Цветение и опыление растений

Цветением называется состояние растения от начала раскрытия цветков до засыхания его тычинок и лепестков или всего околоцветника.

Продолжительность цветения у растений может очень различаться. Так, у некоторых кувшинковых цветение длится 20-25 мин. А у тропических орхидей цветение продолжается 70-80 суток. Например, у выращиваемых в оранжерее тропических орхидей цимбидиума гибридного и фаленопсиса приятного цветки на семидесятый день после раскрытия остаются не только свежими, но и способными к принятию пыльцы.

Опыление цветка происходит в период цветения растений. Опылением называют перенос пыльцы с пыльников на рыльце пестика. Вслед за опылением в завязи цветка происходит оплодотворение — слияние спермия с яйцеклеткой. В итоге образуется зигота.

Опыление
необходимое условие для процесса оплодотворения, происходящего в цветке.

Перекрестное опыление и самоопыление
Схема перекрестного опыления (А) и самоопыления (Б)

Различают два типа опыления — самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении на рыльце пестика попадает пыльца этого же цветка. При перекрестном опылении пыльца с тычинок одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка.

Перекрестное опыление. Перекрестное опыление отмечается у большей части цветковых растений. Оно имеет преимущество перед самоопылением, так как повышает возможность получения дочерним организмом новых свойств от двух его родителей. Этого не происходит в ходе самоопыления.

При перекрестном опылении цветков переносчиками пыльцы с одного растения на другое являются факторы неживой природы (ветер, вода) и живые существа (насекомые, птицы, моллюски, летучие мыши и человек). В процессе эволюции у растений возникли разнообразные приспособления к осуществлению перекрестного опыления. Одни приспособления способствуют лучшему обеспечению переноса пыльцы на рыльце пестика, другие препятствуют самоопылению.

У перекрестноопыляемых растений самоопыляемость предотвращается (или ограничивается) такими их свойствами, как разделение цветков на мужские и женские, двудомность растений, созревание пыльников и пестиков в одном цветке в разное время, невосприимчивость своей пыльцы у рыльца пестика, а у некоторых растений даже ядовитость своей пыльцы для рыльца пестика.

Приспособления к переносу пыльцы. У растений существует множество приспособлений к переносу пыльцы с помощью животных. Особенно большую роль в перекрестном опылении выполняют насекомые, которые посещают цветки для сбора пищи. У растений для привлечения опылителей развиваются яркие, пахучие цветки, в них выделяется сладкий нектар или образуется много пыльцы, которой питаются насекомые и другие животные.

Ветроопыляемые растения
Ветроопыляемые растения: 1 — ольха; 2 — орешник; 3 — осока; 4 — мятлик; 5 — цветок ржи

У многих растений перекрестное опыление осуществляется с помощью ветра. Именно так опыляется большинство степных и луговых трав, высокоствольных деревьев леса. Растения, у которых перенос пыльцы происходит с помощью ветра, называется ветроопыляемыми. Рыльце пестика у цветков таких растений обычно длинное и ветвистое, а тычинки с длинными тонкими тычиночными нитями.

К переносу пыльцы ветром у растений выработались особые приспособления, которые направлены на лучшее улавливание пыльцы. Вот почему у ветроопыляемых растений цветки часто не имеют околоцветника, либо он очень маленький. Обычно цветки у таких растений мелкие, без ярких красок, запаха и нектара, собраны в длинные и качающиеся соцветия. В тычинках развивается сыпучая, легкая, летучая пыльца, и образуется ее много.

У немногих видов перекрестно-опыляемых растений пыльца переносится с помощью воды (роголистники, наяда, валлиснерия, элодея и др.).

Самоопыление. Среди огромного разнообразия цветковых растений имеются и такие, у которых опыление осуществляется своей пыльцой (лен, пшеница, томат) Это самоопыляемые растения. Опыление у них происходит еще в бутонах.

Среди растений есть много таких, у которых развиваются и перекрестноопыляемые, и самоопыляемые цветки. Это, например, цветки кислицы, яснотки, сердечника, иван-чая, седмичника, майника. Перекрестноопыляемые цветки пахучие, имею хорошо развитый околоцветник, а цветки, опыляемые своей пыльцой, обычно мелкие и появляются в конце цветения растения. У них не раскрывается околоцветник и опыление происходит в бутоне. Такой способ опыления является страховочным, на случай если не произойдет опыления раскрытых цветков пыльцой с другого растения. В Арктике и пустынях, в темнохвойной тайге из-за неблагоприятных экологических условий таких самоопыляемых растений особенно много.

Опыление — это перенос пыльцы из пыльника тычинки на рыльце пестика. У большинства растений перекрестное опыление цветков — обычное явление, осуществляемое с помощью животных (чаще всего насекомых), ветра, воды. Некоторым растениям свойственно самоопыление. После опыления происходит оплодотворение и из завязи начинает развиваться плод, а в нем — семена. Цветение растений, опыление цветка пыльцой и оплодотворение яйцеклетки спермием — обязательные условия образования плодов и семян.

  1. В чем сходство и различие насекомоопыляемых и ветроопыляемых цветков?
  2. Каково биологическое значение перекрестного опыления и самоопыления у растений?
  3. На цветках каких растений вы видели насекомых — пчел, шмелей или бабочек?
  4. В чем проявляется взаимосвязь цветкового растения и его опылителей?
  5. Какие бывают приспособления у растений для предотвращения самоопыления?