В чем взаимная польза перекрестного опыления

Перекрёстное опыле́ние, или ксенога́мия (от др.-греч. ξένος «пришелец, чужой» и γάμος «брак»), или аллога́мия (от др.-греч. ἄλλος (allos) «другой» и γάμος (gamos) «брак»), — тип опыления у растений, при котором пыльца от андроцея одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка другого растения этого же вида.
Некоторые источники к перекрестному опылению относят гейтонога́мию (от др.-греч. γείτων — «сосед» и γάμος — «брак»), или соседственное опыление, — опыление, при котором пыльца из цветка одного растения переносится на рыльце пестика другого цветка на том же растении, однако гейтоногамия представляет собой одну из форм самоопыления.

Значение перекрёстного опыления[править | править код]

С помощью перекрёстного опыления осуществляется обмен генами, что поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяции, определяет единство и целостность вида. При перекрёстном опылении возрастают возможности рекомбинации генетического материала, образуются более разнообразные генотипы потомства в результате соединения наследственно разнообразных гамет, поэтому получается более жизнеспособное, чем при самоопылении, потомство с большей амплитудой изменчивости и приспособляемости к различным условиям существования. Таким образом, перекрёстное опыление биологически выгоднее самоопыления, поэтому оно закрепилось естественным отбором и стало господствующим в растительном мире. Перекрёстное опыление существует у не менее 90 % видов растений.

Самоопыление по сравнению с перекрёстным опылением вторично, оно вызвано условиями среды, неблагоприятными для перекрёстного опыления и играет страхующую функцию, но с точки зрения эволюции является тупиковым путём развития.

Приспособления по недопущению самоопыления[править | править код]

Первые покрытосеменные растения, по всей видимости, были обоеполы, что способствовало самоопылению. Позднее растения выработали приспособления по его недопущению.

Разделение полов[править | править код]

Разделение полов — существование растений одного вида, но разного пола: у одних растений образуются цветки только с андроцеем, у других растений — только с гинецеем.

Дихогамия[править | править код]

Дихога́мия (от др.-греч. δίχα- «отдельно, врозь» и γάμος «брак») — функциональная разнополость, выраженная в неодновременном созревании в одном цветке андроцея и гинецея; проявляется либо в форме протерандрии, либо в форме протерогинии.

Протера́ндри́я, или протоа́ндри́я, или прота́ндри́я[1] (от др.-греч. πρότερος «первый из двух, более ранний» и ἀνδρεῖος «мужской»), — созревание в цветке андроцея раньше гинецея (более раннее созревание мужских репродуктивных органов по сравнению с женскими у нецветковых растений; термин применяется также к животным-гермафродитам); протерандрия характерна для семейств Астровые, Зонтичные, Колокольчиковые и многих других.
Протероги́ни́я, или протоги́ни́я[1] (от др.-греч. πρότερος «первый из двух, более ранний» и γυνή «женщина»), — созревание в цветке гинецея раньше андроцея (более раннее созревание женских репродуктивных органов по сравнению с мужскими у нецветковых растений; термин применяется также к животным-гермафродитам); протерогиния характерна для семейств Барбарисовые, Капустные.

Геркогамия[править | править код]

Геркогамия, или херкогамия представляет собой пространственное разделение репродуктивных органов, когда при посещении насекомыми автогамия не может иметь место. Как правило, рыльце пестика выставляется из зева цветка на гораздо большее расстояние, чем тычинки и поэтому самоопыление в форме автогамии кажется невозможным. Тем не менее, у многих геркогамных растений самоопыление часто наблюдается в конце цветения, если по каким-то причинам не произошло перекрестное опыление. При этом происходит изгибание столбиков и тычиночных нитей, нередко обоюдное. В результате репродуктивные органы приходят в соприкосновение в пределах цветка или соцветия. Встречается у лилейных, ирисовых, ластовневых, губоцветных, гераниевых и многих других.

Самонесовместимость[править | править код]

Самонесовместимость — приспособление растений по недопущению самоопыления, выражающееся в том, что при самоопылении число семян ничтожно по сравнению с числом семян при перекрёстном опылении.

Различают гомоморфную и гетероморфную самонесовместимость.

Гомоморфная самонесовместимость (от др.-греч. ὁμός «одинаковый» и μορφή «форма») — самонесовместимость, не сопровождаемая морфологическими различиями в строении цветка у разных особей одного вида. Характерна, например, для мака самосейки (Papaver rhoeas).[2]
Гетеростилия (от др.-греч. ἕτερος — «другой» и στῦλος — «столб»), или Разностолбчатость, или Гетероморфная самонесовместимость (от др.-греч. ἕτερος — «другой» и μορφή «форма»), — самонесовместимость, сочетаемая с существованием особей одного вида, цветки которых имеют различную длину столбиков пестиков и тычиночных нитей (у одних растений столбики короче тычинок, у других — тычинки короче столбиков). Суть этого приспособления состоит в том, что насекомое, касаясь пыльников в цветке одного типа, пачкает своё тело пыльцой в тех местах, которые соответствуют рыльцу столбика в цветке другого типа. Гетеростилия может быть диморфной и триморфной.
- Диморфная гетеростилия — у растений одного вида имеются две формы цветков. Характерна, к примеру, для родов Гречиха (Fagopyrum), Медуница (Pulmonaria), Первоцвет (Primula).
- Триморфная гетеростилия — у растений одного вида имеются три формы цветков: коротко-, средне- и длинностолбчатые. Характерна, к примеру, для дербенника иволистного (плакун-травы) (Lythrum salicaria).

Осуществление перекрёстного опыления[править | править код]

Перекрёстное опыление может осуществляться как биотически (с помощью живых организмов), так и абиотически (посредством воздушных или водных потоков).

Для большинства способов опыления имеются специальные термины, второй частью которых является -фили́я (от др.-греч. φιλία «любовь», «дружба»):

зоофилия (от др.-греч. ζῷον «животное») — опыление с помощью животных;
- энтомофилия (от др.-греч. ἔντομον «насекомое») — с помощью насекомых (это наиболее распространённый способ зоофилии);
  - кантарофилия (от др.-греч. κάνθαρος «жук») — с помощью жуков (этот способ опыления характерен для реликтовых растений);
  - мирмекофилия (от др.-греч. μύρμηξ (myrmeks) «муравей») — с помощью муравьёв;
- орнитофилия (от др.-греч. ὄρνις «птица») — с помощью птиц (к примеру, опыление многих растений из тропической Америки осуществляют колибри);
- малакофилия (от др.-греч. μαλάκιον «моллюск») — с помощью моллюсков; сейчас все случаи участия моллюсков (улиток) в опылении представляются сомнительными;
- маммалофилия (от лат. mammalis «грудной») — с помощью млекопитающих; имеется предположение, что опыление растений с помощью нелетающих млекопитающих было широко распространено в третичный период и сейчас сохранилось лишь как реликтовое;
  - хироптерофилия (от лат. Chiropera «рукокрылые» — от др.-греч. χείρ — «рука» и πτερόν «крыло») — с помощью летучих мышей; хироптрофильные растения распространены в большей степени в тропиках Азии и Америки, в меньшей степени в Африке;
анемофилия (от др.-греч. ἄνεμος «ветер») — опыление с помощью ветра[3];
гидрофилия (от др.-греч. ὕδωρ «вода») — опыление с помощью воды (например, у растений из родов Роголистник, Наяда);

Зоофилия среди цветковых растений распространена гораздо шире, чем анемофилия и гидрофилия: в Европе зоофильные растения составляют 70—80 %, анемофильные — около 20 %, гидрофильные — менее 1 % от общего числа видов.[4]

См. также[править | править код]

Опыление
Самоопыление
Энтомофильные растения

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Пономарёв А. Н., Демьянова Е. И., Грушвицкий И. В. Опыление // Жизнь растений. В 6-ти т. / под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1980. — Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. — С. 55—78. — 430 с. — 300 000 экз.
Суриков И. М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений. — М.: ВАСХНИЛ, Агропромиздат, 1991. — 220 с.
Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — С. 35, 52, 89, 137, 162. — 268, [4] с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1.
Современный словарь иностранных слов: Ок. 20000 слов. — 4-е изд., стер. — М.: Русский язык, 2001. — С. 139, 150, 209, 323, 496, 497. — 742 с. — Доп. тираж 10 000 экз. — ISBN 5-200-02989-9.
Кошель П. А. Размножение цветковых растений // «Биология» издательского дома «Первое сентября» : газета. — 2004. — № 12, 13, 14. Архивировано 5 января 2010 года.
Демьянова Е. И. Антэкология: учеб. пособие по спецкурсу / Перм.гос. ун-т. — Пермь, 2010. — 116 с.: ил. — ISBN 978-57944-1581-0

Ссылки[править | править код]

Аллогамия — статья из Большой советской энциклопедии.
Гетеростилия — статья из Большой советской энциклопедии.
Ксеногамия — статья из Большой советской энциклопедии.
Опыление — статья из Большой советской энциклопедии.

Источник

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.

Пчелы в саду

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

Главная
Природа
Перекрестное опыление растений

Елена Голец01 Сентябрь 2017 5529

Чтобы понять чему способствует перекрестное опыление растений, проследим путь развития у них этого важного свойства. Перекрестное опыление растений.

История развития зеленого мира

Известно, что в далеком прошлом, когда единственными представителями зеленого мира являлись одноклеточные водоросли, у них наряду с простым делением возникло слияние двух клеток с образованием новой клетки, способной снова размножаться простым делением. Одноклеточные водоросли.
У многоклеточных водорослей уже были специальные части тела, образующие мужские и женские клетки.

Первые формы опыления растений

С выходом водорослей на сушу, когда размножение стало осуществляться в условиях воздушного окружения, возникли первые ветроопыляемые растения.
Появление различных насекомых привело к связи между ними и цветковыми растениями: некоторые насекомые стали питаться пыльцой. Но благодаря этому насекомые оказались невольными переносчиками пыльцы с цветка на цветок. Опыление насекомыми.
Таким образом, кроме ветра, у растений появились и другие посредники при опылении — насекомые. Конечно, это не шло во вред растениям, наоборот, новая форма опыления оказалась более совершенной.
С этого времени между насекомыми и некоторыми цветковыми растениями возникают новые виды связей, которые привели к изменению как цветков, так и их опылителей — насекомых.

Приспособления, облегчавшие насекомым распознавание растений

Несомненно важное значение для укрепления связи между опыляемыми растениями и, насекомыми-опылителями имели приспособления, облегчавшие насекомым распознавание растений.
Так, естественный отбор идет по линии развития яркого околоцветника. Постепенно у многих растений в цветке возникает дополнительное средство привлечения насекомых — клетки, выделяющие сахаристое вещество. Впоследствии из этих клеток произошли нектарники.
Некоторые растения выделяют пахучие вещества. Эти вещества возникли, вероятно, как полезное защитное приспособление (защита от высыхания, от врагов), а позднее стали служить для насекомых средством распознавания растений. Такова в самых общих чертах картина усовершенствования перекрестного оплодотворения.

Польза перекрестного оплодотворения

Совершенствование перекрестного оплодотворения в процессе исторического развития служит еще одним доказательством полезности его для жизни зеленого мира. Но в чем эта польза?
Вспомним процесс оплодотворения. После опыления пыльца прорастает, образуя тончайшую пыльцевую трубочку, которая проникает вглубь пестика, где находится завязь. В завязи имеется семяпочка (одна или несколько), а в семяпочке — яйцеклетка. Из последней и развивается зародыш нового растения.
Однако возникновение этого зародыша возможно лишь в том случае, если произойдет оплодотворение, то-есть мужская клетка по пыльцевой трубочке проникнет в яйцеклетку и они сольются. Но одинаковы ли будут по своим качествам оплодотворенные клетки, получившиеся в результате самоопыления и перекрестного опыления? Конечно, не одинаковы.
Когда происходит самоопыление и самооплодотворение, то сливаются, то-есть взаимно ассимилируют друг друга, две половые клетки, совсем или почти совсем одинаковые по своей наследственности, так как они образованы одним и тем же организмом.
Наследственность у новой клетки будет почти такая же, как и у каждой из двух слившихся клеток в отдельности. А это значит, что в обмене веществ нового организма ничего не изменяется, приспособленность его к условиям жизни останется той же, без изменений.
Иное происходит при перекрестном опылении и оплодотворении. Здесь сливаются две клетки от двух организмов с разной наследственностью. Пусть это растения одного вида, но живущие в несколько различных условиях, значит, и наследственная природа их будет несколько различаться.

Перекрестное опыление орешника

Взять, например, два куста орешника в одном и том же лесу. Когда-то их предок-орешник дал потомство, от которого впоследствии возникли эти кусты. Прошло, быть может, много поколений.
Растения существовали в сходных, но все же не тождественных условиях: по-разному питались, росли при неодинаковом освещении, увлажнении и т. д. Они остались растениями одного вида, но от поколения к поколению расходились.
Иногда очень легко обнаружить разницу кустов орешника даже по наружным признакам — например, по форме орехов. Для своей жизни эти два разошедшиеся растения уже нуждались и в несколько различных условиях.
А когда ветер перенес пыльцу от сережки одного куста на рыльце пестика другого и произошло перекрестное оплодотворение, то в возникшем из такой клетки зародыше сочетались уже две наследственности — от двух несколько разных кустов орешника. Лесной орех.
Растение, выросшее из образовавшегося семени, имеет несколько иной обмен веществ и проявляет большую приспособленность к окружающей среде. Возникновение новых приспособлений к жизни у растений зависит еще и от того, в каких условиях будет происходить их развитие.
Необходимо помнить, что растение развивается как под действием наследственности, выработавшейся в сходных условиях на протяжении многих поколений, а поэтому более или менее устойчивой, так и под действием изменчивости, проявляющейся под влиянием изменения обмена веществ в зависимости от окружающих условий.
Изменение условий жизни организма всегда влияет на обмен веществ, но это влияние может быть и очень значительным и совсем ничтожным. Перекрестное опыление поэтому и дает большую возможность проявиться творчеству в природе, то-есть возникновению чего-то нового, полезного для жизни растения. Но в природе не существует направленности: сохранение или закрепление того или иного качества определяется полезностью этого качества в данных условиях.

Перекрестное опыление растений в работе И.В. Мичурина

Иван Владимирович Мичурин своими замечательными работами показал, как можно успешно управлять развитием растений, используя перекрестное опыление растений. При создании новых сортов он обычно использовал растения, полученные перекрестным опылением от пар с разной наследственностью.
Для перекрестного опыления он подбирал растения и географически отдаленные, то-есть из мест, отличающихся различными физико-географическими условиями жизни, и отдаленные по родству — лучшие далекие разновидности и даже виды. Но самое главное заключается все же не в получении помеси (гибрида), а в воспитании у него требуемых качеств.
Мичурин, проявляя тонкую наблюдательность, находчивость и глубокое понимание сложности живого организма, создал свою замечательную систему воспитания гибридных растений. Он воздействовал на молодой, неустойчивый гибрид, изменяя условия его существования: почву, температуру, влажность, яркость освещения и т. д., подбирая такие условия, которые способствовали бы формированию у растения наиболее ценных для нас качеств.
Ученый считал, что если организм будет развиваться из семени, полученного в результате перекрестного опыления растений с несколько различной наследственностью, он окажется более отзывчивым на изменение условий окружающей его среды.
Мичурин воздействовал на молодой организм направленно, учитывая особенности наследственной природы каждой из взятых для скрещивания форм, тщательно изучая влияние, которое могут оказать на развивающееся растение те или иные условия жизни.
Для перекрестного опыления Мичурин подбирал такие сочетания растений, которые в естественных условиях не встречаются.
Возможно ли, например, естественное перекрестное опыление дикой груши из лесов Приморья с культурной формой такой же груши из Крыма или Южной Франции? Ясно, что это совершенно исключено. А между тем перекрестное опыление именно таких географически далеких форм и может дать помеси (гибриды) с очень ценными качествами, если, конечно, удастся путем направленного воспитания закрепить и развить их.
При опылении далеких по своему происхождению форм, которые существенно отличаются друг от друга по обмену веществ, оплодотворение не наступает. Такие растения, как правило, или не дают семян, или они оказываются не всхожими. Можно ли добиться перекрестного оплодотворения и получить помеси между ними?
Мичурин установил, что разные по своей природе растения легче сращиваются, чем скрещиваются: клетки их тела по обмену веществ ближе между собой, чем специализированные клетки, участвующие в оплодотворении.
Мичурин применял различные способы сращивания растений, пытаясь сблизить их биологически, сделать более сходными, родственными по обмену веществ. Как известно, его опыты увенчались полным успехом.
Метод сращивания Мичурин широко использовал для воспитания растений. Впервые в мире он применил метод ментора (воспитателя) — воспитание растения с помощью другого растения. Скрещенные сорта яблонь.
Прививая в крону молодого растения веточки взрослых деревьев от одного или нескольких сортов, Мичурин стремился воздействовать привоем (растением, которое прививается) на подвой (растение, на котором делается прививка) и изменить у подвоя обмен веществ в желательную сторону.
Он использовал также воспитываемое растение и как привой, приращивая его к взрослому растению, чтобы передать через изменение обмена веществ те или иные ценные качества последнего своему воспитаннику.
Метод ментора — искусственный прием, но он также основан на общем законе жизни: свойстве белков самообновляться и изменять ход этого самообновления под воздействием условий среды.
Иван Владимирович Мичурин создал новое направление в биологии, указал пути дальнейшего овладения сложнейшими явлениями в жизни растений, связанными с обменом веществ. Этими путями в нашей стране идут тысячи продолжателей великого дела Мичурина.

Рейтинг: 0/5 – 0
голосов

Источник