Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Відтворення та розмноження рослин

Рослини здатні відтворювати собі подібних (розмножуватись), що й забезпечує існування виду. В разі втрати цієї здатності вид приречений на вимирання.

Утворення нового потомства не завжди забезпечує розмноження. Останнє не відбувається, якщо кількість дочірніх особин дорівнює кількості батьківських або призводить до зменшення їх кількості. Прикладом може бути дуналіела солоноводна (водорість). На відповідному етапі життя у неї відбувається злиття двох організмів, що виступають у ролі гамет (статевий процес). Коли з двох організмів утворюється одна особина, то зрозуміло, що тут наявне відтворення, але не розмноження.

Розмноження — це утворення потомства, що спричинює збільшення особин певного виду, яке не лише підтримує існування виду, а й забезпечує його розселення. Рослини розмножуються нестатевим і статевим способом. За нестатевого розмноження новий організм розвивається з однієї або кількох (іноді багатьох) клітин материнського організму. Воно доволі часто трапляється в рослинному світі, що істотно відрізняє його від тваринного, в якому нестатево можуть розмножуватись лише деякі нижчі форми. Нестатеве розмноження, в свою чергу, поділяють на вегетативне та власне нестатеве. Під вегетативним розмноженням розуміють розвиток нових рослин з різних звичайних вегетативних органів або їхніх видозмін — стебел, коренів, листків, бульб, кореневищ, цибулин; в нижчих рослин — частками таломів, виводковими бруньками тощо. Нова рослина може деякий час бути зв’язаною з материнською і відокремлюється від неї пізніше, або ж спершу органи вегетативного розмноження відокремлюються від материнської рослини і лише потім з них розвиваються нові особини. Крім природного розмноження, людина розробила й застосовує в господарській діяльності штучне вегетативне розмноження, хірургічно відділяючи від рослини ті частини, які здатні до подальшого розвитку та вирощування нових рослин, подібних до материнських. За власне нестатевого розмноження на материнській рослині утворюються спеціальні клітини, значно рідше — невеликі групи клітин, які називають спорами. Дозрілі спори у більшості рослин розносяться вітром, водою, тваринами. У нижчих водяних рослин (водоростей) вони озброєні джгутиками, активно рухаються (зооспори). Потрапивши в сприятливі умови, кожна з них розвивається в нову рослину.

Статеве розмноження полягає в тому, що воно здійснюється шляхом злиття двох статевих клітин-гамет, за якого відбувається об’єднання не лише цитоплазми, а і ядер. Гамети різної статі можуть утворюватися як одним (однодомні), так і різними організмами (дводомні). Внаслідок злиття утворюється одна клітина — зигота, з якої розвивається новий організм.

Гамети — це статеві клітини, які містять гаплоїдну кількість хромосом. Гамети у рослин можуть бути однаковими або різними за особливостями будови, розмірами, рухливістю. Тому в рослин виділяють різні типи статевого розмноження: ізогамія (гамети однакові за розмірами і будовою), гетерогамія (гамети різні), оогамія (чоловіча — дрібна й рухлива, а жіноча — велика та не рухлива) та ін. У багатоклітинних рослин є спеціальні органи статевого розмноження — гаметангії. Ці органи утворюють гамети двох типів — чоловічі та жіночі. Статеве розмноження характерне для водоростей, вищих спорових і насінних рослин. Після утворення гамет має відбутися їхня зустріч і поєднання з утворенням зиготи. Зигота містить подвійний набір хромосом, тобто є диплоїдною. Із заплідненої яйцеклітини розвивається зародок — зачаток нової особини.

Природне вегетативне розмноження

Природне вегетативне розмноження властиве всім групам рослин. Найпростішою формою є поділ клітини на дві. Так розмножуються одноклітинні і деякі колоніальні форми нижчих рослин (бактерії, ціанобактерії).

У багатьох клітинних форм природне вегетативне розмноження відбувається шляхом поділу слані на окремі частини. Тіло розчленовується на частини або під дією деяких факторів навколишнього середовища (швидка течія води, за участі тварин тощо), або за допомогою мертвих клітин, які з’являються серед живої слані (носток).

Більшість грибів пристосувалися до вегетативного розмноження гіфами. Воно має місце у мукора, домового гриба, багатьох шапинкових форм. Лишайники розмножуються в основному окремими частинами слані. Це відбувається тоді, коли не вистачає вологи — крихка слань розламується на шматочки та потім розноситься на нові місця проживання.

Для грибів (протаскові та гіменоміцети) властиве вегетативне розмноження оідіями, які утворюються на кінцях гіф гриба у вигляді одноклітинних члеників міцелію. Потрапивши на вологий ґрунт, оідії проростають, утворюючи міцелій. У мукорових і сажкових грибів поширене вегетативне розмноження за допомогою хламідоспор. Вони формуються шляхом стягування окремих ділянок неклітинного міцелію або поділу на частини багатоклітинних гіф.

Серед водоростей (хара) трапляється особливий тип розмноження — бульбочками. За формою це кулясті багатоклітинні утворення. Бульбочки розвиваються на ризоїдах або у вузлах, де закладаються бічні гілочки хари. Відірвавшись від материнської рослини, вони виростають у нову рослину. Як материнська рослина, так і бульбочки розвиваються на дні водойм.

Крім розламування слані на частини лишайники вегетативно розмножуються ще й ізидіями та соредіями. Для ізидій характерне поверхневе розташування на слані (нагадують своєрідні вирости), а для соредій — глибинне, в гонідіальному шарі лишайників (у вигляді відповідних накопичень). Тіло ізидій і соредій складається (як і в дорослої рослини) з водоростей і гриба. Після утворення ізидій вони швидко відламуються і проростають, а соредії виходять крізь розрив у верхній «корі» слані, висипаються та розносяться вітром.

Вегетативне розмноження у вищих рослин дуже різноманітне — відводками, виводковими бруньками, кореневими паростками, кореневищами, бульбами, цибулинами і т. ін. (маршанція розмножується частинами слані, які стеляться по поверхні землі, прикріплюючись до субстрату своїми ризоїдами).

Розмноження рослин за участі виводкових бруньок характерне для мохів, папоротей та інших рослин, які ростуть у вологих місцях. Типовим прикладом можуть бути мохи-печіночники. У деяких цих мохів виводкові бруньки формуються в спеціальних келихоподібних утвореннях — кошиках, що розвиваються на верхньому боці слані. Після формування кошиків виводкові бруньки випадають, потрапивши на вологий ґрунт, далі проростають й утворюють нові рослини. Наприклад, в одному з видів тонконога в основі нижніх міжвузлів і в суцвіттях розвиваються маленькі виводкові бруньки, за допомогою яких він розмножується. Такі самі бруньки, але у вигляді цибулинок, утворюються й у піхвах надземних листків лілій. Завдяки перетворенню цибулинок в бруньки, як це відбувається у деяких видів цибулі, формуються двоярусні, триярусні та чотириярусні рослини. Виводкові бруньки є в очитків, арктичних костриць, ситників, бріофілума тощо.

Багато рослин розмножуються кореневими паростками. Кореневі паростки розвиваються з бруньок, які закладаються в перициклі. Таким способом часто розмножуються вишні, троянди, робінія звичайна, тополя, малина, хрін, осот польовий, щавель.

У батату, пшінки весняної, жоржини, спіреї органами вегетативного розмноження є м’ясисті кореневі бульби, які закладаються на кореневих розгалуженнях.

Вегетативно рослини можуть розмножуватись також за допомогою пагонів. Залежно від умов розвитку вони можуть бути надземні. Надземні пагони ділять на дві групи: повзучі та вуса. У повзучих пагонів нормально розвинуте листя (конюшина біла, жовтець повзучий, перстач).

Вуса — це тонкі пагони з довгими міжвузлями та редукованими листками. Стелячись по землі, вони у вузлах утворюють нові пагони. Вуса розвиваються за рахунок укороченого надземного стебла. Кожна рослина може утворювати багато таких пагонів (у суниці їх близько 200). Таким способом розмножуються деякі види нечуйвітру, костяниця та ін.

Кореневищами розмножуються трав’янисті багаторічні рослини. Рідше кореневищами розмножуються кущі. На кореневищах, у вузлах закладаються бруньки, які утворюють підземні пагони. Завдяки цим брунькам відбувається галуження і розмноження. Кореневищами розмножуються пирій, конвалія, купина, півники, м’ята, осот, хвощ, деревій, яглиця, меліса, материнка.

Бульби, що розвиваються в ґрунті, також є органами вегетативного розмноження. До бульбоподібних рослин належать картопля, топінамбур, соняшник бульбистий, бульбокомиш морський, чистець болотний, цикламен, стрілолист. Після відмирання надземної частини бульби залишаються в ґрунті, а наступного року дають нові рослини. У ялиці й очерету бульби розвиваються на кінцях кореневищ і з’єднані з ними тонкими перемичками.

У деяких рослин органами вегетативного розмноження є цибулини. Цибулинами розмножуються цибуля, тюльпан, лілії, нарциси, гіацинт, зубниця, підсніжник, амариліс. Їх називають цибулинними рослинами.

Штучне вегетативне розмноження

Штучне вегетативне розмноження — це розмноження, якого не існує у природі. Воно пов’язане з хірургічним відокремленням від рослини її частин. Найчастіше його використовують у тих випадках, коли рослина за певних умов не утворює насіння або насіння не зберігає властивостей сорту, а також для прискореного розмноження рослини, або сорту. Є багато способів вегетативного розмноження.

Розмноження паростками. Так розмножують малину, вишню, сливу, ожину, черемху, обліпиху. Поділ куща застосовують при розмноженні деяких кущових (смородина, порічки, агрус) і декоративних трав’янистих багаторічників (примула, стокротки, дельфініум, флокси) та овочевих рослин (щавель, ревінь).

Розмноження відводками здійснюють методом присипання землею пригнутих бічних пагонів маточної рослини.

Вегетативне розмноження рослин: 1 — кореневими паростками; 2 — відводками; 3 — листковими черешками; 4 — виводковими бруньками

Після вкорінення їх відокремлюють від материнської рослини та пересаджують на нове місце. Так розмножують агрус, фіалку, гвоздику, троянду, олеандр, азалію, виноград та ін.

Живцювання

Живець — частина вегетативного органа, яку використовують для розмноження. Він може бути стебловим, кореневим і листковим.

Стебловими живцями розмножують виноград, троянду, смородину, вербу, тополю, кімнатну герань. Стеблові живці поділяють на зимові (безлисті) й літні — зелені, з листками. Зимовими живцями розмножують смородину, виноград, вербу, тополю, спірею, троянду, тую, огірки, дині, томати, баклажани, перець, картоплю, бегонію, глоксинію.

Кореневими живцями розмножують хрін, шипшину, троянду, сливу, вишню, малину, яблуню, кульбабу, кок-сагиз, цикорій, ліщину, брусницю, айву, флокс.

Листковими живцями розмножують бегонію, глоксинію, портулак, колеус, гіацинт, томати, лілію, алое, узамбарську фіалку. Висаджений у ґрунт живець вкорінюється і дає пагін.

На стеблових живцях пагін формується з пазушних бруньок. На листкових і кореневих живцях — з додаткових бруньок. Додаткові корені утворюються ендогенно з калюсу.

Щеплення

Способи щеплення:

звичайне копулювання;

поліпшене копулювання;

окулювання:

щеплення за кору: (а — звичайне щеплення; б — щеплення за кору «сідлом»);

Щеплення — це зростання зрізаних або стеблових живців однієї рослини (що розмножується) з іншою (вкоріненою). У даному випадку рослину, яку щеплять називають прищепою, а рослину на яку щеплять — підщепою. Відомо понад 100 різноманітних способів щеплення, однак їх можна об’єднати у три типи:

• щеплення зближенням або аблактування — прищепа не відокремлюється від материнської рослини до повного зростання з підщепою;
• щеплення живцем, або копулювання — на однорічних живцях прищепи з 2-3 бруньками і на стеблі підщепи роблять косі зрізи й прикладають їх один до одного; при цьому стебла прищепи й підщепи підбирають однакові за товщиною, щоб їхні камбіальні шари збіглися;
• щеплення вічком, або окулюванням за кору, — прищепою є спляча або ростуча брунька, відокремлена від середньої частини пагона рослини, що розмножується, яку й вставляють під кору підщепи. Найкраще прищепа й підщепа зростаються тоді, коли вони належать до одного виду або до близьких видів одного роду; якщо ж вони належать до різних родів, зростання утруднюється.