Все способы размножения цветковых растений

Размножение и развитие цветковых растений

В царстве растений существует множество различных способов оставить потомство. Наибольшего успеха в размножении достигли хорошо знакомые вам цветковые растения.

Режим обучения доступен только авторизованным пользователям

Возможности режима обучения:

• просмотр истории в виде слайдов
• возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
• возможность добавить свою, детскую озвучку
• тесты для детей, чтобы закрепить материал
• специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
• ссылки на дополнительные обучающие курсы

В прошлом веке фермер из Австралии при вспашке поля обнаружил необычное растение – торчащий из земли красный «горшочек». Он сообщил о своей находке в университет, где ботаники сделали необычное открытие. Найденное растение оказалось родственником орхидей. Необычны «красный горошочек» назвали Ризантеллой Гарднера. Ризантелла всю жизнь проводит под землей и опыляется крошечными мухами, которые проникают в почву через мелкие трещины. Находка фермера — не что иное как цветок Ризантеллы. Цветки играют важную роль в размножении растений. Однако растения размножаются не только при помощи цветков. В отличии от животных, растительный мир научился воспроизводить потомство самыми разнообразными и необычными способами.

Почему цветки растений такие необычные?

Почему цветки растений такие необычные?

Цветковые – самая распространённая группа растений. Покрытосемянные появились на Земле совсем недавно — всего 150 млн лет назад. Известно свыше 300 тысяч видов цветковых растений, в то время как всех остальных видов растений не наберётся и 50 тысяч. С чем связан эволюционный успех цветковых растений? Всё дело в их способе размножения: 1. Цветковым не нужна вода для размножения, в отличии от мхов и других примитивных растений. 2. Подобно плаценте у млекопитающих, семя защищает и питает зародыш молодого растения. 3. У многих цветковых семена окружены плодом. Плод также помогает зародышу прорасти и, как и семя, участвует в размножении. Половое размножение при помощи цветков – ключ к выживании вида в ходе эволюции. Но растения также часто прибегают и к бесполому размножению.

Размножение цветковых (покрытосемянных) растений

Размножение цветковых (покрытосемянных) растений

Размножение цветковых (покрытосемянных) растений

Половое размножение связано с генеративными органами растении (цветками). Как и у животных, при половом размножении растения передают только половину своего генетического материала потомству (половина отца и половина от матери). Однако потомство получается разнообразным, непохожим на родителей. Такое разнообразие позволяет справиться с любой вирусной эпидемией, падением метеорита и многими другими катаклизмами.

Бесполое размножение происходит при участии вегетативных органов. С помощью корней, листьев и стеблей растения способны создавать собственных клонов. Потомство получается единообразным, однако родитель передаёт все свои гены потомкам и делает это довольно быстро. И всё же, однообразное потомство быстро погибнет, если условия жизни резко изменятся.

Половое и бесполое размножение растений

Половое и бесполое размножение растений

Давайте сперва сравним половое размножение животных и растений. У всех животных количество хромосом (генетического материала) кратно двум. Например, у человека 46 хромосом (23 пары), а у мухи 8 хромосом (4 пары). В половые клетки животного попадает ровно половина. Например, в половых клетках человека содержится 23 хромосомы. При оплодотворении происходит их слияние (23 от отца + 23 от матери = 46 у ребенка). В результате образуется зигота – первая клетка эмбриона, которая даст начало всем остальным клеткам. У растений же происходит чередование жизненных стадий. Особь с двойным набором генов (спорофит) сменяется на организм с одинарным набором генов (гаметофит). Многие примитивные растения большую часть жизни проводят в стадии гаметофита. Цветковые и голосемянные растения, наоборот, живут с двойным набором генов.

Половое (генеративное) размножение

Половое и бесполое размножение растений.

Половое (генеративное) размножение

Цветок – видоизменённый побег, выполняющий функцию семенного размн ожения растений. Плод — орган размножения покрытосеменных растений, развивающийся из цветка и служащий для защиты и распространения семян. Семя — многоклеточная структура сл ожного строения, которая развивается из семяпочки после оплодотворения и содержит зачаток нового растения и запас питательных веществ.

Органы растений, участвующие в генеративном размножении

Цветок имеет сложное строение и состоит из нескольких частей: Снизу цветка расположены чашелистики. Они защищают нежные части цветка до его распускания. Лепестки украшают цветок, делая его заметным для животных-опылителей. Собранные вместе лепестки образуют венчик. Венчик также защищает тычинки и пестики от перегрева днём, а закрытый ночью венчик спасает внутренние части цветка от холода. Тычинка – это мужской репродуктивный (служащий для размножения) орган растения. В пыльнике тычинки созревает пыльца, внутри которой развиваются мужские половые клетки – спермии. Пестик – это женский репродуктивный орган цветковых растений. Внутри завязи пестика расположены семязачатки (семяпочки), в которых образуются женские половые клетки – яйцеклетки.

Органы растений, участвующие в генеративном размножении

Органы растений, участвующие в генеративном размножении

После созревания половых клеток происходит опыление. Опыление —это процесс переноса пыльцы на рыльце пестика. Семенным растениям, в отличии от других, не требуется вода для переноса пыльцы. Всего 2% цветковых растений распространяет пыльцу при помощи воды. С одного цвета пыльца переносится при помощи ветра или других животных. Ветроопыляемые растения производят большое количество мелкой пыльцы – так повышается вероятность попадания пыльцы на рыльце цветка. С привлечением животных в ходе эволюции, растения получили более высокие шансы попадания пыльцы на женский цветок. Взамен за свою работу животные получают в виде «платы» питательный нектар. Из-за крошечных размеров пыльца ветроопыляемых растений легко проникает в дыхательные пути людей, вызывая поллиноз (аллергию на пыльцу). Симптомами аллергии на пыльцу являются кашель, насморк, покраснение глаз, повышенная усталость и дерматит (воспаление кожи). Почему лишь некоторые люди страдают от аллергии? Дело в том, что у каждого человека уникальный, неповторимый иммунитет. Поэтому у некоторых людей иммунные клетки обладают повышенной чувствительностью к безвредной пыльце, а у других –нет.

Ветроопыляемые цветы

Аллергия на пыльцу

Большинству цветковых растений для размножения требуется помощь животных. Наиболее важными насекомыми-опылителями являются пчелы, численных которых в последние годы пугающе быстро снижается.

Опыляемые птицами цветки крупные, ярко-красные или желтые. Поскольку у птиц не развито обоняние, в ходе эволюции опыляемые ими растения не выработали никаких запахов. Однако такие цветы производят сладкий нектар, который помогает удовлетворить высокие энергетические потребности птиц-опылителей. Лепестки срастаются и образуют изогнутую цветочную трубку, облегающую изогнутый клюв птицы.

Около 20% всех видов цветковых растений опыляются ветром. Цветки таких растений маленькие и невзрачные. Они не производят ни запаха, ни нектара. Низкая точность ветрового опыления компенсируется образованием большого количества пыльцевых зерен.

Опыление цветков

Самоопыление — пыльца из пыльников переносится на рыльце пестика того же самого цветка или между цветками одного растения. Самоопыление является примером бесполого размножения, так как растение оплодотворяет самого себя. Перекрёстное опыление — пыльца одного цветка переносится на рыльце пестика цветка другого растения этого же вида. У некоторых растений цветки меняют пол. Например, у виктории амазонской цветок сперва содержит только тычинки. Насекомое приманивается сладким ароматом цветка и проводит в нём ночь, собирая на своем теле пыльцу. Утром насекомое покинет растение, а цветок сменит пол на женский. При смене пола цветок также меняет цвет с белого на розовый.

Самоопыление

Виды опыления растений

В природе у растений в ходе эволюции появились различные механизмы, предотвращающие самоопыление. Так растения повышают своё генетическое разнообразие. Разнообразное потомство будет более приспособленным к окружающей среде. Вот лишь некоторые механизмы недопущения самоопыления: 1.Тычинки одного цветка созревают раньше пестиков. 2.Форма женского цветка не подходит для насекомого – опылителя. 3.На рыльце пестика имеются особые химические вещества, которые узнают близкородственную пыльцу. При попадании пыльцы на пестик эти вещества блокируют прорастание пыльцевой трубки. Интересно, что третий механизм антисамопыления похож на иммунную систему животных. В обоих случаях происходит узнавание чужого генетического материала и сравнение его на совместимость.

Предотвращение опыления

Предотвращение самоопыления

Попадание пыльцы на пестик запускает этап оплодотворения. Из пыльцевого зерна через рыльце пестика прорастает пыльцевая трубка. Она растёт по всей длине столбика, достигнув в итоге семязачатка (семяпочки). В зародышевом меше происходит двойное оплодотворение. Одна мужская клетка (спермий) оплодотворяет яйцеклетку – образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной женской клеткой, образуя зачаток эндосперма. Эндосперм содержит тройной набор генетического материала. Это позволит эндосперму быстро нарасти и запасти в семени питательные вещества для зародыша. Если слияние спермия и яйцеклетки прошло успешно, то семязачаток растёт и превращается в семя.

После оплодотворения зигота (которая является одиночной клеткой) начинает делиться. Первые клетки молодого растения изначально похожи друга, но в итоге они сформируют различные части растения. Развитие и формирование клеток эмбриона зависит от их расположения и формы. Например, нижние клетки дадут начало корешку (зачаточному корню), а верхние – зачаточным листьям. На картинке сравнивается эмбриональное развитие растений и животных (морской звезды). В обоих случаях судьба каждой клетки зависит от её расположения. Более того, изучение развития эмбрионов животных помогает ответить на вопрос, как происходит развитие эмбрионов растений. Развитие эмбрионов растений и животных контролируется разными генами. Но общий принцип одинаков – гены «диктуют» как и в каком направлении клетки должны делиться. Строгий контроль и координация со стороны генов в итоге приводит к формированию из одноклеточной зиготы сложного многоклеточного организма.

Развитие зародыша внутри семени

Источник