Различаются ли репродуктивные органы цветковых растений, обитающих в разных условиях?

Определения и обозначения

Цветок — орган размножения цветкового растения. В цветке образуются пыльца и семязачатки; после опыления и оплодотворения из семязачатков развиваются семена, а из завязи пестика — плод. Значит, цветок помогает растению оставить потомство и распространять семена.

Тычинка — мужской репродуктивный орган цветка, в котором образуется пыльца. Обычно у неё есть тонкая нить и пыльник, где созревает пыльца. Она нужна для переноса наследственного материала к женской части цветка.

Пестик — женский репродуктивный орган цветка. Его верхняя часть, рыльце, принимает пыльцу, столбик соединяет рыльце с завязью, а в завязи находятся семязачатки. После оплодотворения семязачатки становятся семенами, поэтому пестик участвует в их образовании.

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Пыльцу могут переносить, например, насекомые или ветер. Опыление необходимо, чтобы пыльца встретилась с женской частью цветка; само по себе оно ещё не означает, что семена уже образовались.

Как это устроено

Тычинки производят пыльцу, а пестик принимает её, но у разных растений эти органы устроены неодинаково. Причина в том, что пыльца должна попасть на рыльце, несмотря на разный способ переноса. Поэтому расположение органов и свойства пыльцы помогают растению использовать подходящий путь опыления.

Цветки, которые опыляют насекомые, часто заметны благодаря окраске, запаху или нектару. Эти признаки привлекают насекомых, а когда те садятся на цветок за пищей, пыльца может прилипнуть к их телу. При посещении другого цветка часть пыльцы попадает на его рыльце, поэтому строение цветка помогает обеспечить контакт с опылителем.

Ветер не выбирает цветки и не направляется к ним, поэтому ветроопыляемым растениям обычно не нужны яркие «приманки». Их пыльца часто мелкая и лёгкая: такую пыльцу проще подхватить потокам воздуха. Тычинки могут выступать наружу, чтобы пыльца свободно рассеивалась, а рыльца — быть крупными или перистыми, чтобы улавливать её из воздуха.

Чтобы понять возможный способ опыления, сравнивают положение тычинок и пестиков, количество и размер пыльцы, а также строение рыльца. Например, выступающие тычинки и широкое перистое рыльце вместе хорошо подходят для переноса пыльцы ветром. А заметный цветок с нектаром и запахом указывает на возможное участие насекомых. Один признак может встречаться у разных растений, поэтому надёжнее учитывать их сочетание.

Репродуктивные органы различаются не просто потому, что растения живут в разных местах. Существенно, какие условия помогают пыльце переместиться: есть ли рядом насекомые-опылители, может ли ветер переносить пыльцу, открыты ли цветки воздушным потокам. Особенности строения повышают вероятность опыления в таких условиях, но не гарантируют его при каждом переносе.

Признаки цветков при разных способах опыления

Таблица показывает типичные сочетания признаков, а не строгие правила для каждого цветка. Сначала отметьте, какие особенности видны, затем найдите, какой способ переноса они делают более вероятным. Для вывода используйте несколько строк таблицы, а не только окраску цветка.

Разбор задач

Задача 1. Даны описания двух цветков: один яркий, с запахом и нектаром, другой невзрачный, с мелкой лёгкой пыльцой. Предположите способы их опыления и обоснуйте ответ.

1. Соберите признаки первого цветка: он яркий, пахнет и выделяет нектар. Такие особенности могут привлекать насекомых, которые прилетают за пищей и соприкасаются с пыльцой.
2. Сделайте предварительный вывод: первый цветок, скорее всего, опыляется насекомыми. Это предположение основано не только на яркости, но и на запахе с нектаром.
3. У второго цветка отметьте невзрачность и мелкую лёгкую пыльцу. Лёгкую пыльцу легко подхватывает воздух, поэтому вероятно опыление ветром.
4. Сопоставьте признаки каждого цветка с возможным переносчиком. Набор особенностей первого связан с привлечением животных, а второго — с рассеиванием пыльцы.

Ответ: первый цветок, вероятнее всего, опыляется насекомыми, второй — ветром. Это обоснованный вывод по совокупности данных признаков, а не безусловное доказательство.

Задача 2. Сравните по описаниям цветки двух растений: отметьте различия в расположении тычинок и пестиков, а также в строении рыльца. Объясните, как эти признаки помогают переносить или улавливать пыльцу.

1. Сначала выясните, где находятся тычинки: внутри цветка или выступают из него. Выступающие тычинки легче отдают пыльцу воздушным потокам.
2. Затем сравните рыльца пестиков. Широкое или перистое рыльце имеет большую поверхность и может улавливать пыльцу из воздуха.
3. Если тычинки и рыльце расположены так, что насекомое задевает их при посещении цветка, это может помогать переносу пыльцы на его теле.
4. Свяжите все наблюдения с вероятным способом опыления. Выступающие тычинки и перистое рыльце вместе говорят в пользу ветрового переноса, а контакт с насекомым — в пользу переноса животными.

Ответ: сравнивать нужно расположение обоих органов и форму рыльца; вывод о способе опыления делают по всему сочетанию признаков. Если в описании нет данных о пыльце или привлекательности цветка, уверенность в выводе будет ниже.

Задача 3. У растения с невзрачными цветками наблюдаются длинные выступающие тычинки и крупные перистые рыльца. Определите вероятный способ опыления и объясните значение каждого признака.

1. Невзрачность цветков сама по себе не даёт ответа, но показывает, что растение, вероятно, не привлекает опылителей окраской.
2. Длинные выступающие тычинки открыты воздуху. Благодаря этому ветер может подхватить пыльцу и унести её от цветка.
3. Крупные перистые рыльца имеют большую площадь и помогают задерживать пыльцу, переносимую воздушными потоками.
4. Проверьте, согласуются ли признаки: цветок не приманивает насекомых, а его органы подходят для отдачи и улавливания пыльцы ветром.

Ответ: вероятнее всего, растение опыляется ветром. Вывод подтверждают вместе невзрачный цветок, выступающие тычинки и крупные перистые рыльца.

Типичные ошибки

Считать, что все цветки опыляются насекомыми, — ошибка: пыльца может переноситься и ветром. Так думают, потому что насекомые заметны и часто посещают цветы. Проверьте себя: вспомните, что у ветроопыляемых растений есть признаки рассеивания и улавливания пыльцы.

Определять способ опыления только по окраске ненадёжно. Яркий цветок кажется очевидной приманкой, но одна окраска не рассказывает ни о пыльце, ни о рыльце. Проверьте вывод по нескольким признакам: запаху, нектару, расположению тычинок и строению рыльца.

Путать опыление с образованием семян — значит смешивать разные этапы размножения. Их путают, потому что опыление необходимо для дальнейшего развития семян. Проверьте себя: опыление — это перенос пыльцы, а семена формируются позднее, после оплодотворения.

Считать один признак доказательством конкретного способа опыления тоже неверно. Отдельная особенность может встречаться у разных растений, поэтому поспешный вывод легко оказывается ошибочным. Проверьте себя: найдите минимум несколько согласующихся признаков и объясните, как каждый из них помогает переносить пыльцу.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать основные части цветка и функции тычинки и пестика. Также важно помнить, что растения размножаются, а образованию семян предшествуют перенос пыльцы и оплодотворение. Дальше эти знания помогут изучить оплодотворение у цветковых растений, образование семян и плодов. Сравнение цветков показывает, как особенности организма помогают ему размножаться в разных условиях среды.

Что запомнить

• Тычинка образует пыльцу, а пестик участвует в образовании семян.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Строение цветка связано со способом переноса пыльцы.
• Цветки, опыляемые насекомыми, часто имеют признаки, привлекающие опылителей.
• У ветроопыляемых растений признаки цветка помогают рассеивать пыльцу и улавливать её.
• Способ опыления лучше определять по совокупности признаков, а не по одному.