Цветение и опыление растений
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
2 Цветение и опыление растений Цветение – это готовность цветка к восприятию пыльцы. Опыление – это перенос пыльцевых зерен на рыльце пестика. Оплодотворение – слияние спермия с яйцеклеткой. В результате чего образуется зигота из которой развивается зародыш.
3 Типы опыления Самоопыление – перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика того же цветка Перекрестное опыление – перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка.
4 Самоопыляемые растения- пшеница,томат,лен.
5 Виды перекрестного опыления: 1. Биотическое опыление - опыление разными животными. а)энтомофилия б) орнитофилия в)зоофилия. 2. Абиотическое опыление (анемофилия) - опыление ветром. 3. Искусственное опыление – опыление человеком.
6 Признаки насекомоопыляемых растений. Цветки яркие, крупные. Мелкие цветки собраны в соцветия. Образуют много нектара и пыльцы. Обладают сильным запахом. Пыльца крупная, клейкая, с неровной поверхностью.
7 О запахах цветков Цветки привлекают насекомых не только окраской, но и запахом. Одни имеют ароматические запахи: сирень, гвоздика, ландыш. Другие - специфические запахи: валериана, липа, паслен. Особый интерес представляют запахи орхидей. Они пахнут медом, свежим сеном, ванилью, корицей, гвоздикой. В зависимости от запаха у каждого вида орхидеи свои насекомые опылители. Некоторые цветки испускают запахи, напоминающие запах тухлого мяса или рыбы.
9 Перекрестное опыление растений насекомыми - энтомофилия.
10 Насекомые – опылители растений : мухи, бабочки, пчелы, осы, шмели, моли и др.
12 Перекрестное опыление растений птицами - орнитофилия.
13 Орнитофилия - перенос пыльцы птицами, встречается реже. Птицы не воспринимают запах, поэтому наиболее привлекательны для них ярко и пестро окрашенные цветки, особенно красного цвета. В основном орнитофилия распространена в тропических и экваториальных областях.
14 Птицами – опылителями, как правило, являются самые маленькие их представители. В умеренных широтах самая маленькая птица – крошечный королёк или крапивник, а в тропиках – колибри (в лесах Нового света) или очень похожие на них нектарницы (в джунглях Африки, Азии и Австралии). Королёк Длина этих малюток – всего 5,5 см, а масса – около 2 гр Колибри имеют совершенный инструмент для сбора нектара, а вместе с ним и мелких насекомых: тонкий, иногда изогнутый клюв с длинным тонким языком.
15 Летучие мыши запускают в цветок узкий язык, добираясь им до нектара и пыльцы. Из животных опылителем является, например, хоботноголовый кускус, обитающий в Австралии. Мордочка у него удлинена, продолжением её служит длинный тонкий язычок. Зоофилия – опыление млекопитающими Летучие мыши по ночам и в сумерки опыляют крупные зеленовато-желтые или коричневые цветки с прочными околоцветниками и цветоножками, которые часто имеют неприятный запах. Летучие мыши опыляют баобабы, мирты, агавы, бананы. В опылении принимают участие и нелетающие животные : лемуры на Мадагаскаре, грызуны в Южной Америке.
16 Анемофилия-опыление ветром. Цветки ветроопыляемых растений имеют невзрачный околоцветник из пленок или чешуек, у некоторых видов цветки голые. Тычинки свешиваются из цветка наружу, их пыльники свободно раскачиваются ветром. Мелкая сухая легкая пыльца образуется в большом количестве. Цветут до появления листьев. Растут группами.
17 Ветроопыляемые растения: береза, орешник, рожь, осока, облепиха, сосна.
19 Вывод: Цветение растений, опыление цветка пыльцой и оплодотворение яйцеклетки спермием - обязательные условия образования плодов и семян. При самоопылении дочерний организм получает признаки одного родителя. При перекрестном опылении признаки обоих родителей, что повышает их жизнеспособность. Искусственное опыление проводят для повышения урожайности или выведения новых сортов растений.
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.
После того как замёрзший грунт в конце зимы оттаивает и начинает пропускать к корням растений воду и растворённые в ней минералы, стебли и стволы получают необходимые органические и питательные вещества, и наступает цветения пора: весна уверенно вступает в свои права.
Почему цветут растения
Период цветения представляет собой процесс полового размножения растений, который начинается заложением в почках зачатков цветков, после следует их появление, опыление и отцветание, в результате чего появляются семена и плоды, позволяющие растениям продолжить свой род.
При этом цветения пора у разных растений происходит в различный период их жизненного цикла.
Например, первое цветение у однолетних растений начинается рано, после того, как прорастает росток, укрепляется в грунте и выпускает пару листьев. Другие растения (в первую очередь это относится к деревьям) перед тем, как начать первое цветение, развивают корневую систему и накапливают питательные элементы, чтобы цветки и семена нормально развивались.
Однолетние и двухлетние растения цветут раз в жизни, и умирают, потратив на этот процесс все свои силы и энергию. Правда, среди таких цветов встречаются и многолетние растения, например, первое цветение растущей в Андах пуйя раймондии начинается в возрасте ста пятидесяти лет.
Все, что нужно знать о бананах 8778 4.36 2
Что касается многолетних травянистых и древесных растений, то первое цветение у них начинается не раньше, чем они достигают определённого возраста: у трав начало цветения колеблется от двух до пяти лет, тогда как цветение деревьев начинается на двадцатый, а у некоторых видов и на тридцатый год жизни.
В отличие от однолетних и двухлетних, цветение многолетних растений происходит многократно. Для некоторых из них характерна периодичность (большинство плодовых деревьев цветут раз в два года, а дуб – раз в пять-семь лет), тогда как у других цветения пора непрерывна (особенно это касается тропических растений, например, кокосовой пальмы).
Как цветут растения
Внутри каждого цветка находится пестик (часть цветка, где после оплодотворения образуются семена, которые начинают расти и превращаться в плоды) или тычинка (в ней содержится необходимая для оплодотворения пыльца, её ещё называют мужским репродуктивным органом), или то и другое вместе.
Семена в пестике начинают образовываться не раньше, чем пыльца с тычинок попадает на рыльце пестика. А вот для этого необходимо опыление. Если оно вовремя не произойдёт (а происходит оно во время цветения), пестик засохнет и размножения не произойдет.
Пыльца
Интересно, что если в цветке присутствует и пестик, и тычинка, он редко когда опыляется собственной пыльцой: растения этого почти никогда не допускают. Причина проста: чтобы образовался плод, из которого прорастут сильные и крепкие растения, пыльца должна быть получена из соседнего цветка (процесс этот называют перекрёстным опылением).
Поэтому, когда начинается цветения пора, чтобы избежать вероятности опыления собственной пыльцой, тычинки и пестики внутри одного цветка созревают в разное время цветения. Например, сначала созревает пестик, а после того, как его опыляет пыльца с соседнего цветка, раскрываются пыльники у тычинки. Именно из-за этого за цветением многолетних растений мы можем наблюдать около двух-трёх недель в году.
Опыляемые ветром цветки
Это значит, что для того, чтобы опылить во время цветения пестик, пыльца должна перелететь с одного цветка на другой, причём нужный цветок вполне может находиться на расстоянии нескольких километров. Двудомные растения приспособились к этому довольно оригинальным способом: одни используют ветер, другие – насекомых.
Растения, опыляемые ветром, интересны тем, что никогда не имеют ярких и пахучих цветов, которые, во-первых, мешали бы передвижению пыльцы, а во-вторых, привлекали бы насекомых, которые вполне могли бы поломать тонкие тычиночные нити с пыльниками.
Поэтому у таких растений вместо лепестков обычно или невзрачные чешуйки, которые защищают их от негативных воздействий окружающей среды, или вовсе нет лепестков.
Интересно, что растения даже учли непостоянство воздушных потоков, поэтому те, которые опыляются при помощи ветра, обычно растут недалеко друг от друга: берёзы и сосны образуют леса, кукуруза, рожь и другие злаковые культуры занимают огромные поля. Все цветки, которые опыляются при помощи воздушных масс, создают очень много пыльцы, например, лишь в одном взрослом ростке кукурузы содержится около 50 млн. пестиков.
Поэтому в какую бы сторону не дул ветер во время цветения, пыльца всё равно найдёт подходящие цветы. Тем более что растения не ждут, пока пыльца окажется прямо в цветке, а ловят их длинными и пушистыми рыльцами пестиков: когда пыльца оказывается между волосками, она в них запутывается.
Есть ещё одно обстоятельство, облегчающее работу воздушным потокам: растения, использующие для опыления ветер, цветут почти всегда ранней весной, до появления листьев, которые, задерживая пыльцу, могли бы помешать процессу.
Насекомые и опыление
Надо заметить, что такой способ опыления многим растениям всё-таки не подходит, поэтому свою пыльцу к другим цветкам они предпочитают доставлять с помощью крылатых насекомых (пчёл, шмелей, бабочек), заманивая их мёдом, яркой окраской и невероятно притягательным ароматом.
Интересно, что растения довольно придирчивы к выбору подходящего для них насекомого: одни предпочитают пчёл, другие – шмелей, третьи – бабочек. Поэтому в зависимости от предпочтений, они не только создают форму цветков, внутри которого может оказаться лишь определённый вид насекомого, но и открывают лепестки в то время, когда это насекомое бодрствует (например, все ночные цветы обладают белой окраской, поскольку лишь этот цвет виден в темноте).
Растения, для которых характерно раннее весеннее цветение, из-за чего опыление происходит при помощи пчёл, имеют белую, жёлтую или синюю окраску – пчёлы видят только эти цвета. Ближе к лету появляется очень много красных цветов – этот тон привлекателен для бабочек, которые появляются намного позже пчёл. Стоит заметить, что белый цвет притягателен абсолютно для всех видов насекомых.
Что касается мёда, за которым охотятся насекомые, то он спрятан настолько глубоко в цветке, что пчеле, дабы добраться до него во время цветения, нужно пробраться между пестиками и тычинками, вымазавшись при этом в пыльце. После этого, перелетев на другое растение, пробираясь за очередной порцией мёда, она оставляет в цветке часть пыльцы.
Время, когда цветут растения
Сроки цветения в первую очередь зависят от вида растения, количества пыльцы и цветков, климатических условий и качества грунта. Например, плохое или слишком обильное питание притормаживает цветение и снижает качество цветков.
Как вырастить бонсай в домашних условиях? 8778 3.56 7
Цветения пора у фруктовых деревьев в умеренных широтах северного полушария начинается обычно в середине апреля и сезон цветения продолжается до середины мая. Если из-за климатических условий цветение растений наблюдается в конце лета или начале осени, ни к чему хорошему это не приводит.
Вторичное появление цветков на деревьях лишит садовода в следующем году урожая, поскольку цветки на этом месте после зимы не появятся: на цветение деревьев, образование семян или косточек растение потратит дополнительные питательные вещества, из-за чего станет менее зимостойким и тяжелей перенесёт зиму. Поскольку предупредить это явление на данный момент нельзя, чтобы сохранить в дереве питательные вещества, садоводам советуют срывать с него цветы и бутоны.
Наблюдать за цветущими растениями можно на протяжении тёплого периода года. С этой целью многие садоводы, планируя ландшафт своего загородного участка, учитывают сезон цветения и стремятся сделать так, чтобы цветение садов продолжалось как можно дольше. Для этого они пользуются специально составленными календарями цветения клубневых и луковичных растений, где указан период и время цветения того или иного вида.
Зачем нам знать об опылении растений?
Есть интересный случай из жизни австралийских англичан. Разводя овец на пастбищах в Австралии, переселившиеся на этот континент англичане, привезли и стали сеять там клевер. Это растение ранее не было известно в этих краях, но служило замечательным кормом для овец. Клевер хорошо рос, но семян не давал. Англичанам снова приходилось везти семена из Европы. Как Вы думаете почему?
Чтобы растение давало семена – оно должно цвести.
Цветение – это состояние растения от начала раскрытия цветков до засыхания тычинок и лепестков.
А так как цветки мелкие и собраны в соцветия, то понятно, что животными-опылителями являются насекомые.
В Австралии не было таких насекомых, которые бы могли опылять клевер, поэтому он цвел, но семена не давал, так как опыления не происходило. Итак, перенос пыльцы с одного цветка на другой может осуществляться насекомыми.
Все дело в том, что у каждого цветка свой опылитель или опылители. Так, например, многие белые цветки особенно заметны глазу ночного насекомого-опылителя. А вот яркие цветные околоцветники привлекательны дневным насекомым – бабочкам, пчелам, шмелям.
В Австралии, хоть и обитали пчелы, которые чутко улавливают сладкий запах нектара клевера, но это не приносило успеха. Все дело в том, цветки клевера имеют очень глубокие чашечки, а у пчел недостаточно длинные хоботки. А вот у шмелей хоботки длиннее, и они прекрасно опыляют клевер. Однако эти насекомые не обитали в Австралии и чуть позже, на материк завезли шмелей. Клевер стал давать семена.
У растений с невзрачными цветками, например у злаков или у многих деревьев перенос пыльцы происходит по ветру. Такие растения называются ветроопыляемыми. Их маленькие цветки собраны в соцветия и дают большое количество легкой пыльцы, перелетающей с одного растения на другое.
А вот у некоторых водных растений цветки распускаются в воде, не выступая над ее поверхностью, как у роголистника. Пыльцевое зерно у таких растений не круглое, а нитевидное, что увеличивает его плавучесть и дает возможность запутаться намотаться на рыльце пестика.
Во всех приведенных случаях пыльца с одного цветка попадала на рыльце пестика другого. Такой тип опыления называют перекрестным.
У большинства растений цветки устроены так, что пыльца не может попасть на пестик этого же цветка.
А что, если пыльца постоянно будет попадать в свой цветок?
Такие растения тоже существуют, например, у гороха и льна опыление происходит до раскрытия цветка.
Такой тип опыления называется самоопылением.
Для получения новых сортов растений селекционеры либо закрывают нужные им цветки от случайного опыления, либо сами специально переносят кисточкой нужную пыльцу.
В некоторых случаях, при плохой погоде для растений проводят искусственное опыление. Например, для подсолнечника, когда мало насекомых или для кукурузы – в безветренную погоду.
Итак, подведем итоги:
1. Цветение – это состояние растения от начала раскрытия цветков до засыхания тычинок и лепестков.
2. Перенос пыльцы одного цветка на рыльце пестика другого называют перекрестным опылением.
3. Прорастание пыльцы в пестик того же самого цветка называют самоопылением
4. Для выведения новых сортов и для повышения урожайности некоторых растений человек осуществляет искусственное опыление.
Читайте также: