Перехресний досвід комахами вітром

Штучний досвід

Самоопилення

- властиво рослинам, що мають двополі квітки. Більшість рослин при самовпиленні дають насіння (ячмінь, пшениця, просо, овес, горох), але деякі не утворюють насіння (біля жита, рису, капусти). Перенесення пилку з тичинок на рильці тієї квітки називається самовпиленням. У самовпилювачів і тичинки, і пестики на одній квітці дозрівають одночасно. У рослин в ході тривалого еволюційного розвитку виробилися пристосування для перехресного досвіду, оскільки воно є прогресивним. Утворюється потомство з ознаками материнського і батьківського організмів, а при самовпиленні у потомства проявляються ознаки лише одного організму. Самоопилення веде до зниження врожайності, до виродження сорту.

Тому найбільш поширене перехресне досвіду і квітки більшості рослин мають пристосування, що перешкоджають самовпиленню:

Зміст

Квітка

Цвіт - складний орган насіннєвого розмноження квіткових (покритосемінних) рослин.

У певну пору життя зацвітає кожна квіткова рослина. Після того, як квітка відцвітає, на її місці розвивається плід. У плоді розвивається одне або кілька насіння. Розмноження рослин насінням називається насіннєвим розмноженням. Всі квіткові рослини розмножуються насінням, у тому числі ті, які можуть розмножуватися вегетативно.

Пестик і тичинки - головні частини квітки. Навколо пестика і тичинок розташований навколокольоровик. У вишні, наприклад навколоцвітник складається з листочків двох типів. Такий навколоколоцвітник називається подвійним. Внутрішні листочки - пелюстки складові вінчик. Зовнішні листочки - чашолістники - утворюють чашечку.

Вінчик квітки може складатися з декількох несрослих пелюсток (як у вишні). У багатьох рослин пелюстки в нижній частині зростаються в трубку (примула, паслен чорний та ін.).

Околоцвітник вважається простим, якщо всі його листочки більш-менш однакові, і тут немає ні чашечки, ні вінчика. Такий навколоколоцвітник найчастіше зустрічається у однодольних рослин (лілія, тюльпан).

У багатьох рослин квітки розвиваються на тонких стебках - квітножках. На кінці кольороножка зазвичай витовщується або розширюється в кольоровищі. На ньому розміщуються всі частини квітки. Не всі рослини мають кольороножки.

Кожна тичинка має пилок. Всередині пилку дозріває пилок. Він розташований на тичиночній нитці. Пестик має рильце, стовпчик і зав'язок. У підставі пестика знаходяться семязачатки (або семяпочки). Після цвітіння саме з них розвивається насіння, а із зав'язку - плід.

Велика частина квіткових рослин мають як тичинки так і пестики. Такі квітки називаються обопільними. Деякі рослини мають лише пестики. Такі квітки називаються пестичними. Інша частина квітки має тільки тичинки. Це тичиночні квітки. Такі квітки називаються різностатевими.

Рослини, на яких на одній рослині розвиваються пестичні і тичиночні квітки, називаються однодомними (огірки, кукурудза). Рослини, у яких на одній рослині розвиваються тільки тичиночні квітки, а на інших - пестичні, називаються двудомними (тополь, верба, деякі види осок).

Суцвіття

Соцвиття (лат. inflorescentia) - група кольорів, розташованих близько один до одного в певному порядку.

Прості - суцвіття, в яких на головній осі розташовуються одиночні квітки і, таким чином, гілка не перевищує двох порядків (наприклад, гіацинт, черьомуха, подорожник та ін.).

Складні - суцвіття, в яких на головній осі розташовуються приватні суцвіття, тобто гілка досягає трьох, чотирьох і більше порядків (наприклад, бузок, бірючина, калина та ін.).

Пензель - окремі квітки розташовані один за одним на кольороножках, що відходять від загальної довгої осі (ландиш).

Простий колос - квітки не мають кольороножок (сидячі квітки), розташовуються на загальній осі суцвіття (подорожник).

Складний колос - на загальній осі сидять кілька колосків, кожен з них утворений кількома квітками (жито, пшениця).

Початок - від колоса відрізняється товстий. часто м'ясистою віссю суцвіття (кукурудза).

Проста парасолька - кольороножки виходять від вершини осі суцвіття (примула).

Прості суцвіття бувають згруповані в складні.

Складна парасолька - суцвіття-парасолька, що складається з декількох простих парасольок (морква, петрушка).

Кошик - численні дрібні сидячі квітки щільно розташовуються на поверхні плоскої або конусовидної осі суцвіття. Зовні захищено зеленим листям - обгорткою (соняшник, одуванчик).

Просте суцвіття - пензель

Складний колос. Пшениця

Складний колос. Жито

Складне суцвіття - плейохазій

Проста парасолька. Примула

Складна парасолька. Морква

Складна парасолька. Петрушка

Кошик. Соняшник однорічний

Перехресний досвід комахами

Перехресний досвід - це перенесення пилку з квітки однієї рослини на квітки іншої. Перехресний досвід може відбуватися різними способами.

Досвіди комахами - це зазвичай бджоли, оси, іноді мурахи, жуки, молі, мухи і метелики. Комах у квітках приваблює солодкий нектар і пилок. Пилок квіток зазвичай великий і дуже клейкий.

Досвід за допомогою тварин - птахів (колібрі, нектарниці, медоноси), кажанів, гризунів, деяких сумчастих (в Австралії), лемур (на Мадагаскарі).

Штучне досвіду - перенесення пилку з тичинок на пестики квіток за участю людини.

Ознаки насікоопилюваних рослин - великі одиночні квітки, суцвіття, в які зібрані дрібні квітки, яскраве забарвлення пелюсток і простого навколовітника, нектар і аромат. Є квітки, які розкриваються з наступу сутінків. Ці квітки мають сильний аромат. Їх запилюють нічні метелики.

Є в природі рослини, яких запилюють тільки певні комахи. Левовий зев досвідиться тільки джмелями.

Нектар і пилок служить бджолам їжею. Перелітаючи з квітки на квітку, вони запилюють квітки. Тому вулики з бджолами спеціально привозять у сади під час цвітіння. Бджоли запилюють кожну квітку і урожай плодів підвищується

Перехрестя вітру. Самоопилення

Досвід може відбуватися за допомогою вітру. Такий спосіб досвіду дуже поширений у злаків, більшості хвойних і багатьох листяних дерев. Рослини, які опираються вітром найчастіше ростуть великими скупченнями.

У вітроопилюваних рослин дозріває дуже багато пилку. Велика її частина зникає, не досвідляючи квіток. Більшість рослин, що опираються вітром квітнуть рано навесні, до розпускання листя. Так, листя не заважає їх запиленню. У рослин, що запилюються вітром завжди непоказні, часто дрібні квітки, пилки розташовані на довгих звисаючих нитках, дрібний, сухий пилок.

Є ще один спосіб досвіду - самоопилення. У такому випадку, в бутоні квітки пилку, що ще не розкрився, потрапляє з пилків на рильці тієї ж квітки. Коли бутон розкривається, можна вважати, що досвіду вже відбулося.

Штучний досвід

Штучний досвід - це перенесення пилку з тичинок на пестики квіток за допомогою людини.

Зазвичай пилок переносять чистою і сухою м'якою пензликом. Іноді квітки рослин, яких збираються досвідити штучно, готують заздалегідь. Обережно відкривши бутон, видаляють з них тичинки, для того, щоб вони не самовпилилися. На бутони одягають марлеві мішечки, щоб вітер або комахи не занесли пилок. коли бутони розпустяться, на рильця наносять заздалегідь приготовлений пилок.

Тичиночні квітки дозрівають раніше, ніж пестичні квітки цієї ж рослини. Але в безвітряну погоду пилок обсипається, і врожай виходить низьким.

Запліднення у квіткових рослин

Для того, щоб зав'язався плід, і розвинулося насіння, квіти рослини повинні опилитися, а потім має відбутися запліднення. Запліднення - це злиття двох статевих клітин - гамет. Чоловічі гамети у квіткових рослин - спермії - дуже дрібні. Жіночі гамети - яйцеклітини - набагато більші за сперміїв.

При запиленні пилкові зірки потрапляють на рильця. Пилкове зерно одягнене оболонкою. Поверхня оболонки може бути гладкою, або нерівною і вкритою різноманітними шипиками, бородавочками, виростами у вигляді сіточки. У багатьох рослин пилкові зерна у формі кульок.

На всій поверхні рильця виділяється липка рідина, що допомагає утримувати пилок. Пилинка, потрапляючи на рильце проростає в дуже тонку і довгу пилкову трубку. Вона проростає між клітинами рильця, потім стовпчика і в кінцевому підсумку воростає в порожнину зав'язку.

У цій порожнині знаходяться семязачатки (семяпочки). У різних рослин кількість семязачатків у зав'язах різна. Воно може досягати від одного (пшениця, ячмінь, жито, вишня), до декількох десятків (бавовняр), і навіть декількох тисяч (мак).

Пилкове зірняво потрапляє на рильце пестика і проростає. Пилкова трубка росте, і по ній з пилкового зерна переміщуються дві клітини. Вони мають великі ядра. Це спермії. Вони весь час тримаються вконі пилкової трубки.

Семязачатки знаходяться на внутрішніх сторонах стінок зав'язку і складається з клітин. Кожен із семязачатків одягнений покривом, на вершині якого є вузький канал - пилок.

Пилок веде в центральну частину семязачатка. Тут знаходиться тканина, що складається з маленьких клітин з тонкими оболонками. У цій тканині розвивається група більш великих клітин, найбільша - яйцеклітина - знаходиться ближче до пилку. Пилкова трубка воростає в семязачаток, і яйцеклітина зливається з одним із сперміїв. Так відбувається запліднення.

У групі відносно великих клітин, є найбільша. З нею зливається найбільший спермій. У квіткових рослин відбувається два злиття: один спермій зливається з яйцеклітиною, а інший - з великою центральною кліткою. Цей процес називається подвійним заплідненням.

Освіта насіння і плодів

Після запліднення яйцеклітина ділиться на дві клітини. Потім ці дві клітини знову діляться кожна на дві і т. д. в результаті багаторазового ділення клітин розвивається зародок нової рослини.

Найбільша клітина семязачатка, яка злилася з другим спермієм, теж ділиться так, як яйцеклітина. З неї розвиваються клітини ендосперма. В ендоспермі накопичуються запаси поживних речовин. Цими поживними речовинами ендосперм постачає зародок.

З покриву семязачатка розвивається насіннєва шкірка. У підсумку, після запліднення з одного семязачатка розвивається насіння, що складається зі шкірки (змінений покрив семязачатка) і зародка (злиття яйцеклітини з першим спермієм).

Після того, як сталося досвіду і запліднення, до зав'язку притікають поживні речовини. Потім зав'язок поступово розвивається в стиглий плід. З її стінок розвивається навколоплодник, який захищатиме насіння від зовнішніх несприятливих впливів. Буває, що в утворенні плоду приймають і інші частини квітки.

Всі стиглі плоди можна розділити на сухі і соковиті за характером навколоплідника. Односім'яний плід утворюється якщо в зав'язку одна семяпочка, багатосімяний, якщо багато нирок. Плоди, у квіткових рослин можуть бути чотирьох типів: співчутливі односемяні, сухі односемяні, соковиті багатосім'яні і сухі багатосім'яні.

Коли насіння дозріває в сухих плодах (боб, стручок, різноманітні коробочки), навколоплідник повинен розкритися, щоб насіння розсіялося. Деякі коробочки і боби розкидають насіння.

Насіння сухих багатосім'яних плодів має сильну насіннєву шкірку. Вона захищає це насіння після того, як вони висіялися з плоду.

Односім'яні сухі плоди (горіхи, зернівки) не розкриваються, тому що ці плоди розсіюються самі разом з насінням. Їх навколоплідники розриваються тільки тоді, коли проростає насіння. У такого плоду слабо розвинена насіннєва шкірка, тому що навколоплідник розвинений досить добре.

Насіння соковитих багатосім'яних і односемяних плодів поширюють поїдають ці плоди тварини. Насіння, що розвиваються в ягодах володіє добре розвиненою насіннєвою шкіркою. Насіння кістянок захищені кісточкою - внутрішнім кам'янистим шаром навколоплідника. Таке насіння може зберегти здатність проростати, пройшовши через травну систему тварини.

Плоди і насіння мають велике значення в житті людей. Вони - їжа для людей, корм для тварин, їх використовують у промисловості та медицині.

Перехресний досвід, або ксенога мія (від др.-греч. - «Прибулець, чужий» і «шлюб»), або аллога мія (від др.-греч. - Це (allos) «інший» і « » (gamos) «шлюб»), - тип досвіду у покритих рослин, при якому пилок від андроцея однієї квітки переноситься на рильці пестика іншої квітки іншої рослини цього ж виду. Деякі джерела до перехресного запилення відносять гейтоногмію (від др.-греч. - Також - «сусід» і - - - «шлюб»), або сусіднє досвіду, - досвіду, при якому пилок з квітки однієї рослини переноситься на рильці пестика іншої квітки на тій же рослині, однак гейтоногамія являє собою одну з форм самовиплення.

Зміст

Значення перехресного досвіду [правити | правити код]

За допомогою перехрестя здійснюється обмін генами, що підтримує високий рівень гетерозіготності популяції, визначає єдність і цілісність виду. При перехресному запиленні зростають можливості рекомбінації генетичного матеріалу, утворюються більш різноманітні генотипи потомства в результаті з'єднання спадково різноманітних гамет, тому виходить більш життєздатне, ніж при самовпиленні, потомство з більшою амплітудою мінливості і пристосованості до різних умов існування. Таким чином, перехрестя біологічно вигідніше самоопилення, тому воно закріпилося природним відбором і стало панівним у рослинному світі. Перехресний досвід існує у не менше 90% видів рослин.

Самоопилення в порівнянні з перехрестям вторинне, воно викликане умовами середовища, несприятливими для перехрестя і грає страхуючу функцію, але з точки зору еволюції є тупиковим шляхом розвитку.

Пристосування щодо недопущення самоопилення [правити | правити код]

Перші покритосеменні рослини, мабуть, були обополи, що сприяло самовпиленню. Пізніше рослини виробили пристосування щодо його недопущення.

Розділення статей [правити | правити код]

Поділ підлоги - існування рослин одного виду, але різної статі: у одних рослин утворюються квітки тільки з андроцеєм, у інших рослин - тільки з гінецеєм.

Дихогамія [правити | правити код]

Діхога ́ мія (від др.-греч. - «Окремо, врозь» і «шлюб») - функціональна різностатевість, виражена в неодмінному дозріванні в одній квітці андроцея і гінецея; проявляється або у формі протерандрії, або у формі протерогінії.

• Протера ́ ні ́ я, або протоа ́ ря ́ я, або прота ́ ря [1] (від др.-греч. - Це перший з двох, більш ранній "і ἀνδρεῖος" чоловічий "), - дозрівання в квітці андроцея раніше гінецея (більш раннє дозрівання чоловічих репродуктивних органів порівняно з жіночими біля неквіткових рослин; термін застосовується також до тварин-гермафродитів); протерандрія характерна для сімейств Астрові, Зонтичні, Дзвікові та багатьох інших.
• Протерогії ́ я, або протоґні ́ я [1] (від др.-греч. - Це перший з двох, більш ранній "і" жінка "), - дозрівання в квітці гінецея раніше андроцея (більш раннє дозрівання жіночих репродуктивних органів порівняно з чоловічими у неквіткових рослин; термін застосовується також до тварин-гермафродитів); протерогінія характерна для сімейств Барбарисові, Капустні.

Геркогамія [правити | правити код]

Геркогамія, або херкогамія являє собою просторовий поділ репродуктивних органів, коли при відвідуванні комахами автогамія не може мати місце. Як правило, рильце пестика виставляється із зіву квітки на набагато більшу відстань, ніж тичинки і тому самоопилення у формі автогамії здається неможливим. Тим не менш, у багатьох геркогамних рослин самоопилення часто спостерігається в кінці цвітіння, якщо з якихось причин не відбулося перехресне досвіду. При цьому відбувається згинання стовпчиків і тичиночних ниток, нерідко обопільне. В результаті репродуктивні органи приходять у зіткнення в межах квітки або суцвіття. Зустрічається у лілейних, ірисових, ластівневих, губоколірних, геранієвих і багатьох інших.

Самонесумісність [правити | правити]

Самонесумісність - пристосування рослин щодо недопущення самоопилення, що виражається в тому, що при самовпиленні число насіння мізерне порівняно з кількістю насіння при перехресті запилення.

Розрізняють гомоморфну і гетероморфну самонесумісність.

• Гомоморфна самонесумісність (від др.-греч. Також «однаковий» і - самонесумісність, яка не супроводжується морфологічними відмінностями в будові квітки біля різних особин одного виду. Характерна, наприклад, для маку самосейки (Papaver rhoeas). [2]
• Гетеростилія (від др.-греч. ἕτερος - «інший» і - - «стовп»), або Різностолбчатість, або Гетероморфна самонесумісність (від др.-греч. ἕτερος - «інша» і - «форма»), - самонесумісність, поєднана з існуванням особин одного виду, квітки яких мають різну довжину стовпчиків і тичиночних ниток (у одних рослин стовпчики коротші за тичинок, у інших - тичинки коротші за стовпчики). Суть цього пристосування полягає в тому, що комаха, торкаючись пилків у квітці одного типу, бруднює своє тіло пилком у тих місцях, які відповідають рильцю стовпчика в квітці іншого типу. Гетеростилія може бути диморфною і триморфною.
• Диморфна гетеростилія - у рослин одного виду є дві форми квіток. Характерна, наприклад, для пологів Гречиха (Fagopyrum), Медуниця (Pulmonaria), Первоцвіт (Primce).
• Триморфна гетеростилія - у рослин одного виду є три форми квіток: коротко-, середньо- і довгостовпчасті. Характерна, наприклад, для дербінніка іволістного (плакун-трави) (Lythrum salicaria).

Виконання перехрестя [правити | правити код]

Перехресний досвід може здійснюватися як біотично (за допомогою живих організмів), так і абіотично (за допомогою повітряних або водних потоків).

Для більшості способів досвіду є спеціальні терміни, другою частиною яких є -філія (від др.-греч. Також «любов», «дружба»):

• зоофілія (від др.-греч. ζῷον «тварина») - досвіду за допомогою тварин;
• ентомофілія (від др.-греч. ἔντομον «комаха») - за допомогою комах (це найбільш поширений спосіб зоофілії);
• кантарофілія (від др.-греч. - За допомогою жуків (цей спосіб досвіду характерний для реліктових рослин);
• мірмекофілія (від др.-греч. Також ((myrmeks) «мураха») - за допомогою мурахів;

орнітофілія (від др.-греч. ὄρνις «птах») - за допомогою птахів (наприклад, досвіду багатьох рослин з тропічної Америки здійснюють колібрі);

малакофілія (від др.-греч. - Також - «молюск») - за допомогою молюсків; зараз всі випадки участі молюсків (равликів) в запиленні представляються сумнівними;

маммалофілія (від лат. mammalis «грудний») - за допомогою ссавців; є припущення, що досвіду рослин за допомогою нелітаючих ссавців було широко поширено в третинний період і зараз збереглося лише як реліктове;

хіроптерофілія (від лат. Chiropera «рукокрилі» - від др.-греч. Також   - «рука» і також - «крило») - за допомогою кажанів; хіроптрофільні рослини поширені більшою мірою в тропіянАзії та Америки, меншою мірою в Африці;

анемофілія (від др.-греч. - Це «вітер») - досвід за допомогою вітру [3];

гідрофілія (від др.-греч. ὕδωρ «вода») - досвіду за допомогою води (наприклад, у рослин з пологів Роголистник, Наяда);

Зоофілія серед квіткових рослин поширена набагато ширше, ніж анемофілія і гідрофілія: в Європі зоофільні рослини становлять 70 - 80%, анемофільні - близько 20%, гідрофільні - менше 1% від загального числа видів. [4]