Приспособленность растений к опылению. Способы опыления растений
Способы опыления — Науколандия
Половое размножение у покрытосеменных и голосеменных растений осуществляется с помощью семян. Образованию семени предшествует опыление и оплодотворение. Опыление представляет собой перенос мужских клеток с той части растения, где они образуются, на те части растения, где образуются женские клетки. У хвойных растений — это перенос пыльцы с мужских шишек на женские, а у покрытосеменных — перенос пыльцы с тычинок на пестики цветков.
При этом пыльца может переносится на пестик того же цветка, а может на цветки других растений. В связи с этим выделяют два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление.
Обычно при самоопылении пыльца с тычинок попадает на пестики того же цветка, реже на пестик другого цветка, но находящегося на том же растении. Часто встречается вариант самоопыления, когда оно происходит еще до распускания цветка.
Самоопыление — менее выгодный способ опыления, так как при нем не достигается того генетического разнообразия, которое возможно при перекрестном опылении. Считается, что самоопыление возникло как приспособление к условиям, когда не возможно перекрестное опыление.
Почему же самоопыление относят к половому размножению, если при нем в размножении участвует один организм? Потому что образуются половые клетки, происходит перекомбинация генов, и дочерние особи не являют точными генетическими копиями материнских, как это происходит при вегетативном размножении. Кроме того, самоопыляемые растения могут опыляться перекрестно. Это нередко использует человек в селекции.
Самоопыляемых покрытосеменных растений всего около 10%, остальные являются перекрестноопыляемыми. Примерами самоопыляемых растений являются пшеница, овес, горох, фасоль, фиалка, помидор.
При перекрестном опылении пыльца с одного растения попадает на другое растение. Таким образом, в образовании нового организма участвуют два родительских растения. У перекрестноопыляемых растений существуют специальные приспособления, препятствующие самоопылению. Например, тычинки и пестики могут быть разной длины. Тычиночные и пестичные цветки на одном растении могут раскрываться в разное время. У двудомных растений самоопыление невозможно в принципе.
При перекрестном опылении нужен какой-нибудь посредник, который бы перенес пыльцу с одного цветка на другой. Часто таким посредником выступают насекомые. Цветки привлекают их своим сладким нектаром, приятным запахом, яркими лепестками. Насекомое садится на цветок, к его лапкам прилипает пыльца. Когда насекомое перелетит на другой цветок, то пыльца может попасть на пестик. Таким образом произойдет опыление.
Цветки, которые опыляются насекомыми называются насекомоопыляемыми. Кроме насекомых цветки иногда опыляют птицы (например, колибри), млекопитающие (например, летучие мыши).
Зачастую каждый вид растения имеет свои приспособления к конкретному животному-опылителю. Многие насекомые и цветковые растения эволюционировали вместе, всё лучше и лучше приспосабливаясь друг к другу.
Растения, приспособленные к перекрестному опылению, обычно имеют крупные яркие цветки, или цветки, собранные в соцветия.
Перекрестное опыление может осуществляться ветром. Такие растения называют ветроопыляемыми. Опыление с помощью ветра встречается реже, чем с помощью насекомых. У ветроопыляемых растений есть свои приспособления. Обычно их цветки мелкие и невзрачные, но с длинными тычинками и пестиками. Цветки либо возвышаются над растением (кукуруза), либо цветут еще до распускания листьев (тополь, береза). Все это повышает шансы на опыление ветром.
У водных покрытосеменных опыление происходит с помощью воды, которая переносит пыльцу.
scienceland.info
описание, особенности, этапы и виды
В качестве конечной задачи типичного цветка выступает формирование плодов и семян. Для этого необходимо два процесса. Первым является опыление цветков растений. После него происходит собственно оплодотворение - появляются плоды и семена. Рассмотрим далее, какие существуют виды опыления растений. 
Общие сведения
Опыление растений – этап, на котором осуществляется перенос мелких зерен с тычинок на рыльце. Оно тесно связано с другой стадией развития культур - формированием органа размножения. Учеными было установлено два вида опыления: аллогамия и автогамия. При этом первая может осуществляться двумя путями: гейтоногамией и ксеногамией.
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. Первая генетически схожа с автогамией. В этом случае имеет место только перекомбинация гамет в одной особи. Как правило, такое опыление характерно для многоцветковых соцветий.
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. 
Способы
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:
- 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.
- 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. 
Приспособление растений к опылению
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:
- Цвет.
- Пища.
- 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.
Орнитофилия
Опыление птицами наблюдается преимущественно в тропических районах. В редких случаях орнитофилия имеет место в субтропиках. К признакам цветков, привлекающих птиц, можно отнести:
- Отсутствие запаха. У птиц достаточно слабое обоняние.
- Венчик имеет в основном оранжевый или красный цвет. В редких случаях отмечается синяя или фиолетовая окраска. Стоит сказать, что птицы легко отличают эти цвета.
- 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:
- Наличие флуоресцентной белой или желто-зеленой окраски. Она также может быть коричневатой, в редких случаях фиолетовой.
- Наличие специфического запаха. Он напоминает секреты и выделения мышей.
- Цветки распускаются ночью либо вечером.
- Крупные части свисают с ветвей на длинных цветоножках (баобаб) либо развиваются непосредственно на стволах деревьев (какао).
Анемофилия
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:
- Мелкие невзрачные цветки, имеющие желтоватый или зеленоватый оттенок, часто не имеющие околоцветника. Если же он присутствует, то представлен в форме пленок и чешуй.
- Наличие многоцветковых соцветий. Такой "букет" может быть представлен повислой осью – сережкой.
- Наличие пыльников на тычиночных тонких нитях.
- Достаточно крупные и зачастую перистые рыльца, выступающие за пределы цветка.
- Культуры одно- или двудомные.
- 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:
- Цветки мелкие и невзрачные. Они развиваются поодиночке или собираются в небольшие "букеты".
- Как правило, цветки однополые. В качестве примеров выступают валлиснерия, элодея.
- 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.
- В зернах нет экзины. Это обусловлено тем, что пыльца находится в воде и ей не требуется защита от высыхания.
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.
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:
- Контактной. При движении тычиночных нитей пыльники непосредственно касаются рыльца. Такая автогамия характерна для копытня, седмичника.
- 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.
- 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).
fb.ru
Опыление. Способы опыления
Для обеспечения полового размножения необходимо, чтобы произошло слияние двух половых клеток — мужской (находится в пыльцевом зерне) и женской (находится в семенном зачатке). Пыльцевое зерно должно попасть на рыльце пестика с помощью внешних факторов.
Опыление — это перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика. Различают самоопыление и перекрестное опыление.
При самоопылении пыльца с тычинки попадает на рыльце пестика того же цветка. Самоопыление свойственно растениям риса, фасоли, арахиса, проса. Самоопыление ограничивает способность организмов приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды.
Перекрестное опыление происходит, когда пыльца с одного цветка попадает на рыльце пестика другого цветка этого же или другого растения того же вида.
У цветковых растений перенос пыльцы осуществляется насекомыми (энтомофильные растения — подавляющее большинство), ветром (ветроопыляемых растения), в некоторых — водой, птицами (в тропиках) и другие.
Цветки ветропыляемых растений имеют небольшие размеры, неяркие цвета, часто простую околоцветник, мелкий сухой пил (береза, дуб, ольха, лещина), хорошо разносится ветром.
Цветки энтомофильные растений имеют приспособления для привлечения насекомых: крупные цветки (если мелкие цветки, то они собраны в соцветия), околоцветник ярких цветов, клейкие, больших размеров пыльцевые зерна, сильный запах, нектарники.
Запах — очень важное свойство: некоторые насекомые чувствуют запах даже одного цветка на расстоянии нескольких километров. Нектарники — особые железистые образования, производящие сахаристые вещества (нектар), расположенные преимущественно в глубине цветка.
В поисках нектара насекомые посещают цветки, одновременно обеспечивая их опыления благодаря липкой и цепком пыльцы, который прилипает к их тела. Различные способы опыления обеспечили цветочным растениям распространение в различных местностях.
Искусственное опыление осуществляется путем переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика с участием человека. Его применяют в цветоводстве, сельском и лесном хозяйстве.
xn----7sbfhivhrke5c.xn--p1ai
Опыление | Биология
Под опылением у растений обычно понимают перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. Поскольку цветки есть только у покрытосеменных растений, то уместно говорить лишь об их опылении. Однако, например, опыление с помощью ветра есть у голосеменных.
Чаще всего перенос пыльцы у растений происходит с помощью насекомых или ветра. Также встречается самоопыление в бутоне цветка, искусственное опыление (осуществляемое человеком), перенос пыльцы водой.
В природе широко распространено перекрестное опыление, когда пыльцой одного растения опыляются цветки другого. Но самоопыление встречается не только у самоопыляемых растений, бывает что растение самоопыляется с помощью насекомых или ветра.
Опыление насекомыми
Многие цветковые растения опыляются насекомыми. Такое приспособление выработалось у растений в процессе эволюции. Они привлекают насекомых-опылителей сладким нектаром и пыльцой. Насекомое садится на цветок и пачкается пыльцой. Далее летит на цветок другого растения того же вида и оставляет там часть пыльцы с первого растения. Таким образом, второй цветок опыляется пыльцой первого. Пыльца же второго цветка может оказаться на рыльце цветка третьего растения и т. д.
Насекомоопыляемые растения обычно имеют либо яркие крупные цветки, либо соцветия. В любом случае они хорошо заметны. Часто цветки источают приятный или не очень запах, привлекающий насекомых. Насекомые питаются не только пыльцой, но и нектаром, который выделяется нектарниками, находящимися обычно у оснований лепестков цветка.
В процессе эволюции не только растения приспосабливались к опылению насекомыми, но и насекомые приспосабливались к определенным цветкам растениям. Поэтому в природе часто встречается явление, когда один вид растения опыляется только одним своим видом насекомого. Например, львиный зев опыляется только шмелями. (Но это не значит, что шмели опыляют только львиный зев.)
Опыление насекомыми считается наиболее эффективным, чем опыление ветром. Поэтому при опылении насекомыми растениям не требуется производить огромное количество пыльцы.
Опыление ветром
Ветроопыляемые покрытосеменные растения по-видимому эволюционно возникли раньше насекомоопыляемых. При опылении ветром не нужны крупные пахнущие цветки или соцветия. Однако требуется производить куда больше пыльцы, так как основная часть ее не достигает цели, опадает на землю и уносится мимо цветков.
Опыление ветром наиболее эффективно, если растения одного вида растут группами, а не по одному. Так на кукурузном поле опыление почти точно произойдет, а вот если посадить несколько растений кукурузы в саду, то к осени получатся полупустые початки, так как на рыльца цветков попадало мало пыльцы.
Многие деревья являются ветроопыляемыми. Их пыльца легкая и сухая. Такие деревья растут зарослями (березовая роща, орешник) и цветут еще до распускания листвы, чтобы она не мешала переносу пыльцы.
У растений, которые специализируются на опылении ветром, мелкие невзрачные цветки, так как яркие и большие им не нужны. Зато часто наблюдаются длинные тычиночные нити и крупные пыльники. Такие тычинки свисают из цветка, ветер их колышет, в результате чего из них легко высыпается пыльца и уносится ветром.
biology.su
Опыление растений
Когда растение отцветает, завязь дает начало плоду, а семена образуются из семяпочек. Чтобы появились семя и плод необходимо условие попадания пыльцы на рыльце пестика. Этот процесс называется опылением. Есть разные способы опыления. Возможно попадание пыльцы на рыльце пестика с цветка этого же растения. Название такого процесса – самоопыление растений. В том случае, когда пыльца образовалась в цветке другого растения, опыление называется перекрестным. Чаще всего в природных условиях встречается перекрестное опыление.
Потомство, образующееся после перекрестного опыления, объединяет свойства родителей, иногда выросших в совершенно разных условиях. Такое потомство более жизнеспособно. У перекрестноопыляемых растений при самоопылении развиваются худшие семена, бывает, что собственная пыльца губительно влияет на рыльце пестика, оно вянет. В процессе эволюции растения выработали приспособления, препятствующие самоопылению. У обоеполых растений, имеющих цветки с тычинками и пестиками, — яблони, сливы, малины, подсолнечника — тычинки и пестики в одном цветке созревают в разное время. Длина тычинок и пестиков может быть различной, а это затрудняет перенос собственной пыльцы на пестик, например у гречихи, незабудки. Самоопыление затруднено у однодомных растений, имеющих и мужские (только с тычинками) и женские цветки (только с пестиками). К таким растениям относятся огурец, арбуз, орешник, кукуруза. Невозможно самоопыление у двудомных растений, имеющих либо только мужские, либо только женские цветки. Это, например, тополь, конопля.
Фото: dann toliver
Искусственное опыление — это перенесение пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Его широко применяют в селекции растений. Подавляющая часть цветковых растений опыляются с помощью насекомых и называются энтомофильными растениями. Около 80 % видов высших растений являются энтомофильными, 20 % опыляются с помощью ветра. Энтомофилия – наиболее совершенная форма опыления, в лучшей степени обеспечивающая возможность избирательного оплодотворения.
У ветроопыляемых (анемофильных) растений, как правило, мелкие невзрачные цветки без ярко окрашенного венчика. Чтобы обеспечить перекрестное опыление при помощи ветра, необходимо громадное количество цветочной пыльцы, затрачивая на это много ценных питательных веществ. Громадное количество цветочной пыльцы гибнет бесполезно, между тем, пыльца является наиболее ценным продуктом жизнедеятельности растений, она богата белками и другими веществами, предназначенными для обеспечения потомства и продолжения вида и только незначительная част случайными порывами ветра переносится на рыльца цветков.
Более надежным и экономным в настоящее время является опыление насекомыми, которые непосредственно доставляют пыльцу с мужских органов одних цветков на женские органы других. За время одного вылета из улья пчела посещает огромное количество цветков на растениях: на своем теле она собирает генетически разнообразную пыльцу, выработанную растениями в различных условиях, и эту разнообразную смесь пыльцевых зерен наносит на рыльце пестика, обеспечивая наилучшие возможности избирательного оплодотворения.
В процессе исторического развития, тесно связанного с эволюцией образа жизни и морфологии высших насекомых, у растений выработался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопылению и обеспечивающих перекрестное опыление.
Среди многочисленных форм подобных приспособлений можно выделить следующие:
Пространственное разделение мужских и женских генеративных органов. Резче всего оно выражено у двудомных растений, у которых на одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а на других – только женские с пестиками (ива, клубника, конопля, клен, тополь). У однодомных раздельнополых растений, так же как у двудомных, цветки однополые (они имеют или тычинки, или пестики), но они развиваются на одном и том же растении (огурец, тыква, дыня, кукуруза, дуб и др.). Изоляция генеративных органов цветков происходит у растений некоторых видов и в обоеполых цветках (например, у гречихи, первоцвета лекарственного). При этом в цветках одних растений тычинки длинные, а пестик короткий, а в цветках других, наоборот, длинный пестик и короткие тычинки. Пыльники у цветков находятся на такой высоте, на какой находятся рыльца у других цветков. Замечено, что в пыльниках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, которая в случае попадания на рыльце длинностолбчатого пестика, как правило, не сможет осуществить оплодотворение, так как прорастающая коротенькая пыльцевая трубочка не доходит до завязи.
Разновременное созревание мужских и женских генеративных органов в обоеполых цветках. В одних случаях, пыльники созревают раньше рылец (протерандрия), например, подсолнечник, иван-чай (кипрей), крыжовник, герань. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них высыпается или собирается насекомыми. Ко времени созревания рылец, ее в этом цветке не остается, а опыление происходит за счет пыльцы с других цветков этого или другого растения.
У ряда растений пыльники созревают и пыльца с них осыпается раньше, чем созревают рыльца (протерогиния), это как у яблони, груши, подорожника и других. Опыление происходит пыльцой с других цветков до того, как созревает собственная пыльца.
Физиологическая несовместимость. У многих растений пыльники и рыльца одновременно, но при попадании на пестик собственной пыльцы самоопыления не происходит. Это объясняется тем, что собственная пыльца, даже попав на рыльце, совершенно не прорастает или в некоторых случаях прорастает значительно медленнее, чем пыльца с другого цветка (у клевера и других бобовых кормовых трав). Это явление называется самобесплодностью или автостерильностью.
У других растений пыльца не прорастает не только на рыльце собственного цветка, но и на рыльце многих цветков того же растения. У многих сортов плодовых и ягодных культур (яблоня, груша и др.) пыльца не прорастает даже на рыльце другого растения того же сорта и перекрестное опыление возможно только между растениями разных, иногда строго определенных сортов.
Для перекрестного опыления с помощью насекомых у энтомофильных растений в процессе их эволюции выработалось ряд специальных приспособлений. Это прежде всего выделение нектара, приманивающего насекомых и служащего для них источником корма. Более тяжелую, липкую, более шероховатую, менее сыпучую, чем у ветроопыляемых растений, пыльцу, насекомые легко могут собрать, сформировать в виде обножки, перенести в гнездо для выращивания расплода и собственного белкового питания. Цветки энтомофильных растений, как правило, намного крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растений. Мелкие цветки часто собраны в крупные соцветия, легко обнаруживаемые с дальнего расстояния. При этом у отдельных видов (например, у подсолнечника и других сложноцветных) часть цветков вокруг корзинки лишена генеративных функций и яркая окраска сильно развитых лепестков служит как бы зрительной приманкой для привлечения насекомых. Установлено, что цветки у большинства энтомофильных растений имеют такую окраску, которую легко различают насекомые (желтую, синюю, белую), или отражают легко воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи.
Огромное значение для привлечения насекомых имеет аромат цветков, особенно тех, которые не отличаются яркой окраской лепестков, например, липы, борщевика, некоторых зонтичных и других растений.
Фото: Paul Stein
НАСЕКОМЫЕ-ОПЫЛИТЕЛИ — это насекомые, которые, подобно пчелам, переносят на своем тельце пыльцу с тычинок цветков на рыльце пестика перекрестноопыляемых растений. К насекомым-опылителям относятся медоносные пчелы, одинокие дикие пчелы, осы, шмели, жуки, мухи и различные мелкие насекомые.
Цветки, опыляемые жуками Ряд современных видов покрытосеменных опыляется исключительно или преимущественно жуками. Цветки у них либо крупные одиночные (как у магнолиевых, лилейных, шиповника), либо мелкие и собраны в соцветие, как у бузины, кизила, спиреи и многих зонтичных. Часто такие цветки посещают представители 16 семейств жуков, хотя основной пищей им служит сок вегетативных частей растений, плоды, помет или гниющие остатки. У жуков обоняние развито гораздо сильнее зрения, поэтому опыляемые ими цветки часто белые или неяркие, но имеют сильный запах, обычно фруктовый, пряный или напоминающий неприятный запах брожения. Некоторые опыляемые жуками растения выделяют нектар, в других эти насекомые кормятся непосредственно лепестками или пыльцой.
Цветки, опыляемые пчелами, осами и мухами Многие виды пчел высоко специализированны в выборе посещаемых цветков. Цветки, эволюционирующие вместе с пчелами, имеют броские, ярко окрашенные лепестки, обычно голубые или желтые, часто с особым узором, по которому насекомые могут без труда их опознать.
Для «пчелиных» цветков типичны нектарники у основания трубки венчика; они часто погружены так, что доступны только для специализированных ротовых придатков пчел и недосягаемы, например, для грызущего аппарата жуков. Такие цветки, как правило, имеют своего рода «посадочные площадки». Например, мытник, растение, относящееся к семейству губоцветных и имеющее неправильной формы цветок. Тычинки его сложены вместе и таким образом, что пыльники оказываются в узкой шлемообразной губе венчика. Отогнутая нижняя губа служит для насекомого посадочной площадкой. Чтобы достать глубоко спрятанный нектар, шмелям приходится с силой протискивать голову внутрь цветка. Они неизбежно расширяют щель верхней губы. При этом пыльники трутся друг о друга и порошкообразная пыльца сыплется прямо на голову насекомого. Конечно же, шмель не испытывает от этого никакого неудобства: забрав нектар из одного цветка, он летит к следующему. Рыльце пестика у цветка мытника выступает из-под верхней губы так, что при первой же попытке проникнуть в цветок шмель непременно касается его своей обсыпанной пыльцой головой. Пыльца прилипает к липкой поверхности рыльца. Так совершается опыление – тот краткий акт, для осуществления которого предназначено все «оснащение» цветка: нектар, окраска, запах и, наконец, сложные конструктивные формы его.
Один из наиболее обычных посетителей цветков в северном умеренном поясе – шмели. Они не способны к полету, пока температура их мышц, приводящих в движение их крылья, не достигнет 32 ° С; для ее поддержания они должны постоянно кормиться на богатых нектаром цветках. Такие растения, как живокость, люпин и иван-чай, регулярно посещаются шмелями.
Некоторые наиболее эволюционно продвинутые цветки, особенно у орхидных, образовали сложные проходы и ловушки, заставляющие пчел проникать внутрь них и выходить наружу по определенному пути. В результате пыльник и рыльце прикасаются к телу насекомого в определенной точке и в необходимой последовательности.
biofile.ru
Опыление растений — Юнциклопедия
Опыление — перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. Различают два биологических типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Многие растения опыляются и тем и другим способом. При самоопылении рыльце пестика опыляется пыльцой своего цветка. Классический пример самоопыления — растения с нераскрывающимися цветками: ячмень, пшеница, овес, арахис и др.
У растений преобладает перекрестное опыление. Потомство, образующееся после перекрестного опыления, объединяет свойства родителей, иногда выросших в совершенно разных условиях. Такое потомство более жизнеспособно. У перекрестноопыляемых растений при самоопылении развиваются худшие семена, бывает, что собственная пыльца губительно влияет на рыльце пестика, оно вянет. В процессе эволюции растения выработали приспособления, препятствующие самоопылению. У обоеполых растений, имеющих цветки с тычинками и пестиками, — яблони, сливы, малины, подсолнечника — тычинки и пестики в одном цветке созревают в разное время. Длина тычинок и пестиков может быть различной, а это затрудняет перенос собственной пыльцы на пестик, например у гречихи, незабудки. Самоопыление затруднено у однодомных растений, имеющих и мужские (только с тычинками) и женские цветки (только с пестиками). К таким растениям относятся огурец, арбуз, орешник, кукуруза.
Невозможно самоопыление у двудомных растений, имеющих либо только мужские, либо только женские цветки. Это, например, тополь, конопля.
Растения опыляются ветром (рожь, сосна, орешник), насекомыми (огурец, подсолнечник, шиповник, клевер, липа и др.), водой, птицами. В зависимости от характера опыления меняется форма и строение цветков. У ветроопыляемых растений цветки мелкие, невзрачные, открытые, их зрелые пыльники выдвигаются наружу и растрескиваются, выбрасывая наружу легкую, сухую, способную долго удерживаться в воздухе пыльцу. Запах, нектар, яркая окраска цветков привлекают насекомых. У растений, опыляемых насекомыми, пыльца липкая, с неровной поверхностью, поэтому она легко прилипает к телу пчел и шмелей.
Искусственное опыление — это перенесение пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Его широко применяют в селекции растений.
yunc.org
Приспособленность растений к опылению
Приспособленность растений к опылению выработалось за долгие годы эволюции, как необходимость образования семян и плодоношения. Каждый вид растений по-своему приспосабливается к опылению.
Типы опыления растений
Типы опыления растений зависят от вида растений, от условий их произрастания. Различают: самоопыление и перекрестное опыление. В естественных условиях опыление растений происходит с помощью ветра, насекомых, воды. Возможно также и искусственное опыление. Перекрестное опыление — то есть опыление, при котором пыльца одного растения попадает на рыльце пестика другого, дает более качественные семена, чем при самоопылении.
Приспособленность к опылению у хвойных растений
Если весной пойти в сосновый лес, то можно увидеть, как много пыльцы образуется у хвойных деревьев. Понятно, почему выработалась у них такая приспособленность к опылению. Здесь происходит перекрестное опыление с помощью ветра. Но хвоя задерживает много пыльцы, и, чтобы произошло опыление, ее требуется больше, чем раннецветущим деревьям и кустарникам — орешнику, тополю, осине, у которых опыление происходит ранней весной, когда на деревьях листья еще не распустились.
Цветение сосныБывают весны, когда цветение сосен и елей очень обильное, пыльцы в хвойном лесу бывает столько, что она сплошной пеленой оседает на землю и хорошо заметна на тропинках, на поверхности стоячих водоемов.
Приспособленность к опылению растений из семейства злаковых
Очень много образуется пыльцы и у растений из семейства злаковых. Они также опыляются ветром. Бывали ли вы когда-либо в поле во время цветения ржи? Если нет, то обязательно побывайте. Не пожалеете.
Раннее тихое утро. Солнце едва лишь поднялось над горизонтом. Над ржаным полем стоит легчайший туман. Но нет, это не туман! Это и не дым или поднявшаяся в воздух дорожная пыль. Это то же, что мы наблюдали в зарослях орешника ранней весной.
Подул едва приметный ветерок, и над полем ржи заклубились и тихо поплыли по ветру прозрачные облачка пыльцы. Рожь цветет! Вы ощущаете тончайший запах цветущего ржаного поля.
Рожь цвететНесмотря на обилие пыльцы, приспособленность цветков ржи к опылению не вполне совершенна. Тычинки ржи после созревания свисают на тычиночной нити и располагаются ниже ветвистого пестика. Поэтому часть цветков остается не опыленной, а следовательно, не образует плодов — зерен.
Раньше люди вносили такое усовершенствование в процесс опыления ржи: во время цветения этой культуры протягивали поперек полосы веревку и, волоча ее за концы, встряхивали колосья. Благодаря такому приему условия опыления улучшались: зерна в колосьях завязывается больше, урожай повышался.
Приспособленность к опылению насекомоопыляемых растений
Иную картину опыления можно наблюдать у растений, для которых посредником при опылении является не ветер, а насекомые. Такие насекомоопыляемые растения легко отличить от ветроопыляемых по внешнему виду.
Опыление насекомыми
У них имеется яркий, обычно издали заметный околоцветник (венчик, иногда чашечка), у некоторых — сильный запах, у других — нектар. Если цветки мелкие, то они образуют крупные, видимые издалека соцветия.
Таковы сережки ив, опыляемые насекомыми, кисти черемухи, щитки рябины, калины, соцветия-зонтики у моркови, укропа, тмина и других растений, составляющих по этому признаку семейство зонтичных.
Интересно, что пыльца насекомоопыляемых растений иная по сравнению с ветроопыляемыми: поверхность пылинок не гладкая, а имеет различные выступы, шипики, и поэтому пыльца легко пристает к телу насекомого.
Раннецветущие дубравные травы
Вот в той же роще, где первым запылил орешник, вслед за ним здесь зацвели раннецветущие дубравные травы. Как разнообразны они по окраске! Под ногами словно развернулся нарядный ковер с нежно-пестрыми узорами.
Здесь и хохлатка, и медуница, и ветреница дубравная с белыми нежными цветками, и ветреница лютичная с желтым венчиком, и весенний горошек (сочевичник) и, наконец, похожий на крошечную желтую лилию цветочек гусиного лука. Вдали влажная низинка желта от лаково-золотистых цветков чистяка. Все эти растения опыляются насекомыми — шмелями, бабочками, пчелами.Если присесть на пенек и понаблюдать за хлопотливой деятельностью насекомых, которых в теплый солнечный день здесь бывает немало, то можно увидеть следующую картину.
Вот весь измазавшийся пыльцой басит толстый мохнатый шмель. Он деловито перелетает от одного соцветия хохлатки к другому, собирает нектар, одновременно мимоходом опыляя цветки.
Если внимательно присмотреться к шмелю и к цветку хохлатки, то можно заметить интересное соответствие между строением тела опыляющего насекомого и строением цветка опыляемого растения — они как будто созданы один для другого.
Рядом на медунице расположилась бабочка. Она распрямила длинный хоботок, обычно свернутый спиралькой, и высасывает нектар из глубокой воронки цветка. И здесь, можно наблюдать приспособленность опылителя-насекомого к строению опыляемого цветка: только некоторые насекомые, имеющие длинный хоботок, могут добраться до нектара медуницы и одновременно опылить растение.
Опыление цветовНайдите растущий здесь же копытень с округлыми, похожими на след лошадиного копыта листьями и малозаметными буро-красными, приткнувшимися к земле цветками, и вы обнаружите опылителей — мелких, летающих у земли или ползающих по ней мушек.
Издали видны желтые пятна цветущего селезеночника. У этого растения цветки мелки и невзрачны, зато листья, окружающие цветки, имеют ярко-желтую окраску, что делает растение заметным издали. Здесь листья заменили обычный для насекомоопыляемых цветов яркий околоцветник.
Приспособленность растений к перекрестному опылению
Необычайное разнообразие приспособленность к перекрестному опылению можно найти среди пестрого разнотравья лугов, у растений светлых лесов, перелесков, кустарниковых зарослей и пустырей.
Здесь, как правило, наблюдается в большей или меньшей степени связи между опылителем-насекомым и опыляемым растением. Есть растения, цветы которых опыляются очень разнообразными насекомыми: пчелами, шмелями, бабочками, мухами, и есть растения, опыляемые лишь определенными видами насекомых.
Это легко проследить в той же дубраве. Когда распустятся на деревьях листья и в лесу потемнеет, успеют отцвести и медуницы, и хохлатки, и другие рано цветущие травы.
Начинается новая волна цветения дубравных растений, но это уже растения с белыми цветками, более заметными в потемневшем лесу. У них и опылители другие — в основном различные мухи.
Натуралисты, изучая опыление у растений, давно установили интересный факт: опыление, как правило, совершается перекрестно, то-есть пыльца с цветка одного растения попадает на рыльце пестика цветка другого растения этого же вида.
Это обстоятельство очень заинтересовало натуралистов. Ч. Дарвин, занимаясь этим вопросом, пришел к твердому убеждению, что
…природа чувствует отвращение к постоянному самооплодотворению.
Таким образом, он считал, что перекрестное опыление — биологически полезное для растений явление и что всевозможные приспособления, мешающие растениям самоопыляться, выработались у них в процессе исторического развития.
Для того чтобы убедиться в этом, Дарвин осуществил интересные опыты. Он отбирал одинаковые семена и выращивал растения в совершенно однородных условиях. После того как растения зацветали, часть из них ученый искусственно опылил перекрестно, у другой же части цветки самоопылились.
Когда были собраны семена, он снова отдельно вырастил из них растения. При этом оказалось, что растения, выросшие из семян, полученных перекрестным опылением, развивались более пышно, мощно, чем растения из семян, полученных самоопылением. Своими наблюдениями и опытами Дарвин доказал полезность перекрестного опыления у растений.
Перекрестное опыление ветроопыляемых растений
Приспособления для перекрестного опыления у ветроопыляемых растений сравнительно просты.
У ржи, например, когда раскрываются цветочные чешуйки (расцветают цветки колоса), тычинки свисают вниз на тонкой тычиночной нити, и пестик оказывается выше тычинки. Благодаря этому самоопыление не происходит: ветер, подхватив освободившуюся из пыльников пыльцу, относит ее от колоса, где она образовалась, на соседние колосья, и цветки опыляются перекрестно.
Перекрестное опыления у двудомных растений
Двудомность у растений, очевидно, также надо рассматривать как приспособление к перекрестному опылению. Пыльца, переносимая от мужского растения к женскому ветром (тополь, осина) или насекомыми (ива), может, конечно, опылять только перекрестно.
Перекрестного опыления у однодомных растений
Интересные наблюдения проводились за однодомными растениями. Установлено, например, что лиственницы дают нормально всхожие семена лишь в том случае, если они растут группами, то-есть если обеспечено перекрестное опыление. Одиночные же лиственницы дают обычно не всхожие семена (всхожесть их, как правило, не превышает 5 процентов).
Растения опыляемые насекомыми
Но особенно разнообразны и сложны приспособления, препятствующие самоопылению у растений, опыляемых насекомыми.
Здесь творчество природы проявилось особенно богато: либо тычинки и пестики в каждом отдельном цветке созревают не в одно и то же время и поэтому самоопыления не происходит, либо тычинки и пестики расположены так, что опыляющее насекомое при добывании нектара измажется пыльцой, но не заденет и не опылит рыльце пестика этого цветка, а, перелетев на другой цветок, с иным расположением тычинок и пестика, оставит здесь принесенные на себе пылинки, и т. д.
По лесам и лугам обычно встречается несколько видов герани, или журавельника, с лиловыми, синими, пурпурными или красноватыми цветами. Интересно наблюдать, как происходит перекрестное опыление у этих растений.
Цветок журавельникаКогда журавельник зацветает, его лепестки раскрываются и пыльники начинают лопаться, освобождая пыльцу. При этом тычинки созревают постепенно, в определенном порядке, а так как пестик еще не созрел, то пыльца может опылить лишь другие цветки. Пестик созревает для опыления лишь тогда, когда последние пыльники отдадут пыльцу. Такие же особенности цветения имеются у общеизвестного лекарственного растения валерианы, у разных видов колокольчиков, гвоздик и многих других.
Встречающееся по лугам и лесным полянкам растение первоцвет весенний (баранчики, золотые ключики) имеет цветки двух типов. У одних рыльца пестиков расположены ниже тычинок, а у других — выше. Насекомые-опылители, прилетая на цветок первого типа и пробираясь к нектару, расположенному в глубине трубочки венчика, пачкаются пыльцой на уровне тычинок.
Перелетев на цветок с высоким пестиком и углубляясь в него, они задевают рыльце пестика и производят перекрестное опыление. Подобное же строение цветков, приспособленных к перекрестному опылению, имеется у многих других растений.
Сложные формы перекрестного опыления
Иногда приспособления растений для перекрестного опыления принимают исключительно сложные формы. Примером может служить растение с грушевидными плодами — кирказон, обычное для кустарниковых зарослей Волги, Оки и других рек.
Тычинки и пестики кирказона находятся в особом утолщении цветка, похожем на кувшинчик. Туда заползает много мелких мушек, привлекаемых нектаром цветков.
Они лакомятся нектаром и опыляют пестики пыльцой, принесенной с других цветков кирказона, но когда пытаются покинуть цветок, то это оказывается невозможным: им навстречу торчит множество жестких волосков. Эти волоски не препятствовали мушкам проникать вглубь кувшинчика, но при выходе стали непреодолимой преградой. Мушки оказались пленницами цветка!
Между тем в цветке дозрели тычинки, пыльники лопаются и осыпают мушек пыльцой. Теперь мушки могут свободно покинуть цветок, так как волоски завяли и перестали быть препятствием к выходу на волю. Выбравшись из одного цветка, мушки попадают во временный плен в другой цветок кирказона и производят здесь опыление принесенной пыльцой. Выберутся они из цветка лишь после того, как окажутся осыпанными новой пыльцой.
Перекрестному опылению у растений семейства орхидных
Но особенно интересные приспособления к перекрестному опылению имеются у растений, относящихся к семейству орхидных. Это семейство насчитывает до 15 тысяч видов.
Среди орхидей много красивых растений. Цветы некоторых из них похожи издали на бабочек, птичек, жуков с самой разнообразной расцветкой — со всевозможными пятнышками, полосками, сеточками, крапинками, жилками, извилистыми линиями. Особенно богата орхидеями Южная Америка.
У орхидей способы опыления очень разнообразны. Здесь можно наблюдать узкую специализацию определенных видов насекомых к определенным видам растении. Опылителями у орхидей являются не только насекомые, но даже птички колибри, самые маленькие в мире, и даже улитки.
В нашей стране также встречаются интересные орхидеи: по лесам и лугам нередки ятрышник (кукушкины слезки), любка (ночная фиалка) с сильным приятным запахом, по лесам — очень изящная орхидея венерин башмачок.
Венерин башмачок
У орхидных имеется любопытное приспособление к опылению, отсутствующее у других насекомоопыляемых: пыльца их собрана в особый пакетик, с клейкой ножкой. При опылении ножка прикасается к голове насекомого-опылителя и пристает к ней. Насекомое улетает, неся на себе пакетик с пыльцой.
Во время посещения другого цветка насекомое опыляет его, прикасаясь пакетиком к рыльцу пестика.
Исследуя опыление, ученые установили, что между насекомыми и растением не всегда имеется обоюдная полезная связь — иногда эта связь приносит пользу лишь одному участнику и ничего не дает другому.
Растение Индонезии раффлезия
Замечательным примером такой односторонней пользы является растение Индонезии раффлезия. Это растение-паразит, высасывающее с помощью присосок соки из корней виноградной лозы. Своих листьев и корней оно не имеет, и все растение, в сущности, состоит лишь из огромного цветка — до метра в поперечнике, издающего запах гниющего мяса.
Цветок раффлезияНасекомые, откладывающие яйцо в мясо, привлекаются запахом раффлезии, ползают по цветку, опыляют его, но сами от растения ничего, кроме запаха, не получают. Раффлезию поэтому иногда называют растением-обманщиком.
Есть также немало насекомых, которые добывают нектар с цветков, но в опылении не участвуют. Они достигают нектара, прокусывая снаружи цветок в месте расположения нектарников. Это пример относительной полезности приспособления цветка к привлечению насекомых.
Другие способы, благоприятствующих продолжению рода
У многих рано цветущих растений дубрав наблюдается, с одной стороны, несовершенство приспособлений для опыления, а с другой — большая пластичность в выработке свойств, благоприятствующих продолжению рода.
Эти растения обычно хорошо приспособлены к перекрестному опылению насекомыми, и все же нередко случается, что цветки остаются не опыленными: слишком капризна весенняя погода и яркие, солнечные дни прерываются холодными и дождливыми.
Поэтому наши рано цветущие дубравные травы, как правило, дают очень мало семян. Сохранение вида этих растений было бы затруднено, если бы у них не было хорошо развито вегетативное размножение.
Ландыши
Ландыши часто растут целыми полянками. Если осторожно раскопать корни одного из ландышей, то окажется, что его корни являются продолжением корней соседнего растения и т. д. Иными словами — ландыши, быть может, всей полянки произошли вегетативно от одного растения, выросшего из семени.
Цветок ландышаСемена ландыш образует редко. Они находятся в оранжевых ягодах, поедаемых птицами, и стоит только одному семени, прошедшему через кишечник птицы, попасть в благоприятные условия, семя взойдет, и через несколько лет от растения вегетативно образуется полянка ландышей.
Фиалка удивительная
Среди растений дубравы очень любопытный способ размножения наблюдается у фиалки удивительной, у нее обычно цветки, опыляемые насекомыми, семян почти не дают. Однако лишь только у фиалки удивительной отцветут яркие светло-синие пахучие цветки, как она дает новые.
Фиалка удивительнаяЭти цветки не имеют ни ярких лепестков, ни запаха, ни нектара, они даже не раскрываются. Но внутри этих цветков происходит самоопыление и образуется много семян, имеющих особые мясистые придатки, поедаемые лесными муравьями. Муравьи, растаскивая придатки по лесу, способствуют распространению растений.
Несомненно, такая поистине удивительная приспособленность растений к опылению выработались у фиалки в связи с ее жизнью в условиях леса. Здесь она обрела не только новый способ образовывать семена, но и нового союзника — муравьев, способствующих их распространению.
Из приведенных примеров понятно, что перекрестное опыление у растений действительно очень важное жизненное явление.
libtime.ru
