Меню

Что происходит с растениями после опыления

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Опыление и оплодотворение растений. Половое размножение

Половое размножение характерно для большинства растений, за исключением некоторых водорослей.

Опыление – это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают перекрестное опыление и самоопыление (рис.1).

Рис.1 Виды опыления цветковых растений

При самоопылении происходит перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика в пределах одного и того же цветка.

В природе самоопыление происходит редко, зачастую еще в бутонах, до раскрытия цветка (пшеница, горох, фасоль, фиалка, томат). Главное преимущество самоопыления — оно не зависит от погодных условий и насекомых, поэтому осуществляется при любых условиях. Не все обоеполые цветки являются самоопыляющимися. Большинство растений дают полноценные семена только при перекрестном опылении.

Опыление, при котором пыльца тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого, называют перекрестным. Перекрестное опыление осуществляется насекомыми и ветром. Реже – птицами, летучими мышами и водой.

Строение цветков насекомоопыляемых растений разнообразно (вишня, слива, яблоня, сирень, роза и многие другие). Они имеют ярко окрашенный или белый венчик и сильный запах. Цветки крупные или собраны в соцветия.

Запах цветков и их яркая окраска привлекают насекомых. Пчелы, шмели, мухи, бабочки, жуки и муравьи питаются пыльцой и нектаром цветка. Нектарники, расположенные в глубине цветка, выделяют нектар до тех пор, пока цветок не завянет. Тело насекомого, пытающегося добраться до нектарников, обильно покрывается пыльцой. Перелетая с одного цветка на другой в поисках пищи, они переносят прилипшую к их телу пыльцу с тычинок одних цветков на рыльца пестиков других.

Опыление ветром возникло в процессе эволюции как приспособление к неблагоприятным условиям. Надежда на немногочисленных тогда мух, бабочек, пчел и других насекомых была слабой. Позже насекомых стало больше. Но наряду с насекомоопыляемыми растениями, существуют опыляемые ветром. Это многие злаковые травы лугов, степей и саванн, обитатели леса (береза, ольха, осина, дуб, орешник), пустынь и полупустынь (полыни, солянки) (рис.2).

У ветроопыляемых растений бывает очень много пыльцы. Она легкая, сухая и мелкая. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению ветра. Перистые рыльца пестиков приспособлены к улавливанию пыльцы. Тычиночные нити длинные и свисающие. Раскачиваясь на ветру, они распыляют зрелую пыльцу.

Большинство ветроопыляемых растений цветет до распускания листьев, что облегчает опыление. Но оно зачастую зависит от погоды. В облачные, дождливые дни осадки смывают пыльцу и тем самым снижают урожай.

Искусственное опыление осуществляет человек, перенося пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Такое опыление требует больших затрат времени и трудно осуществимо на больших площадях. Чаще всего к нему прибегают при выведении новых сортов.

Оплодотворение (рис.2) происходит после опыления.Пыльца, или пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, выделяющего липкую жидкость, прорастает, образуя длинную, тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка, постепенно удлиняясь, продвигается по столбику рыльца по направлению к завязи (нижняя, важнейшая часть пестика). В завязи образуются семязачатки (семяпочки). Снаружи они защищены покровами, а внутри находится зародышевый мешок, состоящий из нескольких клеток.

Рис.2 Процесс двойного оплодотворения

Одна из клеток в зародышевом мешке – яйцеклетка, это женская половая клетка (женская гамета). Другая – крупная центральная клетка.

В пыльцевой трубке находятся две маленькие мужские половые клетки (мужские гаметы) – спермии. Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка и врастает в него, один спермий сливается с яйцеклеткой. Слияние двух половых клеток (гамет) называется оплодотворением. Из оплодотворенной яйцеклетки впоследствии разовьется зародыш растения. Второй спермий сливается с крупной центральной клеткой. Из нее образуется ткань эндосперм. В клетках этой ткани накапливаются питательные вещества для развития зародыша. Покровы семязачатка превращаются в семенную кожуру. Таким образом два одинаковых спермия сливаются с двумя разными женскими гаметами. Происходит двойное оплодотворение (открыл у лилейных русский ученый в 1898 г. Г.Навашин). После оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется плод.

Опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика. Бывает самоопыление – внутри закрытого цветка (горох, пшеница) и перекрестное: насекомыми – цветки яркие, с запахом (яблоня, сирень, роза); ветром – цветки без околоцветника, распускаются до появления листьев, много мелкой легкой пыльцы (береза, дуб, полынь). Искусственное опыление проводит человек. После опыления происходит оплодотворение – процесс слияние мужских и женских половых клеток – гамет. Двойное оплодотворение – два спермия из пыльцы, достигнув завязи пестика по пыльцевой трубке, оплодотворяют две женские гаметы. При слиянии яйцеклетки и спермия образуется зародыш. При слиянии второго спермия и центральной клетки образуется эндосперм (запас питательных веществ). Из покровов семязачатка образуется кожура семени, а из стенки завязи пестика – плод.

Источник

Как опыление влияет на урожай

Бывает так, что плодовые деревья обильно цветут, но цветки быстро осыпаются, а деревья остаются без или с незначительным урожаем. Одна из причин – отсутствие опыления.

Читайте также:  Экзотические растения выращенные в квартире

Плодовым нужны опылители: где их взять?

Большинство сортов плодовых деревьев, особенно яблони и груши, самобесплодны и для завязывания (образования) плодов нуждаются в опылении другими сортами с помощью насекомых. Сорта-опылители должны обладать двумя основными свойствами: одновременно цвести с основными сортами и иметь много жизнеспособной пыльцы в тычинках цветков. К хорошим опылителям относятся: по яблоне – Антоновка обыкновенная, Анис серый и др., по груше Чижовская, Лада, Москвичка, по вишне – Склянка розовая, Шубинка, Владимирская , по сливе – Скороспелка красная, Венгерка московская . Для наиболее раноцветущих слив ( Скороплодная, Аленушка ) и особенно раньше всех зацветающего абрикоса очень хорошим опылителем является также рано зацветающая алыча.

Сколько нужно деревьев – опылителей?

Одного дерева-опылителя достаточно примерно на десять деревьев основных сортов. Они должны располагаться близко друг к другу, причем сорт-опылитель, как правило, сам хорошо опыляется основным сортом, и это явление называется перекрестным опылением.

Отсутствие в саду деревьев сорта-опылителя оперативно можно возместить прививкой в крону деревьев основного сорта одного-двух черенков сорта-опылителя, которые уже через 1 3 года (в зависимости от породы) будут успешно опылять основной сорт.

Следует отметить, что все-таки некоторые сорта бывают самоплодными, то есть способными образовывать плоды без опыления цветков другим сортом. К таковым относятся: по сливе – Тульская черная, Кубанская комета , Мирная, Яичная синяя, Синяя птица; по яблоне частично самоплодными являются Уэлси, Мелба и др. Однако и для этих самоплодных сортов опыление другим сортом будет также способствовать повышению урожая и его качества.

Что нужно для опыления?

Всем известно, что для переноса пыльцы нужны пчелы, при этом обычно имеют в виду домашних пчел, а вот о диких пчелах андреллах многие садоводы не знают. Культурные пчелы хорошо летают и опыляют только при хорошей погоде (температура воздуха около +20о, яркое солнце, отсутствие сильного ветра). При холодной, пасмурной, ветреной погоде, а такая погода в последнее время случается все чаще, пчелы не летают, и опыления, естественно, не происходит.

Источник

Пол растения. Условия формирования. Опыление.

Вопрос о формировании пола у растений относится к самым сложным и наименее изученным проблемам биологии развития растений. Вместе с тем, его изучение имеет непосредственное значение для разработки приемов повышения урожайности многих сельскохозяйственных культур, особенно у тех, которые образуют раздельнополые цветки.

Определение пола у растений

Под определением пола у растений понимается формирование признаков пола у клеток, органов или особей под воздействием как генетических факторов, так и условий внешней и внутренней среды. По наличию и степени развития генеративных органов цветки делят на обоеполые (гермафродитные) и однополые (раздельнополые). Последние бывают пестичными (женскими) или тычиночными (мужскими). Если на одном растении находятся цветки разных типов, то такие растения называют однодомными. Растения, имеющие на одних экземплярах пестичные цветки, а на других — тычиночные, называются двудомными. Интересно отметить, что только 4-5% видов растений двудомны. Представителями двудомных растений являются крапивные, хмель, облепиха, тополь, ива, щавель кислый, шпинат и др.

Процесс формирования пола происходит у растений в разные периоды его развития и определяется в основном влиянием внешних условий. Дело в том, что в отличие от животных организмов процесс формирования пола у растений подвержен большим колебаниям. Под действием различных причин может происходить даже полное превращение одного пола в другой. Это связано с регуляторными процессами, обусловленными действием факторов внешней среды, и внутренними изменениями метаболического характера.

Влияние внешних факторов на определение пола у растений

Многочисленные факты свидетельствуют о влиянии на проявление признаков пола у растений таких внешних воздействий, как влажность почвы и воздуха, температура, спектральный состав света, условия минерального питания. Так, появлению женских цветков и формированию женских растений у двудомных видов способствуют низкие температуры, высокая влажность, хорошее азотное питание. Появлению мужских цветков — высокие температуры, низкая влажность, калийное питание. Определение пола зависит также от длины дня. Доказано, что короткий день приводит к появлению большего количества женских особей. Длинный световой день действует противоположным образом.

Влияние фитогормонов на определение пола у растений

Исследования, проведенные на двудомных растениях (крапивные) и на однодомных с раздельнополыми цветками (кукуруза, огурцы) показали роль фитогормонов в формировании пола растения. Основной парой фитогормонов, контролирующих проявление пола у растений, являются гиббереллины и цитокинины. Гиббереллины принимают участие в формировании признаков мужского пола, а цитокинины и ауксины — женских признаков.

Уровень фитогормонов в растении определяется не только действием внешней среды, но и коррелятивными взаимосвязями между органами. Были проведены эксперименты по влиянию удаления части побегов или обрезки корней на формирование признаков пола. Удаление корней у крапивных способствовало увеличению числа мужских растений. Введение цитокинина в среду выращивания этих же растений приводило к образованию женских цветков. Предполагают, что цитокинины, образующиеся в корнях, передвигаясь в апекс (прим.: верхушка побега), включают программу, обусловливающую проявление женского пола, тогда как гиббереллины, образующиеся в листьях, включают программу, связанную с мужской сексуализацией. Однако если половая дифференцировка клеток уже началась, то воздействие фитогормонами не приведет к изменению направленности в формировании пола, предопределенного генетически. Развитие растений осуществляется по определенной генетической программе. Развертывание этой программы, в том числе проявление пола, старение и смерть организма, может в определенной мере контролироваться внешними условиями, через внутреннюю гормональную систему регуляции. Таким образом, развитие растений происходит при взаимодействии генетических потенций и факторов внешней среды.

Читайте также:  Рассада и посадочный материал саженцы растений

Опыление

Процесс переноса пыльцы с пыльника (мужской цветок) на рыльце пестика (женский цветок) называется опылением.

Однодомные растения имеют и мужские и женские цветки на одном растении. Например, кукуруза – мужские цветки собраны на верхушке метелкой, а женские — на стволе початками. Опыление у кукурузы происходит при помощи ветра.

Томаты, баклажаны и многие зерновые культуры относятся к самоопыляемым растениям. Например, цветки томата имеют и пестики, и тычинки. Тычинки срослись так, что в большинстве случаев пестик оплодотворяется собственной пыльцой (факультативное самоопыление).

Двудомные растения устроены так, что на мужских растениях имеются только мужские цветки с тычинками и пыльцой, а на женских – женские цветки с пестиками. Если перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей, такое опыление называется перекрестным. Перекрестное опыление обусловливает обмен генами, поддерживает высокий уровень генетического разнообразия популяций и создает широкое поле для естественного отбора. Для перекрестного опыления, как правило, требуется участие посредника – насекомого, животного, человека. Поэтому выращивая двудомные растения в условиях закрытого грунта, придется процесс опыления взять на себя.

Искусственное опыление растений в условиях закрытого грунта

Шаг 1. Сбор пыльцы

Если вы разводите растения для себя, в небольших масштабах, то для получения семян будет достаточно пыльцы с одной веточки мужского растения. Во избежание случайного или преждевременного опыления изолируйте мужское растение как можно скорее при появлении на нем пыльника.

Перед сбором пыльцы наденьте на ветку чистый пакет (бумажный или целлофановый). Перевяжите пакет так, чтобы он плотно прилегал к ветке, и пыльца не выпадала из него. Оставьте пакет в таком состоянии на нескольких дней. Перед снятием пакета, когда пыльцы будет собрано достаточно, легонько потрясите веточку, тогда все остатки пыльцы опадут в пакет. Аккуратно срежьте ветку и только после этого снимите пакет.

Шаг 2. Хранение пыльцы

Если опыление женских растений будет производиться не сразу, то пыльцу надо умело сохранить, т. к. в естественных условиях она хранится недолго. Ее легко уничтожить высокой температурой и влажностью. Но в морозилке пыльца может храниться несколько месяцев. Поэтому собранную пыльцу аккуратно достаем из пакета и высыпаем на бумагу. Для удаления растительных остатков можно просеять пыльцу через сито (под сито также кладется бумага). Затем предварительно стерилизованным скребком собираем пыльцу с бумаги, помещаем ее в стерильную емкость и убираем в морозилку.

Шаг 3. Процесс опыления

Если процесс опыления производится сразу после сбора пыльцы, то можно просто надеть пакет с пыльцой на женское растение и слегка потрясти. Для надежности результата можно оставить пакет на женском растении на сутки. Убедитесь, что при опылении нет сквозняков, и пыльца не рассыпалась. Если в оранжерее есть растения, не предназначенные для опыления – изолируйте их, либо проводите опыление в отдельном месте.

ВАЖНО: перед каждой новой процедурой опыления делайте уборку там, где опыляете. Перед тем, как относить женские растения после оплодотворения обратно в оранжерею, обрызгайте их водичкой, чтобы смыть и уничтожить остатки пыльцы. Это позволит предотвратить опыление остальных растений.

Если процесс опыление производится спустя какое-то время и пыльца хранилась в морозилке, то опылять придется вручную кисточкой. Для этого окунаем кисть в контейнер с пыльцой и аккуратно и легко на¬носим кистью пыльцу на пестики. Здесь следует быть внимательным: пыльца не должна случайно стряхнуться с кисточки. Данный способ всем хорош, однако семян в итоге получается не так много, как в первом случае.

Несомненно, закрытый грунт имеет свои особенности и некоторые сложности воспроизводства условий окружающей среды для успешного развития растений. Но
современный уровень науки и знаний позволяют получать отличные урожаи и даже вывести потомство в виде семян.

Источник

Что происходит с растениями после опыления

ЧТО ПРОИСХОДИТ ПОСЛЕ ОПЫЛЕНИЯ?

Что же происходит после того, как пыльца попадает на рыльце пестика? Как нетрудно догадаться, должно произойти оплодотворение. Но мужские половые клетки цветковых рас­тений (спермин) в отличие от сперматозоидов животных и большинства других растений не имеют жгутиков и сами добраться до яйцеклетки не могут. Их доставляет по назначению специ­альный «лифт» — пыльцевая трубка.

Попав на рыльце пестика, пыльца быстро прорастает: выпускает эту трубку, которая рас­тёт внутрь пестика. По ней вниз, похожие на неповоротливых амёб, двигаются два спермия. Один из спермиев и поджидающая его яйцеклет­ка сольются, дав начало зародышу. Ничего при­мечательного в этом ещё нет. А вот у второго спермия — необычная судьба. Ни у каких орга­низмов, кроме цветковых растений, ничего по­добного не происходит.

Читайте также:  Нарисовать растение клумбы 1 класс

Второй спермий сливается с «соседкой» яйце­клетки, которую называют центральной клет­кой. Это странный «брак». Получается клетка не с двойным, как обычно, и не с одинарным, как у половых клеток, а с тройным набором хромосом. Из неё разовьётся питательная ткань семени — эндосперм (в переводе с греческого — «внутрисеменник»).

Зачем природе нужны такие сложности? Дело в том, что растение тратит много сил и питатель­ных веществ на развитие эндосперма, и если оплодотворения не произошло, эти силы были бы потрачены напрасно. А когда оплодотворение произошло, второй спермий служит как бы «гон­цом», дающим команду начать развитие пита­тельной ткани.

Этот процесс получил название двойного оп­лодотворения и был открыт ботаником Сергеем Навашиным в 1898 г.

Источник

Важность опыления и урожай плодово- ягодных растений

Одно из присущих всему живому свойств – размножение.

Когда ветви яблони отягощены урожаем плодов, куст смородины увешен гирляндами ягод – это наследственное свойство растения образовывать семена для сохранения своего вида. И хотя не это, а получение урожая интересует в первую очередь садовода, сам факт цветения – признак будущего урожая.

Цветок – орган размножения и создания урожая. Сложно его строение. Внимательно рассмотрев его распустившимся, например, у яблони, груши, вишни, можно увидеть следующее. На цветоножке цветок как бы поддерживает чашечка, состоящая из небольших зеленых листочков – чашелистиков. Внутри ее – пять бледно-розовых или белых душистых лепестков, составляющих так называемый венчик цветка.

Окраска и запах лепестков и привлекают насекомых, переносящих оплодотворяющих пыльцу с цветка на цветок. Внутри цветка размещены его важные части: тычинки (мужские органы) и пестики (женские). Тычинок в цветке бывает много — -20-30. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльниковых мешочков, содержащих пыльцу. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Пыльца с тычинок попадает на рыльце пестика, прорастает и, проникая через столбик, оплодотворяет завязь. Так схематично проходит опыление.

Почти все плодовые и ягодные растения считаются перекрестноопыляемыми, то есть один сорт, например яблони, опыляется пыльцой другого сорта. Среди сортов есть такие, цветение у которых совпадает, и они взаимно опыляют один другой. Поэтому важно, чтобы такие сорта по возможности находились ближе один к другому и одновременно цвели. В крупных садоводческих хозяйствах при закладке садов на больших площадях разные сорта высаживают рядами, учитывая взаимное опыление их. Например, шесть рядов основного сорта Антоновки обыкновенной и 1-2 ряда сорта опылителя – Аниса алого. А если оба сорта взаимно (перекрестно) опыляют один другой, тогда рядов делают поровну, например, шесть рядов Грушовки московской и столько же Папировки.

А как размещать сорта на приусадебных участках и в коллективных садах? Нужно ли обязательно сажать, например, Анис рядом с Антоновкой? Нет, не обязательно.

Дело в том, что любительские сады имеют большое разнообразие сортов плодовых и ягодных пород, разбросанных на общей площади коллектива садоводов. Опыляют цветки в основном пчелы, радиус их рабочего полета составляет в среднем около 2 км, а значит всегда для вашего сада найдутся сорта-опылители, лишь бы были поблизости пчелы.

Огромно значение перекрестного опыления не только плодовых, но и многих других сельскохозяйственных растений. От такого опыления не только повышается урожайность в садах, но значительно улучшается качество плодов и ягод, увеличиваются их размеры, становится ярче окраска, изменяется в лучшую сторону и химический состав. Большинство сортов черной смородины опыляется пыльцой своего сорта. Однако при перекрестном опылении другими сортами качество ягод значительно улучшается.

Как не любить пчел, этих крылатых тружениц, помощников земледельца. Неоценимую пользу приносят они человеку. И не только медом, воском, целебным пчелиным ядом и маточным молочком. Во много раз больше доходов получают хозяйства от опыления пчелами сельскохозяйственных культур, в том числе и садов.

К сожалению, еще есть среди садоводов такие, которые не только не знают, что урожай плодов и ягод в их садах во многом зависит от посещения пчелами цветущих деревьев и ягодников, но и считают, что пчелы мешают работать в саду, «кусают». Эти люди, не осознавая полезность пчел и других насекомых, в любое время дня опрыскивают и опыливают ядами насаждения, не учитывая, что тем самым они убивают насекомых, приносящих пользу.

В настоящем грамотном садоводческом коллективе, где культурно ведется садоводство, организованы пасеки, или некоторые садоводы имеют по нескольку ульев. В таких коллективах нет и преувеличенных жалоб на пчел.

Источник