Біологія. 7 клас. Андерсон

§ 29. Запилення та запліднення

Англійський природодослідник Чарльз Дарвін у своїй праці «Походження видів» описав такий приклад: «Комахи, шукаючи нектар, будуть часто обсипані пилком і переноситимуть його з квітки на квітку... Рослини, що дають квітки з найбільшими нектарниками, які виділяють найбільше нектару, частіше відвідуватимуться комахами.»

Який процес описував учений? Який взаємозв’язок між рослинами та комахами? На ці питання ми намагатимемося з вами знайти відповідь у змісті параграфа.

Запилення, його види. Процес перенесення пилку з пиляків тичинок на приймочку маточки у квіткових рослин називають запиленням. У різних рослин запилення квіток відбувається по-різному. Нижче ви ознайомитеся з його видами.

Самозапилення — перенесення пилку квітки на приймочку маточки тієї самої квітки. Перевагою такого виду запилення є більша надійність, зокрема, коли рослини ростуть на великих відстанях одна від одної. Так запилюються квітки деяких видів злаків, осок, орхідей (іл. 99).

Перехресне запилення — перенесення пилку з однієї квітки на приймочку маточки іншої квітки цієї самої або іншої рослини (див. іл. 99). Унаслідок перехресного запилення наступне покоління рослин матиме ознаки обох батьківських рослин.

Для виведення нових і поліпшення вже створених сортів культурних рослин використовують штучне запилення — перенесення пилку на маточку квітки людиною (див. іл. 99).

Іл. 99. Види запилення

Наведіть власні приклади самозапильних рослин та рослин із перехресним запиленням.

Способи запилення. Перенесення пилку найчастіше здійснюється за допомогою вітру, комах, птахів, криланів і води. Перші два способи запилення найпоширеніші.

Можна за особливостями будови квітки відрізнити комахозапильні та вітрозапильні рослини. Яскраве забарвлення віночка, великі розміри й аромат квітів, як-от у шипшини, вишні, лілії, приваблює комах-запилювачів. Їжею для цих комах є нектар, який утворюється всередині квітки. Квітки, які запилюються денними комахами, мають помаранчеве, жовте, синє забарвлення (іл. 100, а). А яке забарвлення віночка мають квітки, що запилюються нічними комахами? Таким яскравим кольором уночі буде саме білий. Якщо квітки дрібні, малопомітні, вони зазвичай утворюють суцвіття (бузок). Пилок у комахозапильних рослин великий, липкий, утворюється його порівняно мало. Цікавим прикладом пристосування до запилення комахами є рідкісні види орхідей, які належать до групи офрисів (див. іл. 100, б). Квітки цих рослин за формою, забарвленням і розмірами дуже схожі на бджолу або джмеля. Це й приваблює комах, на поверхні тіла яких є волоски, щетинки, до яких прилипає пилок.

У вітрозапильних рослин квітки дрібні, з невеликою оцвітиною або голі. На довгих тичинкових нитках звисають великі пиляки (див. іл. 100, в). За такої особливості інші частини квітки не будуть перешкодою розповсюдженню пилку. Здебільшого квітки зібрані в суцвіття, наприклад, у пшениці, вільхи, дуба, берези (див. іл. 100, г). Пилку утворюється багато, він сухий, дрібний, тому вітер легко підхоплює його та розносить на далекі відстані.

Іл. 100. Особливості квітки: а — комахозапильна квітка; б — квітка офриса; в — вітрозапильні квітки подорожника; г — вітрозапильні квітки берези, зібрані в суцвіття

Створіть просвітницький проект для учнів і учениць молодшої школи «Бджоли раді цвіту, люди раді меду».

Ознакою рослин, які запилюються водою, є утворення негігроскопічного пилку, який не тоне у воді. У більшості цих рослин пилок ниткоподібний, що забезпечує кращий контакт із приймочкою. Також він може мати пірчасті придатки, які підтримують його на плаву. До рослин, запилення яких уможливлює вода, належать кушир, валіснерія, стрілолист (іл. 101, а).

Тропічні рослини запилюють дрібні птахи, крилани. Квітки цих рослин мають багато нектару та яскраве забарвлення. Птахи тримаються в повітрі поруч із квіткою і висмоктують нектар, а клейкий пилок пристає до їхньої голови (див. іл. 101, б). Крилани, що є мешканцями тропічного поясу Африки, Азії та Австралії, здебільшого запилюють рослини, які квітнуть уночі. Їх приваблюють великі квітки, які зазвичай мають воронкоподібну форму (див. іл. 101, в).

Запилення — найбільш незахищений процес у статевому розмноженні рослин. Під час перенесення пилку велика кількість його втрачається. Тому всі насінні рослини виробляють набагато більше пилку ніж це потрібно. Наприклад, під час масового цвітіння гіркокаштана пилку утворюється так багато, що цілі хмари жовтих пилинок підхоплюються вітром і розносяться в усі сторони. Також пристосуванням, що вможливлює ефективність запилення, є розповсюдження пилку до утворення листків, які можуть стати перешкодою. Навесні, до утворення листків, квітнуть ліщина, береза, абрикос.

Рослини з перехресним запиленням краще пристосовані до різних умов існування ніж самозапильні, оскільки відбувається поєднання статевих клітин із різними спадковими ознаками між особинами одного виду. Це забезпечує урізноманітнення нащадків.

Особливості запліднення у квіткових рослин. Нагадаємо, що запліднення — це процес злиття статевих клітин. Ми опишемо особливості запліднення у квіткових рослин (іл. 102). Пилок потрапляє на приймочку маточки і проростає в пилкову трубку. Центральну частину в зав’язі маточки займає насінний зачаток, всередині якого є зародковий мішок. У зародковому мішку розвивається яйцеклітина та центральна клітина. Зародковий мішок вкривають захисні оболонки, у яких є отвір (пилковхід). Пилкова трубка проростає через пилковхід у насінний зачаток, доходить до зародкового мішка. Нею всередину зародкового мішка потрапляють два спермії (див. іл. 102). Один спермій зливається з яйцеклітиною і утворюється зигота. Із зиготи згодом розвивається зародок нової рослини. Другий спермій зливається з центральною клітиною і дає початок утворенню ендосперму — запасальної тканини, у якій відкладаються поживні речовини для зародка (див. іл. 102). Надалі весь насінний зачаток перетворюється на насінину. Покриви насінного зачатка утворюють насінну шкірку (оболонку) (іл. 103). Отже, для запліднення насінних рослин вода не потрібна, оскільки чоловічі статеві клітини спускаються до жіночих пилковою трубкою.

Іл. 101. Рослини, запилення яких відбувається за допомогою: а — води; б — птахів (колібрі); в — криланів

Обговоріть питання «Який спосіб запилення є найпоширенішим у природі?» Наведіть аргументи на користь власної точки зору.

Відкрив процес подвійного запліднення у квіткових рослин 1898 року професор Київського університету імені святого Володимира (нині Київський національний університет імені Тараса Шевченка) Сергій Гаврилович Навашин. На той час він працював директором Ботанічного саду Київського університету.

Отже, біологічне значення подвійного запліднення у квіткових рослин полягає в особливості заплідненої клітини, з якої згодом розвивається ендосперм. Збільшення вмісту ДНК в її ядрі зумовлює підсилення процесу утворення білків, тобто збільшення запасів поживних речовин. Завдяки цьому в покритонасінних рослин зародок розвивається швидко.

Іл. 102. Подвійне запліднення у квіткових рослин Іл. 103. Будова насінини