20. Половое размножение растений

Определения и обозначения

Половое размножение растений — образование нового растения в результате слияния мужской и женской половых клеток. Оно отличается от вегетативного размножения: при вегетативном новое растение вырастает из части материнского, например из побега. Половое размножение приводит к появлению зародыша, из которого может развиться самостоятельное растение.

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Пыльца содержит мужские половые клетки, а рыльце принимает её и помогает ей попасть дальше к семязачатку. Опыление нужно, чтобы мужские клетки оказались рядом с женской половой клеткой; само слияние клеток происходит позже.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. Оно происходит после того, как пыльца попала на рыльце и мужская клетка достигла семязачатка. В результате начинает формироваться зародыш нового растения.

Семя — образование, которое развивается из семязачатка после оплодотворения и содержит зародыш. Семя помогает зародышу пережить неблагоприятные условия и начать развитие, когда условия станут подходящими. Поэтому образование семян связывает размножение растения с появлением нового растения.

Как это устроено

В половом размножении цветковых растений участвуют тычинки и пестик. Тычинки образуют пыльцу, в которой находятся мужские половые клетки, а в завязи пестика расположены семязачатки с женскими половыми клетками. Такое строение помогает клеткам встретиться: пыльца должна попасть снаружи цветка к рыльцу пестика, а затем к семязачатку внутри завязи. Если этих частей нет или они не выполняют свою роль, путь к оплодотворению нарушается.

Сначала пыльца переносится с тычинки на рыльце пестика. Перенос могут обеспечивать насекомые: пыльца прилипает к их телу, когда они посещают цветок, а затем попадает на другой цветок. У некоторых растений пыльцу переносит ветер; возможны и другие факторы. Перенос необходим потому, что пыльца сама не перемещается от тычинки к пестику на нужное расстояние.

При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка или другого цветка того же растения. При перекрёстном опылении пыльца переносится с одного растения на другое растение того же вида. В обоих случаях она оказывается на рыльце, но источник пыльцы различается. Для перекрёстного переноса может потребоваться ветер или животное-переносчик, тогда как при самоопылении пыльца может достичь пестика внутри одного цветка.

После попадания пыльцы на рыльце пестика мужская половая клетка направляется к семязачатку, где находится женская половая клетка. У цветковых растений этому помогает пыльцевая трубка — вырост пыльцевого зерна, по которому движется мужская клетка. Когда клетки сливаются, происходит оплодотворение и начинается развитие зародыша. Поэтому одного переноса пыльцы недостаточно: без слияния клеток зародыш не образуется.

После оплодотворения части цветка изменяются и дают начало новым образованиям. Семязачаток превращается в семя, внутри которого развивается зародыш, а завязь пестика — в плод. В плоде обычно находятся семена, и он может помогать их распространению. Такая последовательность объясняет, почему семя и плод происходят из разных частей цветка.

Сравнение самоопыления и перекрёстного опыления

Чтобы определить способ опыления, сначала выясни, с какого цветка взялась пыльца, а затем — на какой цветок она попала. Само наличие насекомого не определяет способ: важно, переносится ли пыльца на то же растение или на другое.

Разбор задач

Задача 1

Пыльца попала с тычинки цветка на рыльце пестика того же цветка. Определите способ опыления. Нужно сравнить цветок, который дал пыльцу, с цветком, на рыльце которого она оказалась. Не следует путать перенос пыльцы с оплодотворением: в условии описан именно перенос.

1. Найди источник пыльцы: это тычинка цветка.
2. Определи, куда она попала: на рыльце пестика того же цветка.
3. Сравни источник и место попадания: оба находятся в одном цветке.

Ответ: это самоопыление, потому что пыльца попала на пестик того же цветка.

Задача 2

Пыльца одного растения перенесена насекомым на рыльце пестика другого растения того же вида. Назовите способ опыления и объясните, что произошло. Здесь нужно установить, откуда пришла пыльца и куда она попала, а также отделить перенос от дальнейшего процесса. Насекомое помогает доставить пыльцу, но само это ещё не означает, что оплодотворение уже состоялось.

1. Источник пыльцы — первое растение, а цветок-получатель находится на другом растении того же вида.
2. Поскольку пыльца перешла между разными растениями, это перекрёстное опыление.
3. Насекомое выступило переносчиком и доставило пыльцу на рыльце пестика.
4. Затем мужская половая клетка может направиться к семязачатку; если она сольётся с женской клеткой, произойдёт оплодотворение.

Ответ: произошло перекрёстное опыление. Насекомое перенесло пыльцу, а оплодотворение может произойти позже, если половые клетки сольются.

Задача 3

После оплодотворения у растения образовались плод и семена. Укажите, из каких частей цветка они развились, и объясните роль оплодотворения. В условии уже сказано, что оплодотворение произошло, поэтому сначала нужно связать его с появлением зародыша. Затем следует определить, какая часть цветка даёт начало семени, а какая — плоду.

1. Оплодотворение означает слияние мужской и женской половых клеток.
2. После этого начинает развиваться зародыш; он находится в семени.
3. Семязачаток развивается в семя, а завязь пестика — в плод.

Ответ: семена развились из семязачатков, а плод — из завязи. Оплодотворение запустило развитие зародыша, который содержится в семени.

Типичные ошибки

Ошибка — считать опыление и оплодотворение одним процессом. Их путают, потому что одно обычно следует за другим, однако опыление — это перенос пыльцы, а оплодотворение — слияние половых клеток. Проверь себя: если описано, как пыльца переместилась на рыльце, речь идёт об опылении; если клетки слились — об оплодотворении.

Ошибка — путать тычинку и пестик. Это случается, если запомнить только, что обе части участвуют в размножении, но не их разные роли: пыльца образуется в тычинке, а рыльце, принимающее пыльцу, находится на пестике. Для проверки восстанови путь пыльцы: сначала она образуется на тычинке, потом попадает на рыльце пестика.

Ошибка — утверждать, что при перекрёстном опылении пыльцу обязательно переносит насекомое. Насекомые часто участвуют в переносе, поэтому легко забыть о других возможностях, например о ветре. Проверь ответ вопросом: переносится ли пыльца между разными растениями одного вида? Если да, опыление перекрёстное, каким бы ни был переносчик.

Ошибка — считать, что семя развивается из завязи, а плод из семязачатка. Эти части расположены рядом, поэтому их происхождение легко перепутать. Запомни соответствие: семязачаток превращается в семя, завязь — в плод; проверяя ответ, проследи отдельно судьбу каждой части цветка.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в половом размножении, нужно знать строение цветка и различать тычинку, пестик, завязь и семязачаток. Их расположение помогает понять, откуда берётся пыльца и где происходит оплодотворение. Тема связана с размножением и развитием растений: она объясняет образование плодов и семян, а затем помогает понять, как семена прорастают и дают начало новым растениям.

Что запомнить

• Половое размножение связано со слиянием половых клеток.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Опыление предшествует оплодотворению.
• При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка или растения.
• При перекрёстном опылении пыльца переносится с одного растения на другое.
• Из семязачатка развивается семя, а из завязи — плод.