Біологія 6 клас

Ви дізнаєтеся про біологічне значення запилення і особливості запліднення, які парадують розвитку насінини у квіткових рослин.

Як з’являється рослина? Які рослини пристосувалися до запилення комахами? Чи допомагають бджоли рослині? Чому квітки мають зaпax? Чому пелюстки не бувають зеленими? Що являє собою пилок?

Мал. 146. Типи запилення

Maл. 147. Однодомні і дводомні рослини: рослина огірка із тичинковими і маточковими квітками (а); дві рослини кроти ви дводомної із тичинковими (б) і маточковими (в) галками

Запилення. У квіткових рослин запилення і запліднення відбуваються у квітці. Запилення — це перенесення пилкових зерен із пиляка на приймочку маточки. Розрізняють два його типи; самозапилення та перехресне запилення. У самозапильних рослин (горох, пшениця) на маточку потрапляє пилок тієї самої квітки, а у перехреснозапильних — з іншої (мал. 146). Самозапилення може відбуватися» наприклад, у нерозкритому бутоні (як у фіалок). Прикладом пристосування, яке забезпечує перехресне запилення, є утворення одностатевих квіток. Якщо на одній рослині є маточкові і тичинкові квітки, то рослину називають однодомною (ліщина, огарок) (мал. 147, а), а якщо маточкові і тичинкові квітки з’являються на різних рослинах, то вони є дводомними. (обліпиха, верба, кропива дводомна) (мал. 147,6, в).

Способи запилення різноманітні. У вітрозапильних рослин (ліщина — мал. 148, а) квітки зазвичай дрібні, часто голі і неяскраві, без запаху, мають багато легкого неклейкого пилку і пірчасті приймочки. Запилюють квітки також і тварини (найчастіше комахи), які зазвичай відвідують квітки задля поживного пилку або цукристого нектару. Приваблює запилювачів яскравий колір квітки і запах, який залежить від уподобань тварини-запилювача: тонкий і медовий аромат, наприклад, приваблює метеликів і бджіл, а запах зіпсованого м’яса — мух. Пилок комахозапильних рослин — клейкий.

Maл. 148. Рослини з різними способами запилення: а — вітрозапильна ліщина; б — комахозапильний (нічні метелики) тютюн; в — комахозапильна (бджоли) шавлія

Будова комахозапильних квіток забезпечує надійне перенесення пилку на приймочку маточки і захист нектару від відвідувачів, які не можуть запилити квітку. Так, білі запашні квітки тютюну, які мають тонкі довгі трубочки віночка, запилюються нічними метеликами з довгими хоботками (мал. 148, б). Бджоли і джмелі запилюють квітки із короткими і широкими трубочками (мал. 148, в). Широко розкриті квітки шипшини часто запилюють жуки. Тому в них багато тичинок, а ніжні маточки сховані у чашоподібному квітколожі. Не лише комахи, але й інші тварини можуть запилювати квітки. У тропічних країнах запилювачами часто бувають птахи колібрі (мал. 149) і кажани (мал. 150).

Пилок складається із дрібненьких пилкових зерен. Ззовні вони вкриті твердою оболонкою із різноманітними виростами поверхні, що водночас захищає вміст пилкового зерна і допомагає йому закріпитися на приймочці (мал. 151). При попаданні на приймочку пилкове зерно проростає у пилкову трубку (мал. 152) з двома сперміями — нерухомими чоловічими статевими клітинами. У процесі росту пилкової трубки відбувається транспортування сперміїв до насінного зачатка.

Мал. 149. Колібрі живиться нектаром гібіскуса

Мал. 150. Кажан запилює квітку кактуса сагуаро

Мал. 151. Пилкові зерна квіткових рослин

Мал. 152. Pіст пилкової трубки і подвійне запліднення

Зародковий мішок насіяного зачатка є місцем утворення жіночої статевої клітини — яйцеклітини. У більшості квіткових рослин він складається із семи клітин — великої центральної і шести менших за розміром, одна з яких і є яйцеклітиною. Коли пилкова трубка вростає у насінний зачаток і доростає до зародкового мішка, її кінчик розривається, а чоловічі статеві клітини — спермії — виходять в неї поблизу яйцеклітини.

Запліднення. Після звільнення двох сперміїв із пилкової трубки починається характерний лише для квіткових рослин процес подвійного запліднення, відкритий у 1898 році Сергієм Гавриловичем Навашиним — професором Київського університету Святого Володимира (сучасна назва Київський національний університет імені Тараса Шевченка). Один із сперміїв зливається з яйцеклітиною. В результаті запліднення яйцеклітини утворюється зигота, яка дає початок зародку нової рослини. Другий спермій зливається з великою центральною клітиною зародкового мішка. Запліднена центральна клітина ділиться і утворює ендосперм — тканину, яка запасає поживні речовини. Зародок, що розвивається із зиготи, занурений в ендосперм і отримує з нього необхідні для розвитку поживні речовини. В результаті з насінного зачатка утворюється насінина.

1. Будова квітки визначає характерний для кожної рослини тип і спосіб запилення.

Запліднення — це злиття чоловічої та жіночої статевих клітин.

2. Основна функція пилкового зерна квіткових рослин — утворення нерухомих чоловічих статевих клітин — сперміїв.

3. Біологічне значення запилення і утворення пилкової трубки у квіткових рослин полягає у транспортуванні сперміїв у насінний зачаток до зародкового мішка.

4. Основна функція зародкового мішка — утворення жіночої статевої клітини — яйцеклітини.

5. Біологічне значення подвійного запліднення полягає в одночасному утворенні зародка нової квіткової рослини і запасаючої тканини, якою цей зародок живиться — ендосперму.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ ЯКІ ТРЕБА ЗАСВОЇТИ

Запилення, однодомні рослини, дводомні рослини, пилкова трубка, запліднення, подвійне запліднення, ендосперм.

1. Що таке запилення?

2. Які типи і способи запилення ви знаєте?

3. Які основи і функції пилкового зерна і пилкової трубки у квіткових рослин?

4. Яка основна функція зародкового мішка?

5. Чому запліднення квіткових рослин називають подвійним?

1. Заповніть у зошиті наведену таблицю.

Запилення у рослин та його основні способи

Запилення – це процес перенесення пилкових зерен до частин рослини, у яких розміщені насінні зачатки з яйцеклітинами. У квіткових рослин запилення – це перенесення пилку з пиляка тичинок на приймочку маточки, у голонасінних пилок потрапляє безпосередньо на насінний зачаток. Відбувається запилення під час цвітіння квіткових рослин, а в голонасінних – під час формування шишок. У процесі розвитку квітки в пиляках тичинок утворюються пилкові зерна, які містять чоловічі гамети – спермії. У зав’язі маточок формуються насінні зачатки, всередині яких дозрівають жіночі гамети – яйцеклітини. Після дозрівання пиляки розтріскуються і пилкові зерна звільняються. Пилок повинен потрапити на приймочку маточки і закріпитися там, тому пилкові зерна і приймочка мають для цього певні пристосування. Отже, запилення у квіткових рослин здійснюється для того, щоб чоловічі гамети, які розвиваються у пилкових зернах, змогли зустрітися з жіночими гаметами, які формуються в насінному зачатку.

У квіткових рослин розрізняють два способи запилення: самозапилення і перехресне запилення.

Самозапилення – перенесення пилку з пиляка тичинки на приймочку маточки в межах однієї квітки. Самозапилення приводить до збільшення гомозиготності популяцій, обмежує пристосованість рослинних організмів до умов середовища, тому зустрічається в рослин рідко. Самозапилення властиве багатьом культурним рослинам (наприклад, пшениця, рис, горох, квасоля), а також частині дикорослих видів (фіалка, чина). Пристосуванням рослин до самозапилення є запилення у квітках, які взагалі не розкриваються, або самозапилення в бутонах ще до їх розкривання (у ячменю, вівса, проса). А, наприклад, у фіалки на одній рослині є квітки, які розкриваються і запилюються перехресно, і є квітки, які не розкриваються і самозапилюються. Рослини, для яких властиве лише самозапилення, у природі зустрічаються рідко. Переважна більшість самозапильних рослин можуть запилюватися і перехресно. При відсутності чинників, які здійснюють для них перехресне запилення, рослини самозапилюються. Самозапилення необхідне також для поширення рослин на великі відстані. Зазвичай від території існування виду віддаляються окремі особини і в нових умовах вони не можуть запилюватися перехресно, тому дають насіння лише після самозапилення. Ще однією перевагою самозапилення є більша надійність, особливо у випадках, коли рослини одного виду зустрічаються доволі рідко і ростуть на великих відстанях одна від одної. Отже, самозапилення, незважаючи на те, що зменшує пристосованість організмів, надає рослинам певні переваги: забезпечує насіннєве розмноження особин, які віддалені одна від одної.

Перехресне запилення – перенесення пилку з пиляка тичинки однієї квітки на приймочку маточки іншої квітки цієї самої або іншої рослини (наприклад, у вишні, яблуні). Забезпечує збільшення гетерозиготності популяцій, що обумовлює процвітання виду і можливість росту в різних умовах завдяки швидкому пристосуванню. Здійснюється перехресне запилення природним (комахами, вітром, водою тощо) та штучним (людиною) шляхами. Основними способами перехресного запилення є запилення комахами – ентомофілія (понад 80% перехреснозапильних рослин), анемофілія – вітром (береза, ліщина), гідрофілія – водою (валіснерія, стрілолист), орнітофілія – птахами (у тропічних рослин) та ін. Рослини мають певні особливості в будові квіток, що забезпечує певний спосіб перехресного запилення.

У вітрозапильних рослин квітки безбарвні, малопомітні, з невеликою оцвітиною, без запаху і нектару. Пилку утворюється дуже багато, він сухий, гладенький, дрібний та легкий. Приймочки маточок у квітках широкі або довгі, з волосками або вкриті клейким слизом, що допомагає краще вловлювати пилок. До вітрозапильних рослин належать багато лісових дерев (дуб, бук, граб, вільха, осика), дерев із суцвіттям сережка (грецький горіх, береза, ліщина), трав’янистих злакових рослин (жито, кукурудза, пшениця) тощо.

До комахозапильних рослин належить переважна більшість квіткових рослин. Приблизно 90% їх запилюються за допомогою бджіл, ос, джмелів, мух, метеликів, жуків, мурашок тощо. У квіток цих рослин є такі пристосування, як нектарники, яскраве забарвлення оцвітини, великі розміри або суцвіття, запах. Пилкові зерна великі, липкі, з горбкуватими виростами.

Квітки рослин, для яких характерне запилення водою (стрілолист), утворюють водостійкий пилок, мають велику оцвітину, яка виконує роль паруса. Запилення квітів птахами (колібрі, нектарниці) зустрічається здебільшого в тропічних широтах. Квіти фуксії, евкаліптів, алое мають, зазвичай, рідкий нектар, червоне забарвлення і зовсім не пахнуть.

Штучне запилення – це запилення, яке здійснюється людиною для підвищення урожаю і отримання нових сортів рослин. Застосовується в садівництві, квітникарстві, овочівництві, лісовому господарстві. Для підвищення врожаю проводиться тоді, коли природне запилення ускладнюється, наприклад, якщо під час цвітіння погодні умови несприятливі. При виведенні нових сортів рослин застосовуються спеціальні методики штучного запилення, завдяки чому створено високоврожайні сорти яблунь, груш, персиків, пшениці декоративні сорти троянд, сенполій та ін.

При перехресному запиленні зародок збагачується різною спадковою інформацією від обох батьківських форм. Тому в багатьох квіткових рослин є пристосування, які запобігають самозапиленню. Передусім це: 1) дводомність – розташування тичинок і маточок на квітках різних екземплярів; 2) гетеростилія – розташування тичинок і маточок на різних рівнях за допомогою стовпчиків різної довжини; 3) дихогамія – неодночасне дозрівання тичинок і маточок в одній квітці.