполые цветки. Это обеспечивает самостоятельный перенос зерен без внешних носителей. Автогамия нередко бывает случайной. Это имеет место особенно при неблагоприятных условиях для переносчиков.

Предлагаем ознакомиться  Как и когда сажать дикий виноград на заборе

Автогамия базируется на принципе “лучше самостоятельное опыление, чем вообще никакого”. Такой тип переноса зерен известен у многих культур. Как правило, они развиваются в неблагоприятных условиях, на территориях, где сильно холодно (тундра, горы) или очень жарко (пустыня) и отсутствуют переносчики.

В природе, между тем, встречается и регулярная автогамия. Она постоянна и крайне важна для культур. К примеру, самоопыляются такие растения, как горох, арахис, пшеница, лен, хлопчатник и прочие.

Подтипы

Автогамия может быть:

  1. Контактной. При движении тычиночных нитей пыльники непосредственно касаются рыльца. Такая автогамия характерна для копытня, седмичника.
  2. Гравитационной. В этом случае пыльца попадает на рыльце с пыльников, располагающихся выше. При гравитационной автогамии, таким образом, действует сила тяжести. Это характерно для вересковых, грушанковых культур.
    опыление растений этап
  3. Клейстогамной. В этом случае опыление осуществляется в бутоне или закрытом цветке. Клейстогамия считается крайней степенью автогамии. Она может обуславливаться неблагоприятными факторами (высокая влажность или засуха). Клейстогамия может быть и регулярной, генетически закрепленной. К примеру, у фиалки удивительной в весеннее время появляются сначала нормальные цветки, но опыление в них не происходит, соответственно, не появляется плодов и семян. Впоследствии появляются клейстогамные органы размножения. Они не раскрываются и представлены в форме бутонов. Прорастание пыльцы происходит непосредственно в пыльниках. Трубка проходит сквозь стенку и достигает рыльца. В результате формируется коробочка с семенами.

Клейстогамия обнаруживается в разных систематических группах культур (в некоторых злаках, например).

Оцените статью
Садоводство
Adblock detector