что такое опылять растение

ОПЫЛЕ́НИЕ

Том 24. Москва, 2014, стр. 307

Скопировать библиографическую ссылку:

ОПЫЛЕ́НИЕ, пе­ре­нос пыль­цы с пыль­ни­ков ты­чи­нок на рыль­це пес­ти­ка (у цвет­ко­вых рас­те­ний) или с мик­ро­спо­ран­гиев муж­ских ши­шек на се­мя­за­ча­ток жен­ских (у го­ло­се­мен­ных); важ­ней­ший про­цесс по­ло­во­го раз­мно­же­ния рас­те­ний, пред­ше­ст­вую­щий оп­ло­до­тво­ре­нию. Раз­ли­ча­ют пе­ре­крё­ст­ное О. (ал­ло­га­мия), свой­ст­вен­ное по­дав­ляю­ще­му боль­шин­ст­ву цвет­ко­вых рас­те­ний, при ко­то­ром рыль­це опы­ля­ет­ся пыль­цой с цвет­ков др. осо­бей то­го же ви­да, и са­мо­опы­ле­ние (ав­то­га­мия), ко­гда рыль­це опы­ля­ет­ся пыль­цой сво­его цвет­ка или др. цвет­ка той же осо­би (гей­то­но­гамия). Пе­ре­крё­ст­ное О. име­ет био­ло­гич. пре­иму­ще­ст­во пе­ред са­мо­опы­ле­ни­ем, по­сколь­ку при нём воз­рас­та­ют воз­мож­но­сти ре­ком­би­на­ций ге­не­тич. ма­те­риа­ла, что спо­соб­ст­ву­ет уве­ли­че­нию внут­ри­ви­до­во­го раз­но­об­ра­зия и даль­ней­шей при­спо­со­би­тель­ной эво­лю­ции, са­мо­опы­ле­ние же спо­соб­ст­ву­ет ста­би­ли­за­ции при­зна­ков ви­да. В про­цес­се эво­лю­ции у цвет­ко­вых вы­ра­бо­та­лись оп­ре­де­лён­ные осо­бен­но­сти, спо­соб­ст­вую­щие ус­пе­ху пе­ре­крё­ст­но­го О.: на­ли­чие од­но­дом­ных и дву­дом­ных рас­те­ний, обое­по­лых и од­но­по­лых цвет­ков, рас­по­ло­же­ние стол­би­ков и ты­чи­нок в цвет­ке на раз­ной вы­со­те (ге­те­ро­сти­лия), раз­но­вре­мен­ное со­зре­ва­ние пыль­ни­ков и ры­лец в од­ном цвет­ке (ди­хо­га­мия), са­мо­не­со­вмес­ти­мость, ко­то­рая вы­ра­жа­ет­ся в по­дав­ле­нии про­рас­та­ния пыль­цы на рыль­це при са­мо­опы­ле­нии.

Источник

Основные термины

С определения «опыление — это…» уже в 3 классе школьники начинают знакомство с этапами полового размножения семенных представителей флоры. Процесс подробно описывает, как происходит опыление у растений: во время цветения пыльца покидает пыльник — орган формирования микроспор, находящийся в тычинке, и улавливается верхней частью пестика — рыльцем, что характерно для покрытосеменных растений. Голосеменные используют для этого семяпочку, расположенную на поверхности семенных чешуек.

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:

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:

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.

Цветочная пыльца крупнодисперсная, клейкая и надёжно прилипает к маленьким телам и конечностям. Отдельные виды растений «помогают» процессу — обладают удобной чашеобразной формой соцветия. Попавшее в этот кратер насекомое буквально обваливается в пыльце, а качество опыления возрастает.

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

Опыление при помощи ветра широко распространено среди злаковых, хвойных и лиственных растений. Например, скромные цветки крапивы или конопли складываются из чашелистиков, обладают простыми околоцветниками, поэтому непривлекательны для опылителей. Зато они имеют достаточное количество сухой и мелкой пыльцы, а пыльники, подвешенные на тонких удлинённых нитях, легко выбрасывают её наружу. Берёзовая и ольховая, ореховая и тополиная пыльца будет лучше попадать на рыльце пестика, если он станет широким и длинным, да ещё и высунется из цветка, как в знаменитом соцветии «серёжка».

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.

Это может осуществляться ветром — тогда целые облака невесомых пылинок поднимаются и передвигаются в потоках зефира. Многие деревья (дубы, ясени и сосны), сельскохозяйственные злаковые и кукуруза «заботятся» об увеличении вероятности попадания на нужные рыльца, вырабатывая заведомо большие количества пыльцы. Её частички очень лёгкие, почти невесомые, чтобы беспрепятственно «проплывать» по воздуху, а у некоторых имеются газовые пузырьки, способствующие более долгому путешествию.

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:

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:

Томаты «умеют» самоопыляться факультативно: их тычинки оказались сросшимися, поэтому пестик без труда оплодотворяется своей пыльцой. Малопрогрессивному потомству, полученному таким образом, угрожает вырождение. Этого не случится, если некоторые цветки подвергнутся внутривидовому опылению и приобретут несколько иные родительские зачатки. Тогда они будут обладать более высокими способностями к приспособлению и выживут в процессе естественного отбора.

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.

Однополые цветки однодомной кукурузы собраны в разнотипные соцветия: мужские — «метёлка» на макушках, женские — «початок» в листовых пазухах. Другие характерные представители однодомных — тыква и огурец — тоже образуют цветки разного типа в пределах одного растения. По внешним признакам они почти неотличимы, но после опыления мужские сразу отмирают и осыпаются, а из оплодотворённых женских будут формироваться завязи.

Источник

Как происходит процесс опыления у растений: основные виды, опыление у покрытосеменных и голосеменных растений

Что такое опыление?

Опыление и его виды

Опыление — это процесс переноса пыльцы из пыльников растения на рыльце его пестика.

Есть два типа опыления растений:

Теперь остановимся на самоопылении и перекрестном опылении подробнее.

Самоопыление

Самоопыление — это самостоятельное опыление растения.

Такой способ встречается у растений, у которых двуполые цветки. Большинство растений при самоопылении дают семена. К примеру, ячмень, овес, просто. Такой тип опыления и у гороха.

Самоопыление встречается у цветков, которые совсем не склонны к раскрытию — из-за этого перекрестное опыление здесь невозможно. Поэтому в процессе самоопыления даже самые маленькие и невзрачные цветки способны давать семена.

Однако потомство, полученное в результате самоопыления, считается низко прогрессивным. Растения с таким способом опыления постоянно находятся под угрозой вырождения. Чтобы как-то с этим справляться, небольшой процент цветков у таких растений подвергается внутривидовому опылению. В результате внутривидового опыления получаются растения с отличающимися отцовскими и материнскими зачатками, а также более приспособленные к выживанию в ходе естественного отбора. Как итог — сохранение вида.

Перекрестное опыление

Перекрестное опыление — это опыление, которое находится в прямой зависимости от внешних факторов, таких как вода, ветер, насекомые и птицы. У кого перекрестное оплодотворение? Разберемся на примерах.

Процесс опыления ветром называется анемофилия.

Оно встречается у растений с мелкими цветками, собранными обычно в соцветия. Обычно у цветков очень много пыльцы. Она мелкая и сухая и выбрасывается наружу при помощи пыльника, который находится на длинных тонких нитях.

Энтомофилия — это опыление насекомыми.

Как правило, растения, опыляемые таким способом, обладают ароматом, нектаром, достаточно большим размером цветков и привлекающим насекомых цветом, а также у них есть липка пыльца с выростами.

Процесс опыления происходит в результате переноса насекомыми пыльцы с одного цветка на рыльца другого: так обеспечивается опыление для двуполых растений.

Орнитофилия — процесс опыления с помощью птиц.

Обычно так опыляются тропические растения с пестрой окраской, которая привлекает птиц. К примеру, в процессе опыления участвует колибри.

Гидрофилия — вариант опыления водой.

У многих водных растений рыльца нитеобразной формы, и пыльца с них переносится водой, а в редких случаях — слизнями.

Так происходит у резухи, взморника, роголистки, наяды, элодеи, рунии.

Искусственное опыление

Искусственное опыление — тип опыления, широко используемый в плодовом и декоративном садоводстве, овощеводстве, а также лесном хозяйстве. Суть его в том, что пыльца переносится искусственным способом: с пыльцы тычинок на рыльца пестиков.

По-другому искусственное опыление называется скрещиванием. Благодаря ему селекционеры могут получать новые виды и сорта растений.

Оплодотворение

Процесс оплодотворения происходит после опыления. Как быстро — зависит от самого растения. У одних — спустя несколько недель, а у других — даже через год.

Оплодотворение — процесс слияния мужской и женской клеток.

В момент, когда происходит опыление, пыльца находится на рыльце. Чтобы оплодотворение произошло, нужно чтобы пыльца была зрелой и стойкой. Также важно наличие сформированного зародышевого мешочка.

Процесс развития и роста пыльцевой трубки происходит в направлении завязи — через рыльце и столбик. В завязи пыльцевая трубка проходит в семенной зачаток и доходит до зародышевого мешка. По достижении яйцеклетки происходит разрыв пыльцевой трубки и выход двух спермиев. Вегетативная клетка разрушается. Далее следует слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого — с диплоидным ядром.

В первом случае слияния растет зародыш нового организма, а во втором — образование триплоидной клетки для образования эндосперма. Так происходит процесс двойного оплодотворения.

Зародыш и эндосперм зарождают семя, которое скрыто под кожурой. Завязь формирует плод после оплодотворения.

Опыление у покрытосеменных растений

Опыление у покрытосеменных растений осуществляется обоими способами. В обоих случаях пыльцевые зерна попадают на рыльца пестиков. Чтобы понять, как происходит опыление, рассмотрим его на конкретном примере: винограде.

Виноград опыляется двумя способами: перекрестным и самоопылением. В случае самоопыления у винограда обнаруживается клейстогамия. Клейстогамия — опыление с дальнейшим оплодотворением. В большинстве случаев виноград опыляется ветром: строение цветка расположено к такому перекрестном опылению.

В ходе опыления происходит выделение на рыльце секретной жидкости — в этом время оно уже готово получать пыльцу. Так рыльце положительно сказывается на прилипании пыльцы, защите ее от различных инфекций и обеспечивает благоприятные условия для ее прорастания.

Виноград также отличается возможностью перехода от перекрестного опыления к самоопылению. Благодаря такой способности вид сохраняется столетиями. Также эта способность обеспечивает хорошее развитие и урожай.

Многие коллекционеры практикуют искусственное оплодотворение. Оно похоже на перекрестное опыление, однако оно происходит за счет антропогенных факторов, а не биотических и абиотических.

При искусственном оплодотворении пыльца переносится кисточкой или ватной палочкой. Предварительно цветки изолируются и кастрируются.

Опыление у голосеменных растений

Голосеменные растения опыляются способом анемофилии. То есть, при помощи ветра.

Яркий пример — сосна.

Опыление сосны происходит так: с мужской шишки пыльца попадает на семязачатки женских шишек. Когда шишка зеленеет, происходит срастание и одеревенение чешуек: пыльца находится в состоянии покоя. Прорастание пыльцы происходит на следующее лето.

В процессе прорастания пыльцы пыльцевая трубка несет спермии к архегониям. Далее там происходит слияние одного из спермиев с яйцеклеткой и образование зиготы. Из зиготы формируется зародыш, а семязачаток перерастает в семя.

Зародыш располагается в эндосперме гаметофита, накапливающего питательные вещества. Созревание семян в шишках происходит на протяжении полутора лет с момента оплодотворения. После этого происходит раздвижение чешуек и высыпание семян из шишки.

У семени есть крылышко, благодаря которому оно распространяется ветром.

Источник

Кому радоваться в саду: лучшие насекомые-опылители

Добавление статьи в новую подборку

Насекомые-опылители – главные помощники дачника. Именно от них зависит урожай многих садовых и огородных культур.

Очень многие растения на участках опыляются перекрестно. Это значит, что для созревания урожая необходимо, чтобы пыльца, образовавшаяся в тычинках, мужском репродуктивном органе растения, попала на пестик женского цветка другого растения этого же вида.

Какие бывают способы опыления растений?

Обмен пыльцой может происходить благодаря ветру (большинство злаков, хвойных и лиственных деревьев) или воде (обычно у водных растений). Такой способ опыления называют абиотическим. Однако наибольший вклад в процесс оплодотворения растений вносят не природные явления, а живые организмы (биотический способ). Млекопитающие, птицы, летучие мыши, а по некоторым данным, еще и моллюски, могут переносить пыльцу с одного цветка на другой. И все-таки сложно найти среди всех представителей фауны нашей планеты существ, которые бы имели такое же большое значение для размножения растения, как насекомые.

По статистике, около 70-80% видов цветковых растений Европы опыляются при помощи живых существ. Ветер участвует в опылении 20%, а на долю воды приходится менее 1% от общего числа видов.

Пчелы

Этих насекомых можно назвать рекордсменами. Пчелы являются очень важным элементом любой цветочной экосистемы. На нашей планете обитает приблизительно 21 тысяча видов этих насекомых. Живущих в колониях пчел называют общественными, а тех, кто ведет уединенный образ жизни – одиночными. И те, и другие питаются нектаром и пыльцой. Главное же различие заключается в том, что чаще всего пчелы, которые относятся к одиночным видам, не производят мед и имеют узкую специализацию. Они собирают нектар лишь с определенных растений, в то время как меню их колониальных сородичей гораздо разнообразнее.

Древние предки современных пчел – роющие осы – были плотоядными. Основу их рациона составляли насекомые, которые питались пыльцой. Однако со временем в результате эволюции вид претерпел значительные изменения и полностью перешел на продукты растительного происхождения.

Шмели

У шмелей и пчел много общего. Это не только рацион питания, в основе которого – все те же нектар и пыльца, но и образ жизни. Эти общественные насекомые обустраивают свои гнезда (бомбидарии) в почве, дуплах деревьев или заброшенных гнездах птиц и грызунов. Однако, в отличие от пчелиных, шмелиные семьи живут всего один год.

Весной матка находит подходящее место и, обложив его мхом и сухими травинками, создает первую круглую восковую ячейку. В нее она откладывает несколько яиц, тут же помещает небольшой запас цветочной пыльцы. Запечатав первую ячейку, матка приступает к созданию второй и последующих. К тому времени как она сделает свою последнюю кладку, личинки из первых успеют превратиться в куколок, а затем и в мелких рабочих шмелей, которые сразу же начнут собирать корм для личинок из более поздних ячеек.

В шмелином гнезде нет сотов. Мед хранится в старых восковых ячейках, из которых уже успели вывестись взрослые особи.

Ближе к концу лета в гнезде выводятся самцы и крупные самки, которые в будущем станут матками. Осенью гнездо вымирает практически полностью. В живых остаются только молодые матки. Пережив зиму в земле, во мху или в соломе, уже следующей весной они образуют свои собственные семьи. Шмели менее агрессивны, чем осы и даже пчелы, поэтому их присутствие редко становится обременительным.

Так же, как и пчелы, осы строят соты. Однако в качестве строительного материала они используют не воск, а древесину. К соскобленной древесине они добавляют немного слюны, в конечном результате получая субстанцию, чем-то напоминающую оберточную бумагу. Некоторые виды ос, живущих в тропиках, строят свои гнезда не из дерева, а из глины, извести или даже навоза.

Среди ос есть как общественные, так и одиночно живущие виды. Некоторые из них – хищники, питаются и выкармливают личинок более мелкими насекомыми. В то же время среди ос есть и такие, которые питаются пыльцой и нектаром цветковых растений.

Не все виды ос хищные

Яркая окраска нужна осе для защиты от птиц и других хищников. Животному достаточно один раз «получить сдачи» от этого насекомого, чтобы в будущем обходить его стороной. Жало осы, в отличие от пчелиного, очень редко застревает в коже, что дает насекомому возможность уколоть противника несколько раз подряд. Неудивительно, что, несмотря на всю пользу, которую эти насекомые приносят дачникам, а это не только опыление плодовых и овощных культур, но и уничтожение вредителей, большинство садоводов предпочитает держаться от ос подальше. Если единичные особи, случайно залетевшие на участок, воспринимаются его владельцами благосклонно, то появлению целого осиного гнезда будут не рады даже самые рьяные зоозащитники.

Бабочки

1-махаон, 2-крапивница, 3-малинница

Среди всех насекомых-опылителей бабочки занимают почетное второе место. Они играют большую роль в переносе пыльцы растений с глубоко расположенными нектарниками. Без участия бабочек их размножение было бы просто невозможно. И все же среди бабочек есть виды, которые могут очень сильно навредить вашему саду и огороду. Капустница, белянка, листовертка, совка… Этот ряд можно продолжать почти до бесконечности. Справедливости ради стоит отметить, что опасность для урожая представляют не сами бабочки, а их гусеницы. Особенно сильно от них достается плодовым деревьям и культурам с крупными мясистыми листьями.

Хорошая новость заключается в том, что бабочки-вредители составляют всего 2% всей популяции. Остальные 98% никоим образом не повлияют на ваш урожай. Среди них крапивницы, малинницы, репейницы и даже адмиралы и махаоны. Последние хотя и встречаются в средней полосе, на дачные участки попадают редко.

Жуки и другие насекомые

1-божья коровка, 2-жужелица, 3-уховертка

Формально в опылении цветков растений могут участвовать самые разные насекомые. Чтобы перенести пыльцу на другое растение, им достаточно переползти на цветок или даже просто коснуться его во время полета. С этой точки зрения, опылителями являются абсолютно все насекомые, живущие в вашем саду. Большинство полезных жуков, несущих свою службу на вашем участке, например, божьи коровки, жужелицы и уховертки, являются хищными, однако некоторые их них не прочь полакомиться и нектаром.

Соседство с насекомыми-опылителями принесет вам большую пользу. Если вы точно не уверены в «благонадежности» кого-то из шестиногих постояльцев вашего участка, обратитесь к нашему фотоопределителю:

Источник