Цветы опыляют шмели пчелы и другие насекомые

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

У урожая много слагаемых: хорошие семена, плодородная почва, своевременный полив, подкормка, соблюдение агротехники… Но даже при безупречном выполнении каждого из этих пунктов урожая не будет, если цветки не опылят насекомые. Большинство культур без опыления пчелами так и останутся бесплодными. Еще великий Дарвин доказал, что при перекрестном опылении растения дают урожай почти на 60 % больше, чем без него. При этом улучшается как качество самих плодов, так и семян: они становятся более ценными, приобретая свойства повышенной урожайности.

Фото Анатолия Дрибаса

Практикой доказано, что пчелоопыление является самым дешевым и наиболее эффективным технологическим приемом повышения урожайности энтомофильных культур. Его не могут заменить ни высокая агротехника возделывания растений, ни мелиорация, ни удобрения. За рубежом давно поняли это, и пчеловоды получают солидные деньги за то, что подвозят свои улья к полям с сельскохозяйственными культурами.

Трудно переоценить роль пчел в деле сохранения и развития растительного мира на Земле. Принято считать, что ценность их опылительной работы в 15—20 раз больше, чем стоимость получаемых от них продуктов — меда, воска и других. И эта цифра явно занижена. Ведь в расчет не берется опыление дикорастущих кормовых и лекарственных растений.

Пригласите пчелу на участок

Зачастую многим кажется, что опыление происходит как нечто само собой разумеющееся: прилетит насекомое, сядет на цветок, перенесет с него пыльцу на другой — и дело сделано. Но ведь пчела может и не залететь на ваши грядки. Что делать? Пригласить ее на участок!

Цветки опыляют не только пчелы. Работают над будущим урожаем жуки, бабочки, мухи, осы, шмели, осмии (дикие пчелки). Но среди всех насекомых именно медоносные пчелы справляются с опылением овощных и плодово-ягодных культур успешнее всего. Жуки и мухи не могут считаться надежными опылителями: у большинства из них нет волосков, поэтому пыльца на их теле почти не задерживается. К тому же им для собственного насыщения нужно совсем немного пропитания. Пчелы же и шмели собирают корм с цветков не только для себя, но и для своих семей.

Фото Ольги Рукевич

Можно поступить иначе. Поставить кормушку и подождать, когда вокруг нее соберется с десяток пчел. Затем емкость с пчелами прикрыть марлей и отнести, допустим, на огуречные грядки или в теплицу. Там марлю снять, а насекомых отпустить — пусть летят с кормом в зобиках домой. Дорогу они запоминают хорошо. И уже завтра вместе с ними на вкусное угощение прилетят другие пчелы. Они найдут и кормушку, и цветы огурцов.

Чтобы приготовить корм для пчел, растворите стакан сахара в стакане закипевшей воды. Сироп охладите до 30—40 градусов и на четверть объема заполните лепестками только что распустившихся (но без зелени) цветов культуры, на которую хотите пригласить пчел. Закройте крышкой и оставьте на ночь. Утром разложите угощение в неглубокие миски, тарелки, противни и расставьте среди грядок. А чтобы пчелки, забирая корм, не утонули в сиропе, положите в емкости тонкие дощечки.

Мохнатый шмель

Отличными опылителями плодовых и ягодных культур являются и шмели. Эти необычайно трудолюбивые насекомые обрабатывают в основном только ту территорию, на которой расположено их гнездо.

Многие виды шмелей давно прижились в Беларуси и хорошо себя здесь чувствуют. Порой они работают активнее пчел. Густой пушок на теле шмеля и мощный хитиновый покров, способный накапливать очень большой электрический заряд, позволяют удерживать громадное количество пыльцы и переносить ее с одного цветка на другой. За минуту они нередко посещают 30—40 цветков. К сожалению, количество этих насекомых из года в год уменьшается. А ведь они (в буквальном смысле) незаменимы для поздноцветущих культур. Шмелиное гнездо начинает разрастаться только к середине лета.

Просыпаются шмели раньше пчел, летают даже при моросящем дождике и более низких температурах воздуха, когда труженицы из улья не вылетают совсем. Не страшна им и обильная роса по утрам.

Лучшее время для лова шмелей — ранняя весна. В это время летает лишь шмелиная самка. Ее сажают в домик и держат взаперти всю ночь, а утром леток открывают. Если шмелихе жилье понравится — останется в нем жить. Улетела? Эксперимент придется повторить. Желательно иметь на участке несколько таких домиков — в каком-то из них обязательно выведется семья шмелей.

Только придется приделать к летку тоннель из деревянных брусков с входным отверстием по размеру летка. Ставят его с небольшим наклоном, чтобы в гнездо не затекала вода. Торец замазывают сажей. Для шмелей такой вход будет выглядеть как естественный домик. Ведь в природе они занимают норы кротов, мышей, пустоты под корнями кустов, дупла деревьев.

Если семья шмелей поселится в теплице или на огороде, она до последних своих дней будет опылять растения на вверенной ей территории.

Дикие, но не злые

Можно привлечь к работе в саду и огороде и одиноких пчел. Например, осмию, дикую пчелку. Она похожа на медоносную пчелу, но не такая злая: никого не жалит, ни на кого не нападает. Для нее главное — добыть пыльцу для пропитания потомства, поэтому она без устали проверяет цветок за цветком.

Можно связать вместе десяток-другой пустотелых стеблей тростника с диаметром отверстия не менее 7—8 мм и длиной 25—30 см и укрепить их под укрытием, например, под крышей сарая или между бревен в поленнице дров.

Своеобразным ульем для осмий может стать и деревянная коробка размером 60 х 40 х 20 см, задняя часть которой обита мешковиной и в которой аккуратно (чтобы не поломать) уложены стебли тростника длиной 15—20 см.

Еще один вариант гнезда — толстый брусок, в котором высверлено семимиллиметровым сверлом десятка два глубоких отверстий.

Собрав хорошую порцию пыльцы и смешав ее с нектаром, в своем жилище пчела отложит на нее яйцо. Затем принесет кусочек грязи и запечатает ячейку. Снова соберет пыльцу, смешает ее с нектаром и отложит новое яйцо. В одной трубочке может быть от 6 до 10 ячеек. Когда стебель заполнится, осмия его наглухо закроет. Но эти дикие пчелы своего потомства не увидят — не доживут до того дня, когда следующей весной молодые особи вылетят на свободу. Они, как и родители, начнут искать жилье и таскать в него пыльцу.

Как видите, совсем несложно обзавестись на своем участке легкокрылыми помощниками. И они не потребуют от вас особой заботы или ухода (кроме пчелиных семей). Боятся насекомые-опылители лишь химических препаратов. А поэтому, заправляя свои опрыскиватели, помните, что вместе с вредителями можно уничтожить и друзей.

На одной опытной сельскохозяйственной станции провели эксперимент. Взяли 24 огуречные плети: половину оставили открытыми, половину прикрыли пленкой. Растения, которые были доступны пчелам, дали 60 огурцов, а закрытые — только 12.

НАША СПРАВКА

У гречихи и подсолнечника урожай семян при опылении пчелами возрастает на 50—60 %, клевера — на 200—300 %.

Чтобы сохранить своих будущих помощников, гнезда осмий на зиму лучше собрать и отнести на чердак. Холод им не страшен. Главное, чтобы мыши не достали. А на улице птицы легко расклюют стебли тростника и достанут насекомых.

80 % культурных растений опыляют пчелы и лишь остальные 20 % — другие насекомые.

Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Что такое опыление? Цветение – это состояние растений от начала раскрытия цветков до засыхания их тычинок и лепестков . Во время цветения и происходит опыление растений.

Опылением называют перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика . Если пыльца переносится с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка, то происходит перекрёстное опыление. Если же пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка – это самоопыление.

Перекрестное опыление. При перекрёстном опылении возможны два варианта: пыльца переносится на цветки, находящиеся на том же растении, пыльца переносится на цветки другого растения. В последнем случае надо учитывать, что опыление происходит только между особями одного вида!

Перекрестное опыление может осуществляться ветром, водой (эти растения и растут в воде или у воды: роголистник, наяда, валлиснерия, элодея ), насекомыми, а в тропических странах также птицами и летучими мышами.

Перекрёстное опыление биологически более целесообразно, потому что потомство, соединив в себе признаки обоих родителей, может лучше приспособиться к среде. Самоопыление имеет свои достоинства: оно не зависит от внешних условий, а потомство стабильно сохраняет родительские признаки. Например, если выращиваются жёлтые помидоры, то на следующий год, использовав их семена, можно опять получить такие же жёлтые помидоры ( помидоры , как правило, – самоопылители). Большинство растений опыляются перекрестно, хотя строго перекрестноопыляемых растений мало (например, рожь ), чаще перекрестное опыление сочетается с самоопылением, что еще больше повышает приспособленность растений к выживанию.

Ветроопыляемые растения. Растения, цветки которых опыляются ветром, так и называются ветроопыляемыми. Обычно их невзрачные цветки собраны в компактные соцветия, например, в сложный колос, или в метёлки. В них образуется огромное количество мелкой, лёгкой пыльцы. Ветроопыляемые растения чаще всего растут большими группами. Среди них есть и травы (тимофеевка, мятлик, осока) , и кустарники, и деревья (орешник, ольха, дуб, тополь, берёза) . Причём эти деревья и кустарники цветут одновременно с распусканием листьев (или даже раньше).

Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок – нектар, который выделяют особые желёзки – нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.

Следовательно, наличие нектарников – важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.

У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них. Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.

Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев : под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу. Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.

Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше.

Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.

Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят. Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки – белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители – бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.

Самый крупный в мире цветок – раффлезия – окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее. Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.

Самоопыление. Большинство самоопыляющихся растений – это сельскохозяйственные культуры (горох, лён, овёс, пшеница, томат) , хотя есть самоопыляющиеся растения и среди дикорастущих.

Некоторые из цветков опыляются уже в бутонах. Если раскрыть бутон гороха, то можно увидеть, что пестик весь усыпан оранжевой пыльцой. У льна опыление проходит в открытом цветке. Цветок распускается рано утром и уже через несколько часов лепестки осыпаются. Днем температура воздуха повышается и тычиночные нити скручиваются, пыльники прикасаются к рыльцу, лопаются, и пыльца высыпается на рыльце. Самоопыляющиеся растения, в том числе лён , могут опыляться и перекрёстно. И наоборот, при неблагоприятных условиях и у перекрёстноопыляемых растений может произойти самоопыление.

Перекрёстноопыляемые растения в цветке имеют приспособления, предотвращающие самоопыление: пыльники созревают и высыпают пыльцу раньше, чем разовьётся пестик; рыльце расположено выше пыльников; пестики и тычинки могут развиваться в разных цветках и даже на разных растениях (двудомные).

Искусственное опыление. В определённых случаях человек проводит искусственное опыление, то есть сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестиков. Искусственное опыление осуществляют с разными целями: для выведения новых сортов, для повышения урожайности некоторых растений. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза) , а в холодную или сырую погоду – насекомоопыляемые растения (подсолнечник) . Искусственно опыляют и ветро-, и насекомоопыляемые растения; и перекрестно-, и самоопыляемые.

Весенний воздух наполнен цветочной пыльцой. Её частички настолько малы, что обычный человек этого не замечает. Необходимо проявиться сезонной аллергии, чтобы в перерывах между чиханием и кашлем положить начало пристальному рассмотрению каждого цветка. Если в мае понюхать ветку яблони или вишни, усыпанную бело-розовыми соцветиями, нос станет жёлтым и сообщит, что к опылению всё готово, поэтому жизнь будет продолжаться.

Основные термины

Природа разумно распределила роли: тычинки являются мужскими органами, пестики и семяпочки — женскими. Новая жизнь в виде семени образуется при условии удачного захвата пыльцы и своевременного оплодотворения. Выделяют два основных типа опыления растений:

Во всех случаях, когда цветки свободно опыляются своей пыльцой, говорят об идиогамии или самоопылении. Вариантом считается форма гейтоногамии — соседственного опыления, когда в пределах одного растения пыльца на рыльце попадает от разных цветков той же особи. К самоопылителям относятся ячмень, пшеница, овёс, горох и просо — их бутоны не раскрываются до конца, но даже мелкие и невзрачные цветки дают полноценные семена. Самоопыление на постоянной основе считается тупиком развития, когда процессы микроэволюции затухают, а вид расщепляется на чистые линии.
Участие специального посредника, который доставляет пыльцевые зёрна от тычинок к рыльцам пестиков между цветками различных особей, делает опыление перекрёстным или ксеногамией. Это основной тип размножения для однодомных и двудомных растений: в соцветиях обнаруживается разделение полов или в популяции равноправно сосуществуют одно- и двуполые цветки.

Обмен генами и интеграция возможных мутаций помогают виду лучше приспосабливаться к окружающей среде, поддерживают высокий уровень жизнеспособности популяции, отвечают за целостность и единство сообщества. Создаётся широкое поле деятельности для естественного отбора. Положительные и отрицательные стороны обоих типов приводятся в таблице:

Наименование	Достоинства	Недостатки	Примеры
Самоопыление	Адаптация к неблагоприятным условиям. Позволяет оперативно восстановить популяцию однолетних растений	Малое количество семян. Слабое потомство	Кукуруза, пшеница, фиалка
Перекрёстное опыление	Разнообразие способов переноса пыльцы. Яркая окраска и сильный запах цветов	Зависимость от внешних факторов. Исчезновение опылителей сокращает популяцию. Особые требования к расположению и форме цветков	Маргаритка, лютик

Если перекрёстное опыление происходит при помощи живых организмов, его считают биотическим, а насекомые или животные, участвующие в нём, носят название агентов опыления или опылителей. Биотическими считаются энтомофилия, зоофилия и искусственное опыление, во всех остальных случаях речь идёт об абиотических процессах — анемофилии и гидрофилии.

Энтомофилия — работают бабочки

Опылителями выступают насекомые: осы и пчёлы из улья, реже — муравьи, жуки, улитки, бабочки и мухи. Для этого двуполые растения стараются их привлекать: запасаются сладким нектаром, берут на вооружение приятные запахи, кричащую окраску и крупные размеры соцветий. Насекомые легко переносят липкую пыльцу с одного цветка на другой, обеспечивают продолжение рода калины и гречихи, ромашки и шалфея, молочая и мака.

Зоофилия — не обойтись без лемура

Процесс происходит при активном участии животных, относящихся к группе позвоночных. Различают орнитофилию, где роль агентов опыления играют птицы (нектарницы, близкие родственницы воробьёв, уникальные вертолётики колибри или медососы с особыми щёточками на языке) и хироптерофилию, когда за дело берутся насекомоядные летучие мыши, мелкие обезьяны, австралийские сумчатые грызуны или мадагаскарские лемуры. Зоофилией характеризуются тропические растения с яркими призывно окрашенными цветами.

Искусственный процесс

Для нужд овощеводства, плодового и декоративного садоводства или лесного хозяйства пыльцу с тычинок на пестики переносят специально обученные люди. Чтобы не отстать от матери-природы, они используют различные приспособления. Эти агротехнические приёмы широко применяются для скрещивания и получения новых видов и сортов растений.

Простейший пример — дополнительное опыление ржи: два человека хватаются за концы верёвки, растягивают их и движутся по ржаному полю, касаясь цветущих растений. От сотрясения пыльца осыпается с тычинок и легко оказывается на рыльцах пестиков. Существенно повысить урожайность позволяет обработка порядка 10% цветков, проведённая в первой половине сухого солнечного дня при температуре не выше +30 °C.

Анемофилия и гидрофилия

Гидрофилия — опыление с участием воды, а иногда ему на помощь приходят и слизни. Немногочисленные гидрофильные растения (элодея и взморник, наяда и руппия) имеют нитевидную пыльцу или рыльца, раскрывают пыльники под водой, где и создаются наилучшие условия для продолжения рода.

Значение опыления нельзя переоценить: ему отводится важнейшая роль в размножении любых цветковых растений — от малых причудливых форм до гигантских деревьев. До 80% представителей биологического царства относятся к биотическому типу опыления, а из оставшихся двадцати около 19% опыляются ветром.

Описание механизма

Цветковые растения получили своё название, потому что имеют морфологический орган — цветок, способный к половому размножению и привлечению опылителей. Для образования завязей, формирования плодов и развития семян первым условием является опыление, то есть перенос частиц пыльцы. Природа позаботилась о том, чтобы всё проходило успешно.

Но чаще всего опыление осуществляют разные насекомые. Чтобы привлечь внимание, растения окрашиваются в очень яркие цвета и источают сильный аромат. Если их размеры малы, они группируются в пышные соцветия или окружают себя разноцветными листьями — прицветником, как это делает мексиканская красавица пуансеттия. По сравнению с теми, что опыляются ветром, пыльцевые зёрна таких цветов обычно более крупные, шероховатые и клейкие, чтобы уверенно прилипать к насекомым.

Для привлечения опылителей медовые железы растений специально выделяют нектар — сок, богатый различными сахарами (в основном это сахароза и фруктоза). Кроме того, в состав входят:

кислоты (аспарагиновая и глютаминовая);
минеральные соли;
ферменты;
ароматические компоненты.

Нектары безобидных рододендронов, багульников, азалии и чемерицы содержат токсичные вещества, а ядовитых белены, болиголова, олеандра и наперстянки — относительно безопасны. Растения вырабатывают неодинаковые объёмы нектара, например, единичный цветок малины — чемпион в этом отношении, но для учёта общего количества продукта на заданной площади учитывают ещё и численность цветков в соцветии.

Осы, бабочки и шмели охотно употребляют нектар в пищу. Медоносныепчёлы, собирая и пряча его в соты улья, производят мёд. Акации специально выделяют сладкий секрет для привлечения муравьёв, защищающих древесину от зубов травоядных животных. Спектр опылителей может быть широким (эуфилия), подчиняться опылению несколькими родственными или только определённой жизненной формой (олигофилия) или требовать один вид насекомых (монофилия).

Если говорят, что опылитель обладает полилектией, это свидетельствует о чрезвычайно высоком уровне приспособленности к опылению, он способен обслуживать представителей различных семейств. Посещение ограниченной группы, состоящей из одного семейства или растений с однотипными соцветиями, свидетельствует о наличии олиголектии. В случае монолектии опылитель обязательно питается одним видом или родом растений и опыляет только их.

После этого наступает очередь оплодотворения, которое происходит у всех по-разному: чаще период длится несколько недель, но иногда для полноценного слияния половых клеток требуются месяцы. Пыльца, находящаяся на рыльце, для этого должна созреть, обладать достаточной жизнестойкостью и иметь сформированный женский гаметофит (зародышевый мешок). В него и проникает пыльцевая трубка, растущая в направлении завязи через семенной зачаток.

Оказавшись возле яйцеклетки, она спешит разорваться и высвободить два спермия: один соединяется с яйцеклеткой и даёт жизнь зародышу, второй сливается с диплоидным ядром, образуя триплоидную клетку и формируя эндосперм. Такое двойное оплодотворение позволяет получить семя, защищённое кожурой, а из завязи затем возникнет желанный плод.

Примеры в окружающей природе

От опыления зависит сохранение вида, поэтому так важно, чтобы всё проходило успешно. Растения, в отличие от животных, не могут самостоятельно передвигаться в поисках партнёра для размножения и вынуждены уповать на помощь союзников — ветра, воды или живых существ. Самоопыляющимся растениям присущи следующие отличительные признаки:

цветки не имеют запаха и не выделяют нектара;
пестики располагаются ниже тычинок;
пыльца созревает ещё на стадии бутонизации, и опыление осуществляется в нераспустившемся цветке, как у гузмании или арахиса.

Мужские деревья двудомных тополя и облепихи интересны только цветками с пыльцой, а женские особи плодоносят. В случае тополя пушистые семена — продукт жизнедеятельности женских деревьев. Если высаживать для озеленения исключительно мужские черенки, можно навсегда избавиться от надоедливого пуха. Оранжевые плоды облепихи дают только женские кусты, но если рядом не посадить мужское растение, то урожая не будет, а обычное соотношение составит 10:1.

Пчелы – важнейшая группа животных, посещающих цветки. Они опыляют больше видов растений, чем кто-либо еще. Пчелы живут за счет нектара, а рабочие особи собирают еще пыльцу на корм личинками. Их ротовой аппарат, щетинки на теле и другие придатки являются специальными приспособления, облегчающими сбор и перенос этих продуктов.

Многие виды пчел высоко специализированны в выборе посещаемых цветков, при этом они имеют морфологические и физиологические приспособления. Так, если они посещают растения крупных цветков, то аппарат для ее сбора снабжен грубыми щетинками, а если собирают нектар из цветков с длинной трубкой, то их ротовые придатки удлиненные.

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.

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.

Цветки, опыляемые бабочками

Цветки, опыляемые бабочками, обычно бывают красными или оранжевыми.

У видов, как правило, опыляемых ночными бабочками, белые или бледно окрашенные очень ароматные цветки, как, например, у некоторых видов табака, причем их сильный сладкий запах часто проявляется только после захода солнца.

Читайте также: