Біологія. 7 клас. Балан

§ 29. Які особливості процесів запилення та запліднення у квіткових рослин

Чи можливе існування квіткових рослин, якщо процеси запилення і запліднення не відбуватимуться?

Які особливості процесів запилення у квіткових рослин. Запилення у квіткових рослин — це перенесення пилку з пиляка на приймочку маточки. Розрізняють два типи запилення: самозапилення та перехресне запилення (мал. 29.1). Самозапилення найчастіше відбувається всередині бутона, тобто ще до розкривання квітки. Самозапилення властиве багатьом культурним рослинам (наприклад, пшениці, гороху, рису, квасолі), а також деяким дикорослим (як-от фіалка дивна).

Мал. 29.1. Типи запилення рослин. А. Самозапилення. Б. Перехресне запилення

Перехресне запилення властиве більшості видів квіткових рослин. Воно забезпечує урізноманітнення спадкової інформації рослин, внаслідок чого формуються більш стійкі нащадки. Під час перехресного запилення пилок може переноситися різними способами. Здебільшого його переносять вітер або комахи. У першому випадку рослини називають вітрозапильними, в другому — комахозапильними. У деяких видів рослин запилення може відбуватися за допомогою кажанів, птахів (мал. 29.2), води тощо. Поміркуйте, чим відрізняються процеси самозапилення і перехресного запилення.

Мал. 29.2. Різні способи запилення у квіткових рослин. А. Запилення вітром у берези. Б. Запилення комахами: зверніть увагу, остання пара ніг у медоносної бджоли слугує для перенесення пилку (1). В. Рафлезію запилюють мухи, які відкладають на цю квітку яйця, сприймаючи її за органіку, що розкладається. Г. Запилення птахами (колібрі)

Квітки вітрозапильних рослин зазвичай не мають яскраво забарвленої оцвітини, відсутній у них і запах. До вітрозапильних належать береза, дуб, вільха, ліщина, кропива, хміль, жито, пирій та багато інших. У таких рослин квітки дрібні, з невеликою оцвітиною або голі, завжди зібрані в суцвіття. Пилку утворюється дуже багато. Він сухий, гладенький, дрібний і легкий. Такий пилок добре розлітається навіть від легкого подиху вітру і може переноситися на значні відстані (мал. 29.2, А). Приймочки маточок у вітрозапильних рослин широкі або довгі, далеко висунені з квіток. Часто на них розташовані волоски, які допомагають краще вловлювати пилкові зерна.

Більшість перехреснозапильних видів квіткових рослин (понад 80 %) запилюють комахи (мал. 29.2, Б). У комахозапильних рослин є певні пристосування для приваблювання комах: яскрава оцвітина, приємний аромат, липкий пилок. Їхні квітки зазвичай великі, якщо ж вони дрібні, то зібрані в суцвіття.

Цікаво знати. Завдяки запаху, який виробляє квітка, комаха-запилювач здатна знаходити потрібну їй рослину на відстані декількох кілометрів. Не всі рослини пахнуть приємно. Деякі з них, наприклад, рафлезія, виробляють запахи, які нагадують органічну речовину, що розкладається. Тому цю рослину запилюють не бджоли, джмелі чи метелики, а мухи. Рафлезія — паразитична рослина, що не має стебла та коренів, але в неї найбільші у світі квітки — діаметром до 1 м (мал. 29.2, В).

Бджоли, джмелі, метелики та інші комахи відвідують квітки не заради того, щоб їх запилювати. Насамперед їх приваблюють поживні нектар і пилок. Бджоли та джмелі збирають пилок для вигодовування личинок, інші комахи можуть самі вживати його в їжу.

Майже всі комахозапильні квітки виробляють нектар — цукристу рідину, що утворюється в нектарниках. Це особливі залозисті утвори, розташовані переважно в глибині квітки.

Запилення, яке здійснює людина, називають штучним. Його широко застосовують у садівництві, квітникарстві, овочівництві тощо.

Як відбувається запліднення у квіткових рослин. У кожному насінному зачатку маточки формується зародковий мішок, де міститься яйцеклітина та центральна клітина. Насінні зачатки вкриті покривами, які на верхівці не зростаються і залишають отвір — пилковхід.

З насінного зачатка після запліднення розвивається насінина, а із стінок зав’язі — оплодень. Шкірка насінини утворюється з покривів насінного зачатка.

Для запліднення пилкове зерно має потрапити на приймочку маточки і прорости. Проростання пилку — це процес утворення пилкової трубки (мал. 29.3), вростання її в зародковий мішок. Вростання відбувається через пилковхід.

Мал. 29.3. Процес подвійного запліднення у покритонасінних (квіткових) рослин

Пилковою трубкою два спермії потрапляють до зародкового мішка, розташованого в насінному зачатку. Один зі сперміїв зливається з яйцеклітиною, а інший — із центральною клітиною зародкового мішка (мал. 29.3). Оскільки кожен спермій зливається з окремою клітиною зародкового мішка, цей процес у квіткових рослин дістав назву подвійного запліднення.

Процес подвійного запліднення відкрив 1898 року С. Г. Навашин (мал. 29.4). Це відкриття принесло йому та українській ботанічній науці всесвітню славу.

Мал. 29.4. Сергій Гаврилович Навашин (1857-1930) — видатний український ботанік, у 1894-1914 роках очолював ботанічний сад Київського університету Святого Володимира (нині — Київський національний університет імені Тараса Шевченка)

Унаслідок злиття одного спермію з яйцеклітиною утворюється зигота. Згодом з неї розвивається зародок рослини. Із центральної клітини зародкового мішка, з якою зливається другий спермій, розвивається тканина, клітини якої містять запас поживних речовин, — ендосперм. Розвинений і дозрілий після запліднення насінний зачаток, що містить зародок рослини та ендосперм і оточений насінною шкіркою, і є насінина.

Цікаво знати. У голонасінних пилкове зерно також містить два спермії, проте подвійного запліднення не відбувається. Один зі сперміїв зливається з яйцеклітиною, а другий гине.

Узагальнення

Запилення — це перенесення пилку з пиляка на приймочку маточки. Розрізняють два типи запилення: самозапилення та перехресне запилення. Перехресне запилення може відбуватися вітром, комахами, водою. У квіткових рослин після запилення відбувається подвійне запліднення. Це злиття одного спермія з яйцеклітиною, а іншого — із центральною клітиною.

Поміркуйте

1. Коли поруч зростає багато квіткових рослин і пилок квітки одного виду потрапляє на квітку іншого виду, що буде далі?
2. Яке значення має двостатевість та одностатевість квіток (однодомність і дводомність у рослин) для процесу запилення?
3. Чим відрізнятиметься ендосперм голонасінних від ендосперму покритонасінних?

Зміст