§ 23. Цветение и опыление растений

Определения и обозначения

Цветение — этап развития растения, когда раскрываются цветки и создаются условия для полового размножения. Цветок помогает образовать и соединить половые клетки, а после успешного размножения могут появиться семена. Поэтому цветение — не просто появление красивых бутонов, а важный этап жизненного цикла растения.

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Это необходимый этап перед оплодотворением: пыльца доставляет мужские половые клетки к женской половой клетке, находящейся в семязачатке. Если пыльца не попадёт на рыльце, дальнейшее размножение обычно не состоится.

Самоопыление — попадание пыльцы на рыльце пестика того же цветка или другого цветка того же растения. Пыльца при этом не должна переходить на другое растение. Такой способ позволяет растению размножаться, даже если рядом нет другого растения того же вида.

Перекрёстное опыление — перенос пыльцы с цветка одного растения на цветок другого растения того же вида. Пыльцу могут переносить ветер, вода или животные. Поскольку для такого переноса нужны подходящие условия и часто опылители, устройство цветков помогает повысить его вероятность.

Как это устроено

Цветок устроен так, чтобы пыльца могла попасть к пестику. Тычинки производят пыльцу, а рыльце пестика принимает её; часто его поверхность бывает липкой или неровной, чтобы пыльца удержалась. Такое расположение частей цветка создаёт путь от источника пыльцы к органу, где начинается её дальнейшее развитие.

Сроки цветения влияют на вероятность размножения: цветки должны раскрыться тогда, когда условия позволяют пыльце переноситься и прорастать. Если цветение совпадает с периодом активности животных-опылителей, они чаще посещают цветки. При этом важны тепло, наличие влаги и время, когда раскрыты цветки: неблагоприятные условия могут помешать и переносу пыльцы, и её прорастанию.

Пыльца перемещается разными путями. Ветер подхватывает лёгкие пылинки и переносит их между цветками, а вода может разносить пыльцу у некоторых водных растений. Животные, например насекомые, переносят пыльцу на теле, когда посещают цветки; такой перенос обычно происходит ближе и направленнее, чем перенос ветром.

Признаки цветка часто подсказывают способ опыления. Яркая окраска, запах и нектар помогают привлечь животных, которые ищут пищу и невольно переносят пыльцу. Ветроопыляемые растения не тратят силы на такое привлечение: их цветки обычно невзрачные, а пыльцы образуется много и она лёгкая, чтобы её могли подхватить воздушные потоки.

Опыление и оплодотворение — разные события. Сначала пыльца попадает на рыльце и прорастает, образуя тонкий пыльцевой ход; по нему мужская половая клетка направляется к семязачатку. Затем происходит оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, после которого начинает развиваться семя.

Сравнение самоопыления и перекрёстного опыления

Сначала смотрите, с какого растения происходит пыльца и на какой цветок она попадает: это главный признак различия. Затем сопоставьте переносчика и особенности цветка. Таблица помогает сравнить способы, но конкретные признаки могут различаться у разных растений.

Разбор задач

Задача 1

Опишите путь пыльцы при самоопылении и укажите, какие части цветка в нём участвуют. Нужно проследить, где пыльца образуется и куда должна попасть. При самоопылении она остаётся в пределах одного цветка или растения.

1. Пыльца образуется в тычинках, точнее в их пыльниках.
2. Затем она попадает на рыльце пестика того же цветка либо другого цветка того же растения.
3. Учитываем, что пестик принимает пыльцу, а тычинка служит её источником.

Ответ: путь пыльцы проходит от тычинки к рыльцу пестика того же цветка или другого цветка того же растения.

Задача 2

У растения мелкие невзрачные цветки, образующие много лёгкой пыльцы. Предположите способ опыления и обоснуйте ответ. В условии не названы животные-опылители, поэтому нужно обратить внимание на количество и свойства пыльцы. Эти признаки позволяют проверить, может ли её переносить воздух.

1. Невзрачные цветки обычно не привлекают животных яркой окраской и запахом.
2. Лёгкая пыльца легко подхватывается воздушными потоками.
3. Большое количество пыльцы повышает шанс, что часть её достигнет другого цветка.

Ответ: вероятнее всего, растение опыляется ветром: это объясняют лёгкая обильная пыльца и невзрачные цветки.

Задача 3

У первого растения цветки яркие и душистые, у второго — невзрачные, а пыльца лёгкая. Определите вероятных переносчиков пыльцы и объясните различия. Здесь важно учитывать не один признак, а сочетание окраски, запаха и свойств пыльцы. Такие признаки указывают, к чему приспособлено растение.

1. Яркие душистые цветки могут привлекать животных, например насекомых, которые посещают цветки.
2. При посещении пыльца цепляется за тело животного и переносится к другому цветку.
3. У второго растения нет заметных признаков привлечения животных, зато лёгкая пыльца подходит для переноса ветром.

Ответ: первое растение, вероятно, опыляют животные, а второе — ветер. Различия объясняются тем, что цветки первого привлекают посетителей, а пыльца второго легко переносится воздушными потоками.

Типичные ошибки

Нельзя считать опыление и оплодотворение одним процессом. Их путают, потому что оба события связаны с половым размножением, но опыление — это перенос пыльцы, а оплодотворение происходит позднее. Проверьте себя вопросом: пыльца уже только попала на рыльце или половые клетки уже слились?

Ошибочно думать, что пыльцу переносят только насекомые. Их легко заметить на цветках, но пыльцу также разносят ветер, вода и другие животные. Чтобы проверить ответ, спросите себя, есть ли в условии признаки, подходящие для переноса не животными.

Самоопыление часто путают с перекрёстным, обращая внимание лишь на то, что пыльца перемещается между частями цветка. Решает не расстояние, а растение, с которого пришла пыльца: при перекрёстном опылении это другое растение того же вида. Проверьте, указан ли источник пыльцы — тот же организм или другой.

Яркие и душистые цветки не означают, что растение опыляется ветром. Такие признаки чаще нужны, чтобы привлечь животных, тогда как ветроопыляемые цветки обычно невзрачные и дают лёгкую пыльцу. Проверьте предположение по совокупности признаков, а не по одному слову из условия.

Связь с другими темами

Для понимания опыления нужно знать основные части цветка: тычинки образуют пыльцу, а пестик включает рыльце и завязь. Рыльце принимает пыльцу, после чего может начаться её прорастание. Эта тема продолжает разговор о размножении цветковых растений и помогает понять, как возникают семена и плоды. Опыление подготавливает условия для этих дальнейших изменений, но само по себе не является оплодотворением.

Что запомнить

• Цветение связано с размножением цветкового растения.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Опыление предшествует оплодотворению, но не является им.
• При самоопылении пыльца переносится в пределах одного растения.
• При перекрёстном опылении пыльца попадает на цветок другого растения того же вида.
• Пыльцу могут переносить ветер, вода и животные.