Размножение и оплодотворение у растений

Размножение растений. Каждое растение, достигнув определенных размеров и пройдя ряд стадий развития, воспроизводит себе подобные организмы того же вида.

Размножение — увеличение числа себе подобных особей. Это необходимое свойство жизни, присущее всем организмам и обеспечивающее продление существования вида. К размножению приступают организмы, достигшие определенного возраста и стадии развития.

У растений различают два типа размножения — бесполое и половое.

Бесполое размножение — это размножение, происходящее без участия половых клеток; при этом в размножении участвует лишь одна особь. В бесполом размножении различают два способа: вегетативное размножение и размножение спорами.

Вегетативное размножение происходит благодаря развитию у растений специализированных клеток — спор. Такое размножение свойственно водорослям, мхам, папоротникам, хвощам и плаунам. Споры — это особые мелкие клетки. Они содержат ядро, цитоплазму, покрыты плотной оболочкой и способны на протяжении длительного времени переносить неблагоприятные условия. Попав в благоприятные условия среды, споры прорастают и образуют новые (дочерние) растения.

При бесполом размножении образующиеся дочерние организмы по своим свойствам одинаковы с материнским растением. В этом проявляется биологическое значение бесполого размножения.

Половое размножение — это размножение, при котором происходит слияние женских (♀) и мужских (♂) половых клеток, от чего появляются дочерние организмы, качественно иные, чем родительские; при этом в размножении участвуют два родительских организма.

Процесс слияния мужской и женской половых клеток называется оплодотворением.

Половые клетки, называемые гаметами (от греч. гаметос - "супруг"), развиваются у двух родительских организмов. Женские гаметы называются яйцеклетками. Мужскими гаметами являются неподвижные спермии (у семенных растений) или подвижные, со жгутиком — сперматозоиды (у споровых растений). В процессе оплодотворения при слиянии женских и мужских половых клеток возникает особая клетка — зигота (от греч. зиготос - "двуупряжный"). Она содержит наследственные свойства обоих родительских организмов. Из зиготы развивается новый (дочерний) организм с особыми свойствами, качественно новыми, отличными от родительских (см. схему).

Образование зиготы у цветковых растений

У организма, полученного в результате оплодотворения, всегда возникает что-то новое, еще не встречавшееся в природе, хотя и очень похожее на его родителей. Этого не происходит при бесполом размножении, когда дочерние организмы развиваются без оплодотворения и только от одного родителя. Величайшее значение полового размножения заключается в обновлении свойств организмов. Такие организмы с новыми наследственными свойствами, полученными от обоих родителей, имеют больше шансов на выживание.

Важнейшее значение полового размножения в том, что организмы, возникшие половым путем, обладают новыми (в сравнении с родительскими) наследственными свойствами.

Оплодотворение у цветковых растений. Рассмотрим, как осуществляется половое размножение на примере цветковых растений.

Опыление и оплодотворение цветкового растения
Опыление и оплодотворение цветкового растения

Мужские половые клетки — спермии — формируются в пылинках пыльцы, которые развиваются в пыльниках тычинок цветка. Обычно пыльца состоит из многих пылинок (пыльцевых зерен), соединенных в группы. В пылинках и формируются спермии — мужские половые клетки.

Женские половые клетки — яйцеклетки — образуются в семязачатках, находящихся в завязи пестика цветка (у цветковых растений бывают завязи с одним или несколькими семязачатками). Чтобы из всех семязачатков развились семена, нужно в каждый семязачаток к яйцеклеткам доставить спермии, так как каждая яйцеклетка оплодотворяется отдельным спермием.

Процессу оплодотворения у растений предшествует опыление. Как только пылинка попадает на рыльце пестика (с помощью ветра или насекомых), она начинает прорастать. Одна ее стенка вытягивается и образует пыльцевую трубку. Одновременно в пылинке образуются два спермия. Они передвигаются к кончику пыльцевой трубки. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, пыльцевая трубка достигает завязи и проникает внутрь семязачатка.

Оплодотворение цветкового растения
Рис. 81. Оплодотворение цветкового растения

К этому времени в семязачатке, в его срединной части, одна клетка делится и сильно удлиняется, образуя так называемый зародышевый мешок. В нем у одного конца находится яйцеклетка, а в центре — клетка с двумя ядрами, которые вскоре сливаются, образуя одно — центральное ядро. Проникнув в семязачаток, пыльцевая трубка прорастает в зародышевый мешок, и там один спермий сливается (соединяется) с яйцеклеткой, образуя зиготу, из которой развивается зародыш нового растения.

Другой спермий, попавший в зародышевый мешок, сливается с центральным ядром. Образовавшаяся при этом клетка очень быстро делится, и вскоре из нее образуется питательная ткань — эндосперм.

Слияние в зародышевом мешке спермиев — одного с яйцеклеткой, а другого с центральным ядром называется двойным оплодотворением.

Процесс двойного оплодотворения — явление, свойственное только цветковым растениям. Двойное оплодотворение открыл в 1898 г. отечественный ботаник Сергий Гаврилович Навашин (1857-1930) на примере лилии тигровой и рябчика нежного.

Благодаря двойному оплодотворению зародыш нового растения получает очень ценный эндосперм с питательными веществами.

Размножение — процесс воспроизведения себе подобных, обеспечивающий непрерывность и преемственность жизни. Существует два способа размножения растений — половой и бесполый. Основной частью полового размножения является оплодотворение, т. е. слияние женской и мужской половых клеток и образование из них зиготы. Зигота дает начало зародышу — новому организму, в котором объединены свойства двух родительских растений. У многих растений отмечаются оба способа размножения.

  1. В чем отличие оплодотворения от опыления?
  2. В чем заключается основное преимущество полового размножения растений?
  3. Почему растения, выросшие из семян, иногда отличаются от того растения, с которого были взяты плоды с семенами?
  4. Дополните фразу, выбрав правильный ответ:
    Значение оплодотворения состоит в том, что в зиготе:
    а) увеличивается запас питательных веществ;
    б) клетка становится больше;
    в) вдвое увеличивается количество цитоплазмы;
    г) объединяются наследственные свойства обоих родительских организмов.