§ 31. Размножение и оплодотворение у растений

Определения и обозначения

Размножение — способность растений воспроизводить себе подобных, обеспечивая продолжение вида. Благодаря ему на смену старым растениям приходят новые, а вид не исчезает. Размножение также помогает растениям распространяться на новые места.

Бесполое размножение — образование нового растения без участия половых клеток, обычно с участием одной родительской особи. Новое растение развивается из клетки или части родительского организма. Такой способ позволяет быстро получить потомков, сохраняющих основные признаки родительского растения.

Половое размножение — образование нового растения при участии мужской и женской половых клеток. Их наследственные признаки сочетаются, поэтому потомки могут отличаться друг от друга и от родителей. Такое разнообразие помогает виду приспосабливаться к меняющимся условиям.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. Зигота — первая клетка нового организма. Из неё развивается зародыш, который позднее становится частью семени.

Как это устроено

Растениям необходимо размножаться, потому что отдельные организмы живут не вечно: они стареют, повреждаются или погибают. Если бы новые растения не появлялись, постепенно исчез бы весь вид. Распространение потомков позволяет растениям занимать подходящие места и увеличивает шансы вида сохраниться.

При бесполом размножении потомок появляется без слияния мужской и женской половых клеток. Он получает наследственные признаки от одного родительского растения, поэтому обычно похож на него. Так можно размножить растение, не дожидаясь образования семян, но новые растения при этом обычно не получают сочетания признаков двух родителей.

Один из способов бесполого размножения — вегетативный: новое растение развивается из части вегетативного органа, то есть побега, корня или листа. У земляники для этого служат усы — ползучие побеги, на которых возникают молодые растения. Картофель можно размножить клубнями, а некоторые растения — частями корня или листа. Каждая такая часть при подходящих условиях способна дать начало растению.

У цветковых растений мужские половые клетки образуются в пыльце, которая развивается в тычинках; женская клетка находится в семязачатке внутри завязи пестика. Чтобы они могли встретиться, сначала происходит опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика. Пыльца может переноситься ветром, водой или животными, например насекомыми. После этого из пыльцевого зерна растёт трубка, по которой мужская клетка направляется к семязачатку.

Опыление должно предшествовать оплодотворению, потому что оно доставляет пыльцу к пестику, но само по себе не соединяет половые клетки. Мужская клетка достигает семязачатка и сливается с женской; результатом становится зигота. Затем из зиготы развивается зародыш, а семязачаток превращается в семя; завязь обычно развивается в плод. Так половой процесс приводит к появлению нового растения.

Сравнение бесполого и полового размножения растений

Сначала сравни, участвуют ли половые клетки и происходит ли их слияние: это самый надёжный способ различить процессы. Затем посмотри на способ появления нового растения и ожидаемое сходство с родителем. Таблица помогает сопоставить способы, но не означает, что у каждого растения возможен только один из них.

Разбор задач

Задача 1. Новое растение земляники образовалось из усика, а новое растение картофеля — из клубня. Определим способ размножения в каждом случае.

1. Сначала выясняем, из какой части растения возник потомок. Усик земляники — это часть побега, а клубень картофеля — видоизменённый подземный побег.
2. Оба потомка появились из частей материнского растения, а не из семени после слияния половых клеток. Значит, для их возникновения не требуется оплодотворение.
3. Размножение частями вегетативных органов называют вегетативным. Оно является разновидностью бесполого размножения.

Ответ: земляника размножилась усами, картофель — клубнями; оба примера относятся к вегетативному бесполому размножению.

Задача 2. Расположим процессы: образование мужских и женских половых клеток, опыление, оплодотворение, образование зиготы.

1. Половые клетки должны появиться до того, как смогут участвовать в размножении. Поэтому первым этапом будет их образование.
2. Затем пыльца переносится на рыльце пестика. Это опыление: оно доставляет пыльцу, но ещё не означает слияния клеток.
3. После опыления мужская клетка достигает женской и сливается с ней. Это оплодотворение, результатом которого становится зигота.

Ответ: образование половых клеток → опыление → оплодотворение → образование зиготы.

Задача 3. Почему потомки при половом размножении могут отличаться от родителей, а при размножении клубнями обычно сохраняют их признаки?

1. При половом размножении соединяются две половые клетки. Каждая несёт наследственные признаки, поэтому у потомка возникает новое сочетание признаков.
2. Клубень — часть материнского растения, из которой развивается новое растение без слияния половых клеток. Нового сочетания признаков от двух родителей не возникает.
3. Поэтому потомки из клубней обычно похожи на материнское растение. Сходство не следует понимать как абсолютное: условия среды и наследственные изменения тоже могут влиять на признаки.

Ответ: половое размножение создаёт новые сочетания признаков, а при размножении клубнями основные признаки родительского растения обычно сохраняются.

Типичные ошибки

Путать опыление с оплодотворением. Опыление переносит пыльцу, а оплодотворение соединяет половые клетки. Эти понятия иногда смешивают, потому что оба относятся к размножению цветковых растений. Проверь себя: если речь только о попадании пыльцы на пестик, это ещё не оплодотворение.

Называть размножение семенами бесполым. Обычно семя образуется после полового процесса, поэтому в его возникновении участвуют половые клетки. Ошибка возникает из-за того, что семена можно посеять отдельно от родительского растения. Чтобы проверить ответ, спроси себя, было ли оплодотворение при образовании семени.

Считать любое появление нового растения вегетативным размножением. Вегетативным называют только размножение частями побега, корня или листа. Путаница появляется, когда словом «размножение» обозначают все способы сразу. Проверь, развивается ли растение из части вегетативного органа, а не из семени.

Считать потомков при бесполом размножении абсолютно одинаковыми. Они обычно сохраняют основные наследственные признаки родителя, но условия среды могут повлиять на их развитие, а наследственные изменения — изменить признаки. Абсолютное сходство кажется очевидным, когда сравнивают растения одного вида или сорта. Точнее говорить «обычно похожи», а не «всегда одинаковы».

Связь с другими темами

Для понимания размножения цветковых растений пригодятся знания о строении цветка: тычинки образуют пыльцу, а пестик содержит завязь с семязачатками. Половой процесс связан с темами о семени, плоде и жизненном цикле растения: после оплодотворения развивается зародыш, а семя помогает ему пережить период до прорастания. Позже эти знания помогут разбирать наследственность и селекцию — получение растений с нужными признаками. Они также пригодятся при выращивании растений и выборе способов их искусственного размножения.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает продолжение существования вида.
• Бесполое размножение происходит без слияния половых клеток.
• Вегетативное размножение — разновидность бесполого размножения.
• Половое размножение связано с образованием и слиянием мужской и женской половых клеток.
• Опыление предшествует оплодотворению, но не заменяет его.
• В результате оплодотворения образуется зигота.
• Половое размножение повышает разнообразие потомков, а бесполое позволяет сохранять признаки родительского растения.