Экология опыления цветковых растений
Самостоятельная работа студента
по экологии
На тему: ”Экология опыления цветковых растений”
Выполнил: Бекболуев Шабдан
2 курс ЮК-5-11
Введение
Опыление и оплодотворение цветковых растений
С начала весны и до поздней осени цветут различные растения. Цветки растений различны по строению, форме, величине и окраске венчика. У одних они одиночные, у других – собраны в соцветия.
После цветения развиваются плоды. В плодах созревают семена. Плоды и семена образуются лишь из тех цветков, в которых произошло опыление и оплодотворение.
Опылением называется перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
Перекрестное опыление
При перекрестном опыление, пыльца из цветков одного растения переносится на рыльце пестик другого растения.
Опыление насекомыми
У большинства цветковых растений перекрестное опыление осуществляется насекомыми.
Что ищут в цветках насекомые? Пыльцу и нектар. Они служат насекомым пищей. Но в одном цветке нектара мало, приходится собирать его с очень многих цветков. Доставая нектар насекомое касается пыльника и пыльца прилипает к его тельцу. На другом цветке насекомое, коснувшись липкого рыльца пестика, оставит на нем часть принесенной пыльцы.
Опылителями являются многие насекомые. Бабочки, например, перелетая с цветка на цветок, долго задерживаются на каждом и успевают посетить за день небольшое число растений.
Цветок является органом полового размножения, а тычинки и пестик – важнейшие его части. Для того, чтобы образовались плоды и семена, должно произойти опыление, а затем – оплодотворение. Опыление – это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Цветковые растения в процессе длительной эволюции выработали различные приспособления для того, чтобы опыление происходило более эффективно. Существуют несколько видов опыления. При самоопылении пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика этого же цветка. Горох, пшеница, картофель – это самоопыляемые растения. При перекрестном опылении происходит перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльца пестиков других цветков. Большинство растений в природе опыляются перекрестно.
Глава 1. Размножение цветковых растений У цветковых растений мужские гаметы (спермин) очень мелкие, женские (яйцеклетки) гораздо крупнее. Формирование пыльцевых зерен и зародышевого мешка. В пыльниках тычинки происходит деление клетки, в результате которого образуются пыльцевые зерна. Каждое пыльцевое зерно покрытосеменных растений состоит из вегетативной и генеративной клеток. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками. Наружная оболочка, как правило, неровная, с шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. Это помогает пыльцевым зернам удерживаться на рыльце пестика. Пыльца растения, созревающая в пыльниках, к моменту распускания цветка состоит из множества пыльцевых зерен. Одновременно с образованием пыльцы в семязачатке формируется зародышевый мешок. Семязачатки развиваются на внутренних сторонах стенок завязи и, как все части растения, состоят из клеток. Число семязачатков в завязях разных растений различно. У пшеницы, ячменя, ржи, вишни завязь содержит только один семязачаток, у хлопчатника — несколько десятков, а у мака их число достигает нескольких тысяч. Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал — пыльцевход. Он ведет к ткани, занимающей центральную часть семязачатка. В этой ткани в результате деления клеток образуется зародышевый мешок. Напротив пыльцевхода в нем находится яйцеклетка, а центральную часть занимает крупная центральная клетка. Оплодотворение у цветковых растений. Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прикрепляется к нему благодаря особенностям строения оболочки, а также липким сахаристым выделениям рыльца, к которым пыльца прилипает. Пыльцевое зерно набухает и прорастает, превращаясь в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Сначала эта трубка растет между клетками рыльца, затем — столбика и наконец врастает в полость завязи. Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота. Второй спермии сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермии сливается с яйцеклеткой, второй — с крупной Центральной клеткой. Этот процесс открыл в 1898 г. русский ботаник, академик С. Г. Навашин и назвал его двойным оплодотворением. Двойное оплодотворение характерно только для Цветковых растений. Образование семян и плодов. Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения. Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ. После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий, развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка. Опыление. Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика. Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца из тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овес, ячмень, горох, фасоль, хлопчатник. Самоопыление у растений чаще всего происходит в еще не раскрывшемся цветке, т. е. в бутоне, когда цветок раскроется, оно уже закончено. При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно, имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение. При перекрестном опылении пыльца с тычинок цветка одного растения переносится на рыльца пестиков цветка другого растения. При перекрестном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно. В природе перекрестное опыление встречается значительно чаще, чем самоопыление. Более того, у растений выработались специальные приспособления, затрудняющие самоопыление или делающие его невозможным: тычинки и пестики. На одном цветке созревают не одновременно, тычинки бывают короче пестиков. Затруднено самоопыление у таких растений, как кукуруза, огурец, арбуз, орешник, потому что тычинки и пестики у них находятся в разных цветках. Невозможно самоопыление у двудомных растений (тополь, ива). У них мужские и женские цветки расположены на разных растениях. Вы знаете, что у голосеменных растений пыльцу переносит ветер. У покрытосеменных ее могут переносить ветер, насекомые, птицы, вода. В связи с этим у растений выработались особые признаки. В зависимости от способа переноса пыльцы среди перекрестноопыляемых растений выделяют насекомоопыляемые и ветроопыляемые. Признаки насекомоопыляемых растений. Крупные одиночные цветки, собранные в соцветия мелкие цветки, яркая окраска лепестков или листочков простого околоцветника, наличие нектара и аромата — признаки насекомоопыляемых растений. Крупная, липкая, шероховатая пыльца цветков таких растений хорошо прилипает к мохнатому телу насекомого. Цветки душистого табака раскрываются только с наступлением сумерек. Они сильно пахнут. Как они опыляются? К ночи аромат усиливается, и белые крупные цветки еще издали привлекают ночных бабочек. Крупные, ярко окрашенные лепестки и обилие пыльцы в цветке — хорошая приманка для многих насекомых. Перемазавшись в пыльце, они перелетают с одного растения на другое и переносят прилипшие к телу пылинки на рыльца пестиков соседних цветков. Есть растения, цветки которых опыляются только определенными насекомыми. Например, львиный зев, клевер опыляются шмелями. Во время цветения в сады Пчелы в поисках корма опыляют цветки плодовых — и урожай плодов повышается. Признаки ветроопыляемых растений. У растений, опыляемых ветром, не бывает ярких, крупных и душистых цветков. Невзрачные, обычно мелкие цветки, часто собранные в соцветия, перистые рыльца, пыльники на длинных свисающих нитях, очень мелкая, легкая, сухая пыльца — все это приспособления к опылению ветром. Ветроопыляемые растения чаще растут большими скоплениями, например заросли орешника, березовые рощи, дубравы. Большинство деревьев, цветки которых опыляет ветер, цветет весной, до распускания листьев. Пыльца легко попадает на рыльца. При цветении орешника, березы и других ветроопыляемых деревьев и кустарников образуется очень много пыльцы. Но большая часть пыльцы на рыльца пестиков не попадает. Ветром опыляются тополь, ольха, дуб, береза, орешник, рожь, кукуруза и другие растения с невзрачными цветками. Искусственное опыление. Человек иногда сознательно переносит пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Такое опыление называют искусственным. Его осуществляют с целью выведения новых сортов и повышения урожайности некоторых растений. Переносят пыльцу чистой, сухой, мягкой кисточкой или кусочком резины, прикрепленным к проволоке. У некоторых растений цветки готовят к опылению заранее, пока они не распустились. Для этого осторожно открывают бутоны и удаляют из них тычинки, чтобы не произошло самоопыление. Затем на бутоны надевают марлевые мешочки, чтобы ветер или насекомые случайно не занесли пыльцу на рыльца. Когда эти бутоны распустятся, на их рыльца наносят заблаговременно заготовленную пыльцу. Подсолнечник — перекрестноопыляемое растение. Его опыляют насекомые. В холодную погоду насекомых мало, тогда подсолнечник опыляют искусственно. Человек проходит вдоль рядов растений и варежкой из мягкой материи переносит пыльцу с одного соцветия корзинки на другое. При искусственном опылении кукурузы пыльцу собирают, стряхивая ее с метелки в воронку из плотной бумаги. Затем собранную пыльцу наносят на рыльца пестичных цветков.
Глава 2. Методические
разработки по теме «
Процесс опыления у растений
Опыление - жизненно важный процесс для всех цветковых растений, и природа немало позаботилась о том, чтобы он проходил успешно.
В отличие от животных, растения не могут передвигаться в поисках партнера, и им приходится полагаться на помощь внешних сил (ветра, воды, насекомых), чтобы передать пыльцу другому растению (или другой своей части) для создания новых семян.
Опыление так важно для растения потому, что от него зависит сохранение вида. А перекрестное опыление - когда пыльца переносится на рыльце другого цветка, на том же растении или другом, но того же вида - может привести к мутациям, которые помогут данному виду лучше приспособиться к окружающей среде.
Опыление ветром
Опыление ветром, когда невесомая пыльца переносится с потоками воздуха, очень распространено в природе. Так опыляются многие деревья, как, например, дуб, ясень и сосна, а также кукуруза и злаковые. Опыляемые ветром растения вынуждены производить огромное количество пыльцы, чтобы увеличить шансы ее попадания на рыльце соответствующего растения. Пыльца должна быть очень легкой, чтобы "плыть" по воздуху; она почти невесома. Если встряхнуть созревшую сережку орешника, цветущую ветку хвойного дерева или тимофеевку луговую, вы увидите в воздухе целое облако пыльцы. У некоторых растений есть крохотные воздушные пузырьки, которые помогают пыльце подольше продержаться на ветру.
Опыление насекомыми
Как правило, цветы растений, опыляемых насекомыми, очень яркие и обладают сильным ароматом. Если отдельные цветочки слишком малы, они группируются в соцветия или располагаются в окружении разноцветных листьев под названием прицветник, чтобы привлечь внимание насекомых.
"Цветы" мексиканского кустарника пуансетии в действительности являются прицветником, привлекающим внимание насекомых к достаточно неприметным цветам. Пыльцевые зерна опыляемых насекомыми цветов обычно крупнее и шероховатей, чем у цветов, опыляемых ветром. Они могут быть клейкими, чтобы прилипать к насекомым.
Адаптация к насекомым
У растений, опыляемых насекомыми, можно наблюдать чрезвычайно остроумные и изобретательные приемы адаптации к ним. Растения с открытыми (например, маргаритки) или чашевидными (лютики) цветами устроены так, что могут воспользоваться услугами всех насекомых, будь то пчела, жук или муравей, а иногда они не брезгуют и помощью мелких животных, прикоснувшихся к цветку. Насекомое может стряхнуть пыльцу из пыльника на рыльце или перенести ее на другой цветок. Некоторые цветы более разборчивы и могут опыляться с помощью только одного вида насекомых. Цветы люпина, душистого горошка и их ближайших родственников устроены так, что раскрываются под весом насекомого, севшего к ним на "крылышки", и выпускают тычинки и рыльца, трущиеся о тельце гостя. У некоторых растений цветы могут опылить только насекомые с длинным хоботком, такие как мотыльки и пчелы. Примером такого растения может послужить яснотка белая. Чтобы добраться до нектара, спрятанного на дне цветка, насекомому приходится просовывать голову глубоко вовнутрь и тесно прижиматься к нижнему лепестку. В это время пыльник или рыльце, расположенные в верхних лепестках, прижимаются к спинке насекомого. У некоторых растений с перекрестным опылением сначала из цветка появляется пыльник, и только когда вся пыльца высыплется, выглядывает рыльце, чтобы именно оно, а не пыльники, пришло в непосредственный контакт с насекомым. Опыление насекомыми - это основной вид опыления цветов, однако в тропиках Австралии и Южной Америки довольно распространено опыление птицами. Это главным образом колибри, и зачастую они не больше шмеля. Они сосут нектар закрытым клювиком, используя язык как поршень.
Водное опыление
Это самый редкий вид опыления, но он является основным для сугубо водных цветущих растений - например, зостеры (морской травы). Их нитеобразная пыльца с удельным весом, соответствующим плотности морской воды, может плавать на любой глубине, пока ее не захватит похожее на перышко рыльце.
Свободное опыление как метод селекции часто используется начинающими селекционерами,однако уже после первых лет работы с такими сеянцами становится ясной малая перспективность этого метода для получения форм с хорошими декоративными признаками. Как правило, в потомстве от свободного опыления появляются признаки, характерные для диких предков культурного гладиолуса, и почти отсутствуют те, которые появились позже в процессе селекции. Более перспективной для селекции является, несомненно, искусственная гибридизация с продуманным подбором родительских пар. Вместе с тем можно полагать, что потомство от свободного опыления будет биологически более устойчивым и жизнеспособным. Наблюдение за потомством от свободного опыления сортов гладиолуса показало, что лучше всего передается потомству окраска цветка материнского растения. Даже в потомстве белоцветковых сортов, являющихся рецессивными по окраске, 80-90 % сеянцев имели белые цветки. Так как в коллекции сорта территориально близко расположены друг к другу и растений каждого сорта относительно немного, то предположить во всех случаях опыление в пределах своего сорта трудно, хотя это и не исключено. Преобладала окраска цветка материнского сорта у сеянцев лососево-розовых и оранжевых сортов. Очень стойко передается штриховатость окраски; все сеянцы от свободного опыления розового с малиновыми штрихами сорта Биби имели примерно такую же окраску цветка; 54,5 % гибридов от свободного опыления сорта Северное сияние имели кремово-белые цветки с розово-красными штрихами, сходные с окраской материнского сорта. Форма цветка материнского сорта при свободном опылении тоже наследуется значительным числом сеянцев.
Так, от гофрированных сортов Алекс, Сноуспрайт все сеянцы имели такую же форму цветка, тогда как от сортов с простым цветком все сеянцы имели ровные края околоцветника. Однако были и исключения. Так, от сорта Джилси Карнавал, имеющего оранжевые с красными пятнами гофрированные цветки, лишь у 16,6 % гибридов были такие же цветки. По окраске 50 % сеянцев оказались желтыми, 33,4 % имели кремовые, розово-красные и розово-лиловые цветки с ровными долями. От сорта Пинк Сайз (беловато-сиреневый очень мелкоцветковый) были получены светло-фиолетовые сеянцы с крупным цветком, и только треть из них по форме и окраске походила на материнский сорт. Большинство сеянцев от свободного опыления имеют невыровненное соцветие, редкое расположение цветков, длинную трубку, что делает цветок сильно наклоненным. Эти признаки свойственны дикорастущим видам гладиолуса. Так, капюшоновидный сильно наклоненный верхний сегмент околоцветника, часто встречающийся у сеянцев от свободного опыления (и у некоторых сортов), характерен для гладиолуса попугайного (G. psittacinus) и гладиолуса первоцветного (G. primulinus), использовавшихся в селекции культурных форм. Воронковидная форма цветка, очевидно, исходит от гладиолуса кардинальского (G. cardinalis). Сильно изогнутая и длинная трубка - от гладиолуса пурпурно-золотистого (G. purpureo-auratus) или гладиолуса первоцветного. Редкое соцветие, небольшое число цветков, рыхлое их расположение - все эти признаки нередко доминируют у сеянцев от свободного опыления, так как являются признаками диких предков культурного гладиолуса. Вследствие этого свободное опыление как метод селекции новых сортов оказывается мало перспективным, особенно когда селекция ведется по декоративным признакам. Возможно, что при селекции на устойчивость сеянцы от свободного опыления окажутся перспективными. Близкородственное скрещивание является одним из методов селекции растений и животных. Он приводит к процессу разложения популяции, каковой является каждый сорт культурного растения, на линии с различными генотипами, при этом гены, находящиеся в гегерозиготном состоянии, переходят в гомозиготное. При последующих скрещиваниях этих линий могут возникнуть особи, сочетающие в себе ряд признаков, находившихся ранее в рецессивном состоянии.
Получающиеся в результате инбридинга растения оказываются более выровненными, однородными и надежнее передают свои свойства потомству. Известно между тем, что близкородственное скрещивание приводит к уменьшению потомства за счет гомозиготизации летальных генов. У гладиолуса вследствие его полиплоидности снижение жизненности при однократном инцухте сказывается слабо, однако при опылении цветков гладиолуса своей пыльцой (пыльцой с другого цветка этого же растения) уменьшается число коробочек и созревших семян по сравнению с этими показателями при искусственном межсортовом опылении. Гибель растений, полученных из семян от близкородственного опыления, отмечается на стадии проростков и дальнейшего развития молодых растений, так что цветения достигает едва половина всех всходов, развитие их происходит медленно, так что цветение наступает не ранее чем на 4-й год после посева, тогда как сеянцы от скрещивания или свободного опыления зацветают на 2-3-й год. Так как почти все сорта гладиолуса произошли от скрещивания сортов друг с другом, то потомство от самоопыления по существу является гибридом второго поколения (F2) и в нем проявляются признаки исходных сортов.
Так, в потомстве от самоопыления крупноцветкового сорта Раннего розового, происшедшего от скрещивания сортов Хеппи Энд и Спринг Мейд, 86,6 % гибридов имели мелкий цветок, характерный для отцовского сорта (Спринг Мейд), и 13,4 % - средний, как у материнского сорта- Окраска цветка варьировалась от белой до светло-красной (исходные сорта имели оранжево-красные и желтые цветки). От самоопыления мелкоцветкового, желтого сорта Спринг Мейд получились сеянцы с преобладанием желтых мелких цветков. В потомстве от самоопыления у гладиолуса проявляются рецессивные признаки (крупный цветок, белая окраска); оно характеризуется большей однородностью окраски цветка, но вместе с тем и большим количеством "малокультурных" признаков: короткое редкое соцветие, неправильное расположение цветков, слабые доли, длинная трубка. Сеянцы от самоопыления сами не дают материала для отбора перспективных форм, но могут быть использованы для повторных скрещиваний с целью создания гетерозисных мощных форм культурного гладиолуса. Пока что этот прием в селекции гладиолуса используется слабо.
Опыление плодовых культур заметно отличается от опыления полевых и огородных культур. Плодовые растения цветут в ранние весенние месяцы, когда дикие насекомые и медоносные пчелы еще малочисленны. Лёту насекомых-опылителей препятствует холодная погода. Большинство плодоводов хорошо знает, что при холодной погоде в саду особенно необходимы медоносные пчелы. При нормальном цветении взрослых деревьев на гектаре яблоневого сада бывает примерно 2,5 млн. цветков, из которых только 3—5% оплодотворяются и превращаются в пригодные для реализации плоды.Среди плодовых культур сорта яблони и черешни являются лучшими примерами самостерильности. Чтобы происходило эффективное перекрестное опыление, в саду должны быть совместимые сорта. Если в саду растут яблони двух или большего числа сортов, но при перекрестном опылении плоды не завязываются, значит, сорта интерстерильны. Практически все сорта груш самостерильны, хотя для них характерны большие колебания степени стерильности, чем у яблонь и черешен. Сливы японского происхождения наиболее самостерильны, в то время как сливы европейского происхождения обладают склонностью к самофертильности. Сорта вишен, персиков, черной смородины, малины и ежевики практически самофертильны, но для гарантии самоопыления им нужны насекомые.
Самостерильным сортам необходимы насекомые, обеспечивающие эффективное перекрестное опыление. Часто придерживаются неправильной точки зрения, что у самофертильных растений опыление происходит без участия насекомых. Перекрестное опыление между двумя самофертильными сортами всегда обеспечивает лучший урожай. Для завязывания плодов у самофертильных типов растений требуется меньшая работа насекомых, чем для образования урожая у самостерильных растений. Однако крайне важно, чтобы насекомые равномерно распределялись по саду. У самостерильных сортов даже при удачном размещении сортов-опылителей перекрестное опыление зависит от многих взаимосвязанных сложных факторов. Не все посещения цветков насекомыми оказываются эффективными. Так, насекомое, хорошо покрытое пыльцой, обеспечивает перекрестное опыление лишь нескольких цветков, потому что запас полноценной пыльцы на теле насекомого быстро расходуется.
Для опыления в саду при неблагоприятной погоде нужны семьи, состоящие примерно из 2,3 кг взрослых пчел и не менее 6 рамок расплода. Если для опыления пчелы закупаются на юге, то вес пакета для заселения одного улья должен быть не менее 2,3 кг. Пакетные пчелы должны прибыть на место за 3—5 дней до начала цветения, чтобы они успели образовать семью и освоились с новой местностью до начала опылительной работы. Пчелам следует предоставить достаточно места для складывания запасов корма, а матке — для откладки яиц. Для перезимовавших семей вполне достаточен двухкорпусный улей. Пакетным пчелам второй ульевой корпус с сотами дают примерно через 10 дней после пересадки их в улей, что - бы они имели достаточно места для расплода и складывания запасов корма. Следует шире использовать безматочные пакеты пчел для пополнения слабых семей.
Рис. 4. Использование двух пакетов пчёл (по 1,3 кг) часто даёт лучшие результаты чем использование одного пакета пчёл весом 2,3 кг.
Пчеловоды юга высылают также пакеты пчел (2,3 кг) специально для садов. Эти пакеты используются в тех случаях, когда невозможно достать ульи с пчелами. Пчелы специальных пакетов для сада посещают цветки хуже, чем пчелы перезимовавших семей или пчелы, пересаженные из пакетов в ульи (рис. 4). Для мелких плодоводов, владеющих плодовыми садами площадью от 1,2 до 4 га, лучше иметь собственные пчелиные семьи. Крупным плодоводам в большинстве случаев выгоднее арендовать семьи у заслуживающих доверие пчеловодов.
Размещение пчелиных семей
зависит от размера сада. Если сад
занимает 1—2,5 га, ульи можно расположить
в защищенном месте внутри сада или
по его краю, и пчелы будут равномерно
посещать все цветущие деревья. В
больших садах ульи распределяют
из расчета 2,5 семьи на гектар. При
такой расстановке ульев
Наличие пчел в садах с перекрестно-опыляемыми деревьями не обеспечивает получение урожая, если отсутствуют сорта-опылители (совместимые сорта). Деревья основных сортов следует высаживать блоками, состоящими из 3—4 рядов. Вокруг блоков должны находиться сорта-опылители, причем сроки цветения у всех сортов должны совпадать. При неправильной посадке в ведра с водой ставят цветущие ветки сортов-опылителей. Ведра подвешивают на треногах из кольев возле ветвей дерева, нуждающегося в перекрестном опылении. Поскольку подвешивание ведер с ветками является временной мерой, в крону основного сорта нужно привить глазок или черенок сорта-опылителя. Через 3—5 лет привой начинает цвести. Для перекрестного опыления самофертильных сортов крайне важно иметь правильно размещенные промежуточные посадки самофертильных сортов - опылителей.
Насекомые не одинаково активно посещают цветки разных растений, что объясняется в основном неодинаковым содержанием сахара в нектаре, а также разным ароматом цветков. Медоносные пчелы собирают самый сладкий нектар, а так как концентрация сахара в нектаре меняется в течение дня, то и активность лёта пчел бывает разной. Указанная особенность растений приводит к тому, что на деревьях одних сортов в саду завязывается слишком много плодов, а с деревьев других сортов не снимают даже среднего урожая.
Другая серьезная проблема во многих районах плодоводства заключается в изобилии одуванчика и горчицы. Одуванчик обычно зацветает вместе с яблонями, а горчица отцветает вместе с яблонями. Некоторые наблюдения показывают, что медоносная пчела охотнее берет нектар с одуванчика и горчицы, что важно учитывать при размещении ульев в садах. В благоприятные годы при 5 ульях и 2 га яблоневого сада происходит настолько интенсивное опыление, что часть цветков приходится удалять, чтобы получить плоды нормального размера. В этом случае нужно ограничивать деятельность пчел определенным количеством часов или применять химические вещества для прореживания цветков.
Реферат на тему:
"Опыление и оплодотворение.
Суть двойного оплодотворения "
ПЛАН
1. Понятие опыления, типа опыления
Опыление - процесс переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление - процесс переноса пыльцы двуполым цветка на рыльце этой самой или другого цветка, но той же особи. Некоторые растения (ячмень, овес, просо, часть пшеницы, рапс) опыляются еще тогда, когда цветки не раскрылись. При перекрестном опылении пыльца цветка одной особи переносится на рыльце цветка другой особи. Это основной тип опыления цветковых растений (яблоня, ива, огурцы и др..).
Перекрестное опыление происходит естественным (насекомыми, птицами, ветром, водой) и искусственным (осуществляет человек) путями.
В ветроопыляемых растений цветки Беа нектарники, мелкие, малозаметные, с упрощенной небарвистою околоцветником. Большие пыльники на длинных тычиночных нитях далеко высовываются из околоцветника, пестика открытые, с большими рыльцами. Пыльцы образуется много, он мелкий, легкий, с гладкой поверхностью. Ветроопыляемых растения часто растут на открытых местах, образуя заросли одного вида (камыш, ковыль, лепешняк). Значительное количество ветроопыляемых растений цветет весной, до распускания листьев (лещина, ольха, береза ??и др.).
К энтомофильных, или комахозапильних, относится подавляющее большинство покрытосеменных растений, распространенных в различных климатических зонах. Околоцветник (чаще венчик) энтомофильных растений ярко окрашена и хорошо заметна на зеленом фоне листьев. Цветки одиночные или собраны в соцветия. Пыльники комахозапильних растений сравнению с ветроопыляемых меньше и образуют меньше пыльцы: пыльца большой, липкий, с бугорчатой ??или шишковатой поверхностью. На дне венчика многих цветков образуются нектарники, в которых производится душистый сладкий сок - нектар, выделение которого после оплодотворения прекращается. Есть целый ряд других признаков, предназначенных для привлечения насекомых. Это свидетельствует о том, что эволюция растений и их опылителей шла параллельно. Это так называемая сопряженная эволюция (коэволюция).
Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготность популяций, дает материал для естественного отбора и сохраняет устойчивое потомство - носителей благоприятного соотношения генов.
Искусственное опыление широко применяют для повышения урожая и выведение новых сортов растений. При этом для переноса пыльцы на рыльце пестика используют различные способы. Так, у кукурузы, которая имеет однополые цветки, пыльца собирают, встряхивая верхушки метелки мужских цветков в бумажные мешочки. Затем собранный пыльцу кисточкой переносят на женские цветки.
Для искусственного опыления подсолнечника надевают на руку перчатку, снимают ней пыльцу с одного растения и переносят на другую. Можно это делать прижатием двух корзин друг к другу.
Для выведения новых сортов растений с обоеполыми цветками нужна подготовка к искусственному опылению. Прежде всего с цветков растения, выбранной по материнской, еще в пупянку удаляют пыльники и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от попадания пыльцы. Через 2-3 дня, когда пупянок раскрывается, на рыльце пестика наносят пыльцу другого сорта чистой сухой кисточкой, мягким кусочком резины и т..
2. Суть двойного оплодотворения
После опыления происходит процесс оплодотворения - слияния мужской половой клетки с женской. Пыльца, попавший на поверхность рыльца, продолжает свое развитие (начинает прорастать пил еще в пыльников), что внешне проявляется в набухании, образовании пыльцевой трубки, стенки которой состоят из интины и проходят сквозь поры в эмиграции. Образование пыльцевой трубки стимулируется веществами, выделяемыми рыльцем в ответ на родственный пыльца, попавший на нее. Пыльцевая трубка за короткое время проходит через рыхлую ткань столбика и через микропиле проникает в зародышевого мешка. Одновременно прорастает много пыльцевых трубок, но с зародышевым мешком
сливается только одна. В пыльцевой трубки, образовавшейся из вегетативной клетки, переходят два спермии, которые образовались из генеративной клетки в результате митотического деления. В отдельных случаях сперматозоиды могут образовываться еще в пыльники. В месте контакта пыльцевой трубки с зародышевым мешком стенки зародышевого мешка ослизняются и пыльцевая трубка проходит внутрь. Достигнув яйцеклетки, пыльцевая трубка разрывается, из него выходят два спермии. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидный зиготу, из которой развивается зародыш нового растительного организма. Второй спермий сливается с вторичным (диштоидяим) ядром, в результате чего образуется триплоидному клетка, дающая начало эндосперма - запаса питательных веществ для зародыша. Если у завязи есть несколько семенных зачатков, то в каждом из них происходит описанный выше процесс, который был открыт русским цитологом и эмбриологом растений С. Г. Навашиным в 1898 г. и назван им двойным оплодотворением (рис.).
Рис. Схема двойного оплодотворения
1 - антиподы 2 - спермы 3 - вегетативное ядро ??4 - пыльцевая трубка, 5 - синергиды, 6 - яйцеклетка, 7 - вторичное ядро, 8 - полярные ядра, 9 - триплоидне ядро ??эндосперма, 10 - зигота
После оплодотворения происходит интенсивное деление вторичного (триплоидному) ядра и ткань эндосперма быстро заполняет зародышевый мешок. Сначала образуется большое количество ядер, а затем между ними возникают перегородки, образуя клетки, которые продолжают делиться, заполняя всю полость зародышевого мешка. Эндосперм у одних растений полностью расходуется при формировании зародыша (бобовые, тыквенные), в других - сохраняется в зрелых семенах (злаки). После накопления определенной части питательных веществ в эндосперме начинает свое развитие и зигота, давая начало зародышу семени.
Формирование зародыша (рис.) начинается с деления зиготы поперек продольной оси зародышевого мешка. Верхняя клетка, лежит ближе к пилковходу, образует подвесок, который отодвигает нижнюю клетку внутрь эндосперма. Подвеска у одних видов растений остается одноклеточным, у других - делится поперек и становится многоклеточным, все больше отодвигая нижнюю клетку в эндосперм. Нижняя клетка разрастается в передзародок семени шаровидной формы. Передзародок делится на 4 клетки двумя взаимно перпендикулярными перегородками, затем каждая из этих клеток делится еще на две. В результате дальнейшего деления образуется шарообразное тело, увеличивается в размерах и, постепенно дифференцируясь, приобретает вид зародыша. У него образуются симядоли, между которыми формируется зачаточный стебель с зачаточными листочками и зачаточный корешок.
