§ 2. Опыление: внешний мир помогает растению

Определения и обозначения

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Пыльца образуется в пыльниках, а рыльце принимает её. Это необходимо, чтобы стало возможным дальнейшее размножение цветкового растения: после опыления может произойти оплодотворение, а затем образоваться семена и плод.

Самоопыление — попадание пыльцы на рыльце пестика того же цветка или другого цветка того же растения. Пыльце при этом не нужно перемещаться к соседнему растению. Такой способ позволяет растению размножаться, даже если переносчик не доставил пыльцу к другому растению.

Перекрёстное опыление — перенос пыльцы с цветка одного растения на цветок другого растения того же вида. Пыльца оказывается на цветке отдельного растения, а не только внутри одного растения. Благодаря такому обмену наследственные признаки потомства могут быть более разнообразными.

Опылитель — живой организм или природный фактор, который переносит пыльцу между цветками. В роли опылителей могут выступать насекомые, например пчёлы, а также ветер; пыльцу способны переносить и другие животные или факторы среды. Они помогают пыльце попасть на рыльце, даже если части цветка не соприкасаются напрямую.

Как это устроено

Пыльца созревает в пыльниках, расположенных на тычинках, а рыльце находится на верхней части пестика. Чтобы размножение продолжилось, пыльца должна попасть именно на рыльце, а не просто образоваться в цветке. Части цветка расположены так, что пыльца может перейти с тычинок на пестик или оказаться на теле посетившего цветок насекомого. Значит, положение тычинок и пестика помогает контакту пыльцы с тем местом, которое её принимает.

При самоопылении пыльце не нужно переноситься между двумя растениями: она попадает на рыльце того же цветка или другого цветка на этом растении. Это может быть полезно, когда поблизости нет другого растения того же вида или переносчик не прилетает. Однако обмен пыльцой между разными растениями происходит реже, поэтому смешение наследственных признаков ограничено. Самоопыление и перекрёстное опыление различаются прежде всего тем, где находится цветок, с которого взята пыльца.

При перекрёстном опылении пыльца с одного растения попадает на цветок другого растения того же вида. Потомство получает наследственные признаки от родительских растений, и их сочетания могут различаться. Такое разнообразие важно для вида: у разных потомков могут быть разные особенности. Но перенос пыльцы должен произойти между подходящими цветками, поэтому растениям часто помогают ветер или животные.

Внешний вид цветка связан со способом переноса пыльцы. Яркая окраска, запах и нектар привлекают насекомых: цветку выгодно, чтобы посетитель подлетел или подполз к нему. У ветроопыляемых растений цветки часто мелкие и невзрачные, потому что им не требуется заманивать насекомых. Лёгкая пыльца легче подхватывается воздухом, а особенности расположения тычинок и рыльца помогают ей рассеиваться и попадать на цветки.

Насекомое прилетает за нектаром и касается частей цветка. Пыльца с пыльников может прилипнуть к его телу, а при посещении следующего цветка — попасть на рыльце пестика; так насекомое переносит её между цветками. Ветер действует иначе: он подхватывает пыльцу и переносит её по воздуху, поэтому часть пыльцы может оказаться на других цветках. В обоих случаях результатом переноса должно стать попадание пыльцы на рыльце.

Способы опыления и их особенности

Сначала проследи путь пыльцы: откуда она взялась и на какой цветок попала. Затем определи, нужно ли ей было перемещаться между растениями и кто мог помочь. Так проще сравнить способы опыления, не смешивая их с оплодотворением.

Разбор задач

Задача 1. На рыльце пестика попала пыльца из пыльника того же цветка. Определите способ опыления. Здесь важно не то, кто перенёс пыльцу, а то, с какого цветка она попала на рыльце. В условии источник и место попадания находятся на одном цветке.

1. Найди источник пыльцы: это пыльник тычинки данного цветка.
2. Определи, на какое рыльце попала пыльца: на пестик того же цветка.
3. Сравни условие с определением: попадание пыльцы на рыльце того же цветка относится к самоопылению.

Ответ: это самоопыление. Пыльца не переносилась на цветок другого растения.

Задача 2. Пчела посетила несколько цветков одного вида. Объясните, как она может участвовать в опылении и какие части цветка соприкасаются с пыльцой. Пчела перемещается между цветками, собирая нектар, и может перенести пыльцу с одного растения на другое. Проследим путь пыльцы от источника до места, которое её принимает.

1. На первом цветке пчела касается тычинок и пыльников, где образуется пыльца.
2. Часть пыльцы может прилипнуть к телу насекомого.
3. У другого цветка пчела касается рыльца пестика, и пыльца может попасть на него.
4. Если цветки принадлежат разным растениям одного вида, это перенос при перекрёстном опылении.

Ответ: пчела переносит пыльцу с пыльников тычинок на рыльце пестика другого цветка. Если это цветок другого растения того же вида, происходит перекрёстное опыление.

Задача 3. У растения мелкие невзрачные цветки, много лёгкой пыльцы и длинные свисающие тычинки. Предположите способ опыления и обоснуйте ответ. В условии названы сразу несколько признаков, поэтому полезно связать каждый из них с возможным переносчиком. Не стоит делать вывод только по окраске цветка.

1. Мелкие невзрачные цветки обычно не привлекают насекомых яркой окраской и запахом.
2. Лёгкую пыльцу проще подхватить и перенести воздушным потоком.
3. Свисающие тычинки помогают пыльце рассеиваться в воздухе.
4. Совокупность признаков указывает на перенос пыльцы ветром.

Ответ: вероятнее всего, растение опыляется ветром. Этот вывод подтверждают большое количество лёгкой пыльцы, свисающие тычинки и невзрачные цветки.

Типичные ошибки

Ошибка: называть опылением образование пыльцы. Их путают, потому что пыльца участвует в опылении и появляется в цветке раньше её переноса. Проверь себя: опыление — это действие, при котором пыльца попадает на рыльце пестика, а не её образование.

Ошибка: считать, что самоопыление бывает только внутри одного цветка. Так думают, потому что приставка «само» может показаться указанием на один цветок. Но пыльца может попасть и на другой цветок того же растения; проверь, принадлежат ли оба цветка одному растению.

Ошибка: путать опыление с оплодотворением. Эти процессы связаны и происходят на этапах размножения растения, поэтому их иногда принимают за одно и то же. Проверь себя по действию: перенос пыльцы на рыльце — опыление, а оплодотворение — другой, следующий процесс.

Ошибка: считать, что любой цветок опыляется насекомыми. Яркие цветы и пчёлы заметнее, поэтому может показаться, что так происходит всегда. Но пыльцу переносит и ветер; чтобы проверить предположение, посмотри на цветок и пыльцу: яркость, запах и нектар часто привлекают насекомых, а лёгкая пыльца и свисающие тычинки могут указывать на ветер.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в опылении, нужно знать строение цветка и назначение его частей: тычинка образует пыльцу в пыльнике, а рыльце пестика принимает её. Эта тема помогает понять следующий этап размножения цветковых растений — оплодотворение, а затем образование семян и плодов. Связь способов опыления с устройством цветков показывает, как растения приспосабливаются к окружающей среде. Работа насекомых-опылителей также важна для экосистем: посещая цветы, они помогают растениям размножаться.

Что запомнить

• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Пыльца образуется в пыльниках тычинок.
• При самоопылении пыльца переносится в пределах одного растения.
• При перекрёстном опылении пыльца переносится между разными растениями одного вида.
• Пыльцу могут переносить насекомые и ветер.
• Строение и признаки цветка часто связаны со способом опыления.