Перенос пыльцы из пыльника на рыльце пестика называется опылением. Различают два вида опыления: перекрестное и самоопыление.
При самоопылении рыльце принимает пыльцу того же цветка либо другого, но той же особи. Возможно опыление в закрытых, нераспустившихся цветках (горох). При перекрестном опылении переносится пыльца от разных особей. Это основной тип опыления цветковых растений (яблоня, ива, огурец и др.).
Перекрестное опыление
Перекрестное опыление осуществляется естественным (насекомыми, птицами, летучими мышами, ветром, водой) и искусственным (производит человек) путями.
Приспособленность растений к опылению ветром проявляется в наличии голых цветков, либо невзрачных, слабо развитых околоцветников. Они лишены нектарников и запаха, пыльцы образуют много, она легкая, сухая, мелкая, рыльца длинные, с большой поверхностью для улавливания пыльцы (рожь, кукуруза).
Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется яркой окраской венчика, наличием нектарников, запаха (одуванчик, земляника). Пищей для насекомых являются нектар и пыльца. Окраска и запах служат для привлечения опылителей. Иногда цветки обладают запахом, характерным для самок насекомых того же вида. Это привлекает к ним самцов, которые и осуществляют опыление. Эволюция цветковых растений и их опылителей шла параллельно. Это так называемая сопряженная эволюция.
Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготность популяций, дает материал для естественного отбора и сохраняет самое выносливое потомство — носителей наиболее благоприятного сочетания генов.
Врачи, занимающиеся вопросами экологии и здоровья, подчеркивают важность перекрестного опыления и самоопыления для устойчивости экосистем. Перекрестное опыление, осуществляемое насекомыми и ветром, способствует генетическому разнообразию растений, что, в свою очередь, укрепляет их устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям. Самоопыление, хотя и менее разнообразное, позволяет растениям выживать в условиях ограниченного опыления. Двойное оплодотворение цветковых растений, при котором одна из половых клеток сливается с яйцеклеткой, а другая образует эндосперм, обеспечивает развитие семян и их питательных веществ. Врачи отмечают, что здоровые растения, полученные благодаря этим процессам, играют ключевую роль в производстве пищи и поддержании здоровья человека. Таким образом, понимание этих процессов важно не только для ботаников, но и для всех, кто заботится о будущем нашей планеты и здоровья населения.
Искусственное опыление
Искусственное опыление производит человек для повышения урожая или получения новых сортов растений. При этом для нанесения пыльцы на рыльце пестика используют разные способы. Так, у кукурузы, имеющей однополые цветы, пыльцу собирают, стряхивая верхушечные метелки мужских цветков в бумажные воронки. Затем собранной пыльцой посыпают выступающие на верхушке початка длинные рыльца женских цветков.
При искусственном опылении подсолнечника стебли двух соседних растений наклоняют так, чтобы можно было прижать цветущую поверхность одной корзинки к другой. Можно переносить пыльцу, поочередно прижимая руку в варежке из мягкой материи к цветущим корзинкам разных растений.
Для получения новых сортов растений с обоеполыми цветками необходима подготовка к искусственному опылению. Прежде всего из цветков растения, избранного в качестве материнского, еще в бутоне удаляют пыльники и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от попадания пыльцы. Через 2-3 дня, когда бутоны раскроются, наносят на рыльца пестиков заготовленную пыльцу другого сорта чистой сухой акварельной кисточкой, мягким поролоном или кусочком резинки, прикрепленными к проволоке.
Двойное оплодотворение у цветковых растений
После опыления происходит процесс оплодотворения, но для этого нужен ряд условий: пыльца должна не только удержаться на рыльце, но и прорасти через столбик, достигнуть семязачатка и обеспечить слияние мужских клеток с женскими.
Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.
Обычно на рыльце попадает множество пыльцевых зерен. Они, как правило, имеют шероховатую поверхность и удерживаются липкой кожицей рыльца. Кроме этого, при попадании совместимой пыльцы клетки рыльца выделяют вещества, стимулирующие ее прорастание.
Начинается прорастание пыльцевых зерен с набухания. Затем через специальные поры (каналы) в наружной оболочке пыльцевого зерна внутренняя выпячивается в тонкую пыльцевую трубку, куда переходят вегетативное ядро и спермин. Пыльцевые трубки всех совместимых зерен, удержавшихся на рыльце пестика, растут по столбику, направляясь к семязачатку. Одна из них обгоняет в росте другие и, достигнув пыльцевхода, проникает через него к зародышевому мешку и здесь изливает в него свое содержимое.
Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой — со вторичным ядром центральной диплоидной клетки. Вегетативное ядро разрушается еще до проникновения пыльцевой трубки в зародышевый мешок.
Двойное оплодотворение у цветковых растений открыл русский цитолог и эмбриолог растений С.Г.Навашиным в 1898г.
При наличии в завязи семязачатков в каждом из них происходит вышеописанный процесс двойного оплодотворения. Называется он двойным потому, что сливаются две мужские клетки с двумя клетками женского гаметофита. В дальнейшем после оплодотворения в цветке начинается развитие семени и плода.
Перекрестное опыление и самоопыление растений вызывают много обсуждений среди ботаников и садоводов. Первое обеспечивает генетическое разнообразие, что делает растения более устойчивыми к болезням и неблагоприятным условиям. Многие садоводы предпочитают перекрестное опыление, так как оно способствует улучшению качества плодов и семян. В то же время самоопыление, как у некоторых сортов фасоли или томатов, позволяет растениям размножаться в условиях ограниченного доступа к опылителям.
Двойное оплодотворение цветковых растений — уникальный процесс, при котором один из сперматозоидов сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой, образуя эндосперм. Это обеспечивает семена питательными веществами, что способствует их успешному развитию. Образование семян — завершающий этап, который обеспечивает продолжение рода растений и их адаптацию к окружающей среде. Таким образом, оба процесса играют ключевую роль в экосистемах и сельском хозяйстве, вызывая интерес и уважение к природе.
Образование семян
После оплодотворения внутри зародышевого мешка начинается быстрое митотическое деление триплоидного вторичного ядра, не имеющего периода покоя. Образуется большое количество ядер, затем между ними возникают, перегородки.
Эти вновь образовавшиеся клетки продолжают деление, заполняя всю полость зародышевого мешка питательной тканью — эндоспермом, который у одних растений полностью расходуется во время развития зародыша (бобовые, тыквенные), а у других — сохраняется в зрелых семенах (злаки). Одновременно происходит разрастание зародышевого мешка и семяпочки.
Формирование зародыша начинается с деления зиготы. После периода покоя зигота делится митотически на две клетки. Верхняя клетка, прилегающая к пыльцевходу, образует подвесок, отодвигающий нижнюю клетку в глубь эндосперма. Подвесок у одних видов растений остается одноклеточным, у других — делится поперечными перегородками и становится многоклеточным. Нижняя клетка разрастается в предзародыш семени сферической формы. Предзародыш делится на 4 клетки двумя перпендикулярными перегородками, затем каждая из этих клеток делится еще на две.
Сначала клетки более или менее однородны. По мере дальнейшего деления происходит дифференцировка клеток на зачаточный корешок, зачаточный стебель, зачаточные листочки (семядоли) и зачаточную почечку, окруженную семядолями. К этому времени семяпочка превращается в семя, ее покровы и остатки эндосперма образуют кожицу семени.
Таким образом, из оплодотворенной диплоидной яйцеклетки формируется зародыш семени, а из вторичной триплоидной клетки — питательная ткань — эндосперм, покровы семязачатка превращаются в покровы семени, а стенка завязи, разрастаясь, образует околоплодник.
Вопрос-ответ
Что такое перекрестное опыление и какие его преимущества?
Перекрестное опыление — это процесс, при котором пыльца одного цветка оплодотворяет яйцеклетку другого цветка того же вида. Преимущества этого метода включают увеличение генетического разнообразия, что способствует лучшей адаптации растений к изменениям окружающей среды и повышает устойчивость к болезням.
Как происходит самоопыление и в каких случаях оно наиболее эффективно?
Самоопыление происходит, когда пыльца с тычинок одного цветка попадает на его собственные рыльца. Этот процесс наиболее эффективен в условиях, когда опылители отсутствуют или когда растения растут в изолированных условиях. Самоопыление обеспечивает стабильность в размножении, но может привести к снижению генетического разнообразия.
Что такое двойное оплодотворение и как оно связано с образованием семян?
Двойное оплодотворение — это уникальный процесс, характерный для цветковых растений, при котором одна из сперматозоидов оплодотворяет яйцеклетку, образуя зиготу, а другая сперматозоида сливается с двумя полярными ядрами, образуя эндосперм. Этот эндосперм обеспечивает питательные вещества для развивающегося семени, что способствует его успешному развитию и прорастанию.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите особенности опыления различных растений. Понимание того, какие растения самоопыляются, а какие требуют перекрестного опыления, поможет вам правильно планировать посадки и повысить урожайность.
СОВЕТ №2
Создайте разнообразие в своем саду. Посадка различных видов растений, которые привлекают опылителей, таких как пчелы и бабочки, способствует улучшению перекрестного опыления и, как следствие, повышению качества и количества семян.
СОВЕТ №3
Обратите внимание на время цветения. Синхронизация цветения различных растений в вашем саду может увеличить шансы на успешное перекрестное опыление, так как опылители будут более активны в определенные периоды.
СОВЕТ №4
Изучите методы искусственного опыления. Если в вашем саду недостаточно опылителей, попробуйте использовать методы искусственного опыления, чтобы обеспечить успешное оплодотворение и получение семян.
