Опыление у цветковых растений - ЦВЕТОК. ПЛОД. СЕМЯ

Всем известно, что, если во время цветения садов идут дожди, урожая не будет. Почему? Причина простая — не было условий для опыления, пчелы под дождем не летали. Образованию плодов у цветковых растений предшествует опыление — перенос пыльцевых зерен (пыльцы) с тычинок на рыльца пестиков.

Научные открытия. Христиан Шпренгель, ректор гимназии в немецком городе Шпандау, каждую свободную минуту посвящал исследованию жизни растений. Около года он наблюдал в полях и на лугах за “живым общением” цветков и насекомых и пришел к выводу, что насекомые переносят пыльцу и опыляют растения. В 1793 г. Шпренгель выпустил в свет книгу “Открытая тайна природы в строении и оплодотворении цветков”, в которой убедительно доказал, что опыление является обязательным процессом в размножении растений.

Способы опыления. Различают самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца из пыльников попадает на рыльце пестика того же цветка (рис. 157). Самоопыление часто происходит еще в закрытом цветке — бутоне. Самоопыление характерно для арахиса, гороха, нектарина, пшеницы, риса, фасоли, хлопчатника и других растений.

Рис. 157. Схема самоопыления

При перекрестном опылении пыльца одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка. Переносчиками пыльцы при перекрестном опылении могут быть насекомые, ветер, вода (рис. 158). Насекомыми опыляются цветки яблони, сливы, вишни, мака, тюльпана и других растений.

Ветроопыляемыми являются осока, пырей, райграс, ольха, орешник, дуб, береза. У водных растений (элодея, валлиснерия) опыление осуществляется при помощи воды (см. рис. 158).

Рис. 158. Способы перекрестного опыления

В тропических широтах пыльцу с цветка на цветок могут переносить мелкие птицы (колибри) и летучие мыши (рис. 159). Птицами, например, опыляются эвкалипт, акация, фуксия, алоэ и другие растения.

Рис. 159. Опыление цветков птицей колибри (слева) и летучей мышью (справа)

Приспособления растений к разным опылителям. Растения имеют определенные приспособления к опылению разными опылителями. У насекомоопыляемых растений образуется много пыльцы — она служит питанием для насекомых. Поверхность пыльцевых зерен липкая или шероховатая, поэтому хорошо прикрепляется к насекомым. Многие растения имеют ярко окрашенные цветки, которые хорошо заметны на фоне зелени листьев. Одиночные цветки обычно крупные. Мелкие же цветки, как правило, собраны в соцветия. Цветки многих растений выделяют сахаристую жидкость — нектар, который также привлекает опылителей. Нектар образуется в нектарниках — специальных железках, которые располагаются в глубине цветков. Нектар потребляют бабочки, пчелы, шмели, колибри, некоторые виды попугаев и летучих мышей.

Многие цветки издают приятный аромат, который тоже привлекает насекомых (акация белая, роза, некоторые виды лилий, ландыш, черемуха и др.). Запах цветков может быть не только приятным, как у большинства декоративных растений, но и неприятным (для человека) — вроде запаха тухлого мяса, навоза. Такие запахи привлекают жуков, мух.

Биофакт. Некоторые растения опыляются только определенным видом насекомых. Например, цветки клевера, для которых характерно трубчатое строение, опыляются только шмелями, имеющими длинный хоботок. Шмели опыляют и цветки шалфея. Как только шмель залезает внутрь цветка за нектаром, тотчас из-под верхнего лепестка высовываются две тычинки на длинных тычиночных нитях и касаются спинки шмеля, обсыпая его пыльцой. Потом шмель перелетает на другой цветок, залезает внутрь, и пыльца с его спинки попадает на рыльце пестика.

У ветроопыляемых растений цветки многочисленные, мелкие и невзрачные, собраны в небольшие малозаметные соцветия. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению воздуха. Тычинки имеют длинные тычиночные нити, на которых свисают пыльники, как, например, у цветков ржи (рис. 160).

Рис. 160. Цветки ржи

Рыльца пестиков лохматые и длинные — так они лучше улавливают летающие в воздухе пыльцевые зерна. Цветки, опыляемые ветром, почти полностью лишены аромата, нектара и окраски. Пыльца у них легкая, мелкая и сухая.

У некоторых ветроопыляемых деревьев и кустарников цветки появляются до распускания листьев. Так, например, еще снег в лесу не сошел полностью, а лещина и ольха уже “пылят”. (Подумайте, с чем это может быть связано.)

► Перекрестное опыление в биологическом отношении более ценно. Как вы думаете почему? Вы уже знаете, что в пыльцевом зерне формируются мужские гаметы, а в завязи — женские. При их слиянии образуется зигота, из которой развивается новый организм. При перекрестном опылении зигота образуется из гамет, принадлежащих разным растениям, поэтому новый организм будет иметь признаки двух растений, а значит, и более широкий набор приспособительных признаков. Самоопыление в биологическом отношении менее “выгодно”, так как будущее растение, развивающееся после слияния гамет, повторяет материнское. При этом снижаются возможности появления новых приспособлений. В то же время процесс самоопыления не зависит от погодных условий и посредников, а, значит, осуществляется при любых условиях, часто даже в нераспустившихся цветках, и обеспечивает появление нового потомства.

Искусственное опыление. При выведении новых сортов растений для повышения урожайности человек проводит искусственное опыление — сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце цветка. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза, рожь), а в холодную или сырую погоду — насекомоопыляемые растения {подсолнечник).

Выводы.

Опыление — процесс переноса пыльцы с тычинки на рыльце пестика.

Предшествует оплодотворению.

Различают перекрестное опыление и самоопыление.

Перекрестное опыление может осуществляться ветром, насекомыми, водой, птицами, летучими мышами.

1. Какую роль в жизни растений играет опыление? 2. В чем сходство и различие ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений? 3. Почему перекрестное опыление распространено в природе шире, чем самоопыление?

Проведите наблюдение за цветением растений в вашей местности. Сделайте вывод, какие из растений являются ветроопыляемыми, а какие насекомоопыляемыми. Приведите краткое обоснование вашего вывода.