Самоопыление растений признаки растений

Вопрос 112 Сущность опыления. Самоопыление и перекрестное опыление. Типы перекрестного опыления. Приспособления, предотвращающие самоопыление. Клейстогамия.

Опыление — это перенос пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика.

Различают два типа опыления:

I.Самоопыление – наблюдается в обоеполых цветках, когда пыльца высыпается на рыльце своего же цветка, причем обязательно одновременное созревание пыльцы и зародышевого мешка)

Приспособления, препятствующие самоопылению: 1. Двудомность – однополые мужские цветки и однополые женские располагаются на разных растениях

2. Дихогамия – разное время созревания пыльцы и рылец в цветках одного и того же растения (протоандрия – раньше созр. пыльца, протогиния – завязь) 3. Самонесовместимость – подавление прорастания пыльцы на рыльце пестика при самоопылении 4. Гетеростилия – в цветке различаются длины столбиков и тычиночных нитей

II.Перекрестноеопыление – перенос пыльцы из тычинок на рыльце пестиков разных цветков растений одного вида)

В зависимости от способа переноса пыльцы различают растения:

• Анемофильные — береза, ольха, дуб, орешник. Мелкие невзрачные цветки, не имеют аромата и нектарника, цветков много, пыльцы много (мелкая, сухая).
• Энтомофильные – растения, опыляемые насекомыми. Пища для насекомых — нектар. Пыльца вырабатывается в большом количестве — цветки крупные, яркие или в соцветиях

Клейстогамия — способ самоопыления, при котором опыление происходит в закрытых, никогда не открывающихся цветках, тем не менее, завязываются плоды и семена(злаки, фиалковые, бобовые, орхидные,)

Факторы, вызывающие клейстогамию:

• недостаток и избыток воды в окружающей среде
• повышенная или пониженная относительная влажность воздуха
• затенение, низкая или высокая температура
• бедность почвы, почвенная засуха
• несоответствие длины фотопериода

Вопрос №113 Двойное оплодотворение и его сущность. Значение двойного оплодотворения для процветания Покрытосеменных растений.

Двойное оплодотворение – это тип оплодотворения высших цветковых растений, в котором участвуют два спермия, один с которых оплодотворяет яйцеклетку, второй — диплоидное центральное яро. Из оплодотворенной яйцеклетки зародыш (2n) Из центральной клетки эндосперм семени (3n), содержащий питательные вещества, необходимые для дальнейшего развития плода.

1. При попадании пыльцевых зерен на рыльце пестика запускаются химические процессы, стимулирующие прорастание пыльцевого зерна: из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка.
2. В начале образования пыльцевой трубки происходит деление генеративной клетки, в результате чего образуется два спермия. Они перемещаются по пыльцевой трубке по мере её роста, находясь около её растущего конца.
3. Достигнув завязи, пыльцевая трубка растет по особой ткани и через пыльцевой вход (микропиле) проникает в семязачаток, а затем в зародышевый мешок.
4. После того как пыльцевая трубка внедрилась в зародышевый мешок, ее головка разрывается под действием ферментов и разницы в осмотическом давлении между пыльцевой трубкой и зародышевым мешком.
5. А далее происходит двойное оплодотворение. В зародышевый мешок попадают два спермия: один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй спермий сливается с центральной диплоидной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку.
6. Клетки-спутницы и антиподы отмирают, а зигота, центральная клетка и клетки стенки семязачатка участвуют в образовании семени.
7. Зигота митотически делится и превращается в многоклеточный диплоидный зародыш, а триплоидная клетка, митотически делясь, превращается в триплоидное многоклеточное образование — эндосперм, питательную ткань для зародыша. В паренхиме эндосперма накапливаются крахмал, белки и жиры, для гетеротрофного питания зародыша.

Значение двойного оплодотворения:

• одновременное формирование запасающей ткани (эндосперма) и зиготы обеспечивает питание зародыша на самых ранних этапах его развития;
• семяпочка не запасает питательные вещества, а все ресурсы тратит на развитие зародыша;
• триплоидный эндосперм развивается быстрее, чем гаплоидный (у голосеменных);
• эндосперм развивается только при развитии семени (экономия ресурсов), в отличие от голосеменных, у которых развитие эндосперма происходит даже в отсутствии зародыша. Это экономит средства, необходимые для питания зародыша, а не тратит их «впустую».

Источник

Самоопыление — это тип опыления у высших растений. Как происходит самоопыление

Многие дачники при выборе посадочного материала в описании к тому или другому сорту растений встречают упоминание о различных способах опыления или самоопылении. Это понятия, которые мы все изучали еще в школе на уроках ботаники. Но не многие уже помнят, что они означают. Давайте освежим нашу память и вспомним типы опыления у растений и их биологическое значение. А заодно узнаем, почему не дают плодов некоторые наши растения, высаженные на даче или подоконнике.

Генеративный орган высших растений

Цветок – это видоизмененный побег, где формируются споры и гаметы. Высшие растения (покрытосеменные) имеют сложно устроенные цветки со множеством приспособлений к различным типам опыления. Разнообразный по деталям цветок совмещает в себе процессы как полового, так и бесполого размножения. Главными компонентами цветка являются его репродуктивные части – мужской андроцей (тычинки) и женский гинецей (пестик с завязью, столбик и рыльца). Цветки могут быть обоеполые (есть и пестик, и тычинки) и однополые (есть либо пестик, либо тычинки). Другие составные части цветка очень разнообразны и выполняют специфические функции.

Встреча тычинок и пестика

Опыление – это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Без этого невозможно размножение растений, формирование плодов и семян. В процессе эволюционного развития растения выработали несколько способов осуществления этого переноса при использовании биотических и абиотических факторов природы. В экологии выделяют два типа опыления:

• Перенос пыльцы с одного цветка на пестик другого. Этот процесс называется перекрестным опылением, или ксеногамией. Он осуществляется посредством биотических (насекомые, птицы, летучие мыши) и абиотических (ветер, вода) факторов.
• Автогамия (самоопыление). Это перенос пыльцы на рыльце с одного цветка. Автогамия не так часто встречается у дикорастущих форм.

Это типы опыления, которые могут чередоваться у некоторых растений.

Условия самоопыления

Но обязательным условием осуществления самоопыления является обоеполость цветка. Случайное самоопыление цветков – нередкое событие. Но оно может происходить только при физиологической совместимости пыльцевого зерна и пестика. У многих растений пыльца не прорастает в пыльцевую трубку, что является ограничителем для перекрестноопыляемых растений. Факторов, которые способствуют случайной автогамии, довольно много. Регулярное самоопыление растений (пример – горох, фасоль) может иметь гравитационный механизм. В этом случае пыльца попадает на рыльце под действием силы тяжести. В других случаях самоопыление происходит как контактная автогамия – тычинка соприкасается с рыльцем пестика. Переносчиками пыльцы в середине цветка могут выступать капли росы и мелкие насекомые (трипсы), которые живут в цветке. У некоторых растений процесс происходит в бутоне и полностью исключает возможность перекрестного опыления.

Факультативное самоопыление

Особенностью такого типа автогамии является наличие нестабильных условий, которые не благоприятствуют перекрестному опылению. Такой тип самоопыления встречается у злаковых, росянки, ковыля. У этих растений в засуху или при пониженных температурах формируются цветки однополые, а в теплую и влажную погоду – обоеполые. Перекрестное опыление этих растений осуществляется при помощи ветра, и в условиях затруднения осуществления такого опыления биологически целесообразно прибегнуть к самоопылению.

Эволюционное значение

Самоопыление в эволюционном плане имеет отрицательное значение. В соответствии с современными представлениями, для эволюции необходимо свободное скрещивание, которое обеспечивается перекрестным опылением. Именно оно повышает разнообразие аллелей (степени проявления гена) в популяциях. А самоопыление, наоборот, ведет к гомозиготности (однотипности) аллелей. Но при определенных обстоятельствах самоопыление может вести к изоляции новых форм, обособлению и фиксации в популяции аллелей, дающих благоприятные признаки растению. Именно в этом и заключается положительное эволюционное значение чередования автогамии и ксеногамии.

Самоопыляющиеся растения

У таких растений чаще перенос пыльцы осуществляется еще в нераскрытом бутоне (например, у фасоли и гороха) или в период еще не раскрытой листовой трубки (ячмень). Самоопылителями из сельскохозяйственных культур считают горох, фасоль, ячмень, пшеницу, овес, помидоры, баклажаны и многие другие. Почему считают? Потому что самоопыление не может быть абсолютным, всегда есть вероятность заноса пыльцы с других растений. Даже закрытые бутоны иногда прогрызают насекомые и заносят пыльцу других растений! Какие же признаки отличают самоопылителей? Это однозначно растения с обоеполыми цветками, большими перистыми рыльцами и большим количеством пыльцы. Кроме того, у их цветов нет ярких лепестков, нектарников и приятного запаха.

Самоопыление у фиалок

В природе фиалки опыляются и перекрестно, и автогамно. Наши комнатные фиалки – продукт кропотливой работы селекционеров. У них такое строение тычинок и пестика, что перекрестное опыление без участия человека практически невозможно. Опыление происходит еще в нераскрытом бутоне, и только терпеливый любитель с помощью специальных методик может осуществить опыление разных по цветовой гамме фиалок для выведения новых сортов. Спасибо энтузиастам за разнообразие этих цветов, украшающих наши подоконники!

Партенокарпические огурцы

Современная селекция предлагает множество сортов огурцов, как самоопыляемых (партенокарпических), так и опыляемых насекомыми. Эти растения выведены специально для раннего выращивания в теплицах, где нет естественных опылителей. Покупая семена, необходимо останавливаться на прочтении качеств сорта, так как свои преимущества и недостатки имеются и у самоопыляемых, и у перекрестноопыляемых сортов.

Опыление у злаковых

Овес, рожь, пшеница, просо, ячмень – представители сельскохозяйственных злаковых. Цветки имеют 2 цветковые чешуйки, 2 пленки, три тычинки и один пестик. Самоопыление у них происходит в нераскрытых цветках. Когда цветок раскрылся, перекрестное опыление практически исключено.

Самоопыление у плодовых деревьев

Хотя большинство плодовых сортов имеют цветки, в которых есть и пестики, и тычинки, самооплодотворение у большинства исключено. Причина – разделенное по времени созревание тычинок и пестика. Именно поэтому повысить урожай, например черешни, можно, посадив рядом несколько деревьев. Но у искусственно выведенных сортов самоопыление приветствуется. Пример – нектарины. Но не надейтесь вырастить из косточки урожайное растение. У таких гибридных форм последующие поколения испытывают гибридную депрессию – снижение жизнеспособности и урожайности.

Селекция и самоопыление

Это явление широко используется в селекции растений. Нам известно, что самооплодотворение и скрещивание близкородственных организмов ведет к переходу генов в гомозиготное состояние и приводит к снижению жизнестойкости и урожайности, а впоследствии и к вырождению. Непрерывный процесс мутаций, которые накапливаются, большинство из которых рецессивны и неблагоприятны, – причина этого угнетения. У растений с перекрестным опылением эти мутации находятся в гетерозиготном состоянии и никак не проявляются. При самоопылении вероятность их перехода в гомозиготу во много раз возрастает, но они не сохраняются в популяции из-за естественного устранения. Самоопыление в селекции используется как инструмент создания чистых (гомозиготных) линий с закрепленными признаками. Несмотря на снижение продуктивности, после гибридизации часто появляется явление гетерозиса – силы гибридов от сортов с самоопылением. Это явление называется межлинейной гибридизацией, и в магазинах мы можем увидеть именно такие гибридные семена (они помечены символом F1). В первом поколении гибриды превосходят чистые линии по урожайности, но в дальнейших поколениях эффект силы гибридов исчезает.

Источник