Запилення

Запилення — види, способи, роль процесу в житті рослин



Весняне повітря наповнене квітковим пилком. Частинки цього пилу настільки малі, що людина цього не помічає. Необхідно проявитися сезонній алергії, щоб в перервах між чханням і кашлем покласти початок пильному розгляду кожної квітки.

Якщо в травні понюхати гілку яблуні або вишні, посипану біло-рожевими суцвіттями, ніс стане жовтим і повідомить, що до запилення все готово, тому життя буде тривати.

Типи запилення1

Основні терміни

З визначення «запилення — це…» вже в 3 класі школярі починають знайомство з етапами статевого розмноження насіннєвих представників флори. Процес докладно описує, як відбувається запилення у рослин: під час цвітіння пилок залишає пильовик — орган формування мікроспор, що знаходиться в тичинці, і вловлюється верхньою частиною маточки — рильцем, що характерно для покритонасінних рослин.

Голонасінні використовують для цього бруньку, розташовану на поверхні насіннєвих лусочок.

Природа розумно розподілила ролі: тичинки є чоловічими органами, маточки і бруньки — жіночими. Нове життя у вигляді насіння утворюється за умови вдалого захоплення пилку і своєчасного запліднення. Виділяють два основних типи запилення рослин:

  • У всіх випадках, коли квітки вільно запилюються своєю пилком, говорять про ідіогамію або самозапилення. Варіантом вважається форма гейтоногамії – сусіднього запилення, коли в межах однієї рослини пилок на рильце потрапляє від різних квіток тієї ж особини. До самозапилювачів відносяться ячмінь, пшениця, овес, горох і просо — їх бутони не розкриваються до кінця, але навіть дрібні і непоказні квітки дають повноцінні насіння. Самозапилення на постійній основі вважається тупиком розвитку, коли процеси мікроеволюції загасають, А вид розщеплюється на чисті лінії.
  • Участь спеціального посередника, який доставляє пилкові зерна від тичинок до рильців маточок між квітками різних особин, робить запилення перехресним або ксеногамією. Це основний тип розмноження для однодомних і дводомних рослин: в суцвіттях виявляється поділ статей або в популяції рівноправно співіснують одно – і двостатеві квітки.

Обмін генами та інтеграція можливих мутацій допомагають виду краще пристосовуватися до навколишнього середовища, підтримують високий рівень життєздатності популяції, відповідають за цілісність і єдність спільноти.

Створюється широке поле діяльності для природного відбору.

Позитивні і негативні сторони обох типів наводяться в таблиці:

Назва Переваги Недоліки Приклади
Самозапилення Адаптація до несприятливих умов. Дозволяє оперативно відновити популяцію однорічних рослин Мала кількість насіння. Слабке потомство Кукурудза, пшениця, фіалка
Перехресне запилення Різноманітність способів перенесення пилку. Яскраве забарвлення і сильний запах квітів Залежність від зовнішніх факторів. Зникнення запилювачів скорочує популяцію. Особливі вимоги до розташування і формі квіток Маргаритка, жовтець

Якщо перехресне запилення відбувається за допомогою живих організмів, його вважають біотичним, а комахи або тварини, що беруть участь в ньому, носять назву агентів запилення або запилювачів.

Біотичними вважаються ентомофілія, зоофілія і штучне запилення, у всіх інших випадках мова йде про абіотичних процесах — анемофілії і гідрофілії.

Види запилення

Ентомофілія – працюють метелики

Запилювачами виступають комахи: бджоли і оси, рідше — мурахи, жуки, равлики, метелики і мухи. Для цього двостатеві рослини намагаються їх залучати: запасаються солодким нектаром, беруть на озброєння приємні запахи, яскраве забарвлення і великі розміри суцвіть.

Комахи легко переносять липку пилок з однієї квітки на інший, забезпечують продовження роду калини і гречки, ромашки і шавлії, молочаю і маку.

Квітковий пилок крупнодисперсний, клейкий і надійно прилипає до маленьких тіл і кінцівок. Окремі види рослин “допомагають” процесу — володіють зручною чашоподібною формою суцвіття. Потрапило в цей кратер Комаха буквально обвалюється в пилку, а якість запилення зростає.

Зоофілія – не обійтися без лемура

Процес відбувається при активній участі тварин, що відносяться до групи хребетних. Розрізняють орнітофілію, де роль агентів запилення віліграють птахи (нектарниці, близькі родички горобців, унікальні вертольотики колібрі або медососи з особливими щіточками на мові) і хіроптерофілію, коли за справу беруться комахоїдні кажани, дрібні мавпи, австралійські сумчасті гризуни або мадагаскарські лемури.

Зоофілією характеризуються тропічні рослини з яскравими заклично забарвленими квітами.

Запилення - фото

Штучний процес

Для потреб овочівництва, плодового і декоративного садівництва або лісового господарства пилок з тичинок на маточки переносять спеціально навчені люди. Щоб не відстати від матері-природи, вони використовують різні пристосування. Ці агротехнічні прийоми широко застосовуються для схрещування та отримання нових видів і сортів рослин.

Найпростіший приклад – додаткове запилення жита: дві людини хапаються за кінці мотузки, розтягують їх і рухаються по житньому полю, торкаючись квітучих рослин. Від струсу пилок обсипається з тичинок і легко переноситься на рильцях маточок. Істотно підвищити врожайність дозволяє обробка близько 10% квіток, проведена в першій половині сухого сонячного дня при температурі не вище +30 °C.

Запилення - фото2

Анемофілія і гідрофілія

Запилення за допомогою вітру широко поширене серед злакових, хвойних і листяних рослин. Наприклад, скромні квітки кропиви або конопель складаються з чашолистків, мають прості оцвітини, тому непривабливі для запилювачів. Зате вони мають достатню кількість сухого і дрібного пилку, а пильовики, підвішені на тонких подовжених нитках, легко викидають її назовні.

Березовий і вільховий, горіховий і тополиний пилок буде краще потрапляти на рильце маточки, якщо він стане широким і довгим, та ще й висунеться з квітки, як в знаменитому суцвітті «сережка».

Гідрофілія – запилення за участю води, а іноді на допомогу приходять і слимаки.

Нечисленні гідрофільні рослини (елодея і взморник, наяда і руппія) мають ниткоподібний пилок або рильця, розкривають пильовики під водою, де і створюються найкращі умови для продовження роду.

Значення запилення не можна переоцінити: йому відводиться найважливіша роль в розмноженні будь — яких квіткових рослин – від малих химерних форм до гігантських дерев. До 80% представників біологічного царства відносяться до біотичного типу запилення, а з решти двадцяти близько 19% запилюються вітром.

Запилення3

Опис механізму запилення

Квіткові рослини отримали свою назву, тому що мають морфологічний орган — квітка, здатний до статевого розмноження і залучення запилювачів. Для утворення зав’язей, формування плодів і розвитку насіння першою умовою є запилення, тобто перенесення частинок пилку. Природа подбала про те, щоб все проходило успішно.

Це може здійснюватися вітром – тоді цілі Хмари невагомих пилинок піднімаються і пересуваються в потоках зефіру. Багато дерев (дуби, ясени і сосни), сільськогосподарські злакові і кукурудза «піклуються» про збільшення ймовірності потрапляння на потрібні рильця, виробляючи свідомо великі кількості пилку. Її частинки дуже легкі, майже невагомі, щоб безперешкодно «пропливати» по повітрю, а у деяких є газові бульбашки, що сприяють більш довгій подорожі.

Але найчастіше запилення здійснюють різні комахи. Щоб привернути увагу, рослини фарбуються в дуже яскраві кольори і виділяють сильний аромат.

Якщо їх розміри малі, вони групуються в пишні суцвіття або оточують себе різнокольоровими листям — приквітком, як це робить мексиканська красуня пуансеттия. У порівнянні з тими, що запилюються вітром, пилкові зерна таких квітів зазвичай більші, шорсткі і клейкі, щоб впевнено прилипати до комах.

Для залучення запилювачів медові залози рослин спеціально виділяють нектар-сік, багатий різними цукрами (в основному це сахароза і фруктоза).

Крім того, до складу входять:

  • кислоти (аспарагінова і глютамінова);
  • мінеральні солі;
  • ферменти;
  • ароматичні компоненти.

Нектари нешкідливих рододендронів, багна, азалії і чемериці містять токсичні речовини, а отруйних блекоти, болиголова, олеандра і наперстянки — відносно безпечні. Рослини виробляють неоднакові обсяги нектару, наприклад, одиничний квітка малини-чемпіон в цьому відношенні, але для обліку загальної кількості продукту на заданій площі враховують ще й чисельність квіток в суцвітті.

Оси, метелики і джмелі охоче вживають нектар в їжу. Медоносні бджоли, збираючи і ховаючи його в стільники вулика, виробляють мед.

Акації спеціально виділяють солодкий секрет для залучення мурах, що захищають деревину від зубів травоїдних тварин. Спектр запилювачів може бути широким (еуфілія), підкорятися запиленню декількома спорідненими або тільки певною життєвою формою (олігофілія) або вимагати один вид комах (монофілія).

Запилення4

Якщо говорять, що запилювач має полілектію, це свідчить про надзвичайно високий рівень пристосованості до запилення, він здатний обслуговувати представників різних сімейств. Відвідування обмеженої групи, що складається з одного сімейства або рослин з однотипними суцвіттями, свідчить про наявність оліголектії.

У разі монолектії запилювач обов’язково харчується одним видом або родом рослин і запилює тільки їх.

Після цього настає черга запліднення, яке відбувається у всіх по-різному: частіше період триває кілька тижнів, але іноді для повноцінного злиття статевих клітин потрібні місяці.

Пилок, що знаходиться на рильці, для цього повинна дозріти, володіти достатньою життєстійкістю і мати сформований жіночий гаметофіт (зародковий мішок). У нього і проникає пилкова трубка, що росте в напрямку зав’язі через насіннєвий зачаток.

Опинившись біля яйцеклітини, вона поспішає розірватися і вивільнити два спермія: один з’єднується з яйцеклітиною і дає життя зародку, другий зливається з диплоїдним ядром, утворюючи триплоїдну клітину і формуючи ендосперм.

Таке подвійне запліднення дозволяє отримати насіння, захищене шкіркою, а з зав’язі потім виникне бажаний плід.

Приклади в навколишній природі

Від запилення залежить збереження виду, тому так важливо, щоб все проходило успішно. Рослини, на відміну від тварин, не можуть самостійно пересуватися в пошуках партнера для розмноження і змушені сподіватися на допомогу союзників — вітру, води або живих істот. Самозапильних рослин притаманні такі відмінні ознаки:

  • квітки не мають запаху і не виділяють нектару;
  • маточки розташовуються нижче тичинок;
  • пилок дозріває ще на стадії бутонізації, і запилення здійснюється в нераспустившемся квітці, як у гузманії або арахісу.

Томати “вміють” самозапилюватися факультативно: їх тичинки виявилися зрощеними, тому товкач без праці запліднюється своєю пилком. Малопрогресивного потомству, отриманого таким чином, загрожує виродження.

Запилення5

Цього не трапиться, якщо деякі квітки піддадуться внутрішньовидового запилення і придбають дещо інші батьківські зачатки. Тоді вони будуть володіти більш високими здібностями до пристосування і виживуть в процесі природного відбору.

Чоловічі дерева дводомних тополі і обліпихи цікаві тільки квітками з пилком, а жіночі особини плодоносять.

У разі тополі пухнасті насіння-продукт життєдіяльності жіночих дерев. Якщо висаджувати для озеленення виключно чоловічі живці, можна назавжди позбутися від докучливого пуху. Помаранчеві плоди обліпихи дають тільки жіночі кущі, але якщо поруч не посадити чоловіче рослина, то врожаю не буде, а звичайне співвідношення складе 10:1.

Одностатеві квітки однодомної кукурудзи зібрані в різнотипні суцвіття: чоловічі — «волоть» на верхівках, жіночі — «початок» в листових пазухах. Інші характерні представники однодомних-гарбуз і огірок — теж утворюють квітки різного типу в межах однієї рослини.

За зовнішніми ознаками вони майже не відрізняються, але після запилення чоловічі відразу відмирають і обсипаються, а з запліднених жіночих будуть формуватися зав’язі.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *