Як відбувається запилення та запліднення у квіткових рослин? Що у квіткових рослин із стінки зав'язі розвивається?

Квіткові рослини є численною та різноманітною групою, що домінує серед більшості наземних екосистем. Від основних квіткових рослин, що культивуються людиною, залежить її існування. Але щоб квіткові рослини з'явилися, вони мають пройти стадію запилення та запліднення. Як це відбувається, читайте у цій статті.

Запилення

Цей процес здійснюється перенесенням пилку з тичинок на маточка. Як відбувається запилення та запліднення у квіткових рослин? Робиться це двома способами: самозапилення та перехресного запилення. У першому випадку перенесення зерен пилку на маточка відбувається в одній і тій квітці. Так запилюється горох чи тюльпани. При перехресному запиленні пилок квітки однієї рослини переноситься на маточка іншої. Запилюються рослини найчастіше комахами, у поодиноких випадках – вітром (осока та береза), птахами та водою.

В результаті запилення комахами формуються яскраві, добре помітні квітки з приємним запахом та нектарниками, які виробляють солодку рідину. Ще такі рослини утворюють багато пилку. Вона є кормом для комах. Їх приваблює яскраве забарвлення чи запах квіток. Коли комахи витягують нектар, вони стосуються поверхні зерен пилку, які прилипають до їхнього тіла, і при перельоті на квітку іншої рослини залишаються на маточці. Так і відбувається запилення комахами. Багато квіткових рослин запилюються тільки певною комахою: запашний тютюн – нічним метеликом, конюшина повзуча – бджолою, а лугова – джмелем.

Рослини з перехресним запиленням краще пристосовані до умов навколишнього середовища, що змінюються. Але процес запилення у разі залежить від низки чинників. А самозапилення не залежить ні від чого. Для нього не страшні погодні умови та відсутність посередників.

Запліднення

Зерно пилку, потрапляючи на рильце маточка, починає поступово проростати. Від вегетативної клітини відбувається розвиток довгої пилкової трубки. Виростаючи, вона дотягується рівня розташування зав'язі, та був і семязачатка. Одночасно з цим утворюється пара спермій, яка проникає в пилкову трубку. Вона, у свою чергу, по пилку входу потрапляє в сім'япочку. Потім трубка на кінчику розривається і звільняє чоловічі спермії, які відразу ж направляються в зародкову оболонку, її називають мішечком. Тут розвиваються яйцеклітини.

Далі відбувається запліднення яйцеклітини одним спермієм, і утворення зиготи, з якої починає формуватися невеликий зародок нового організму рослинного походження. У цей час відбувається злиття другого спермія з ядром зиготи чи з полярними ядрами. В результаті утворюється триплоїдна клітина, з якої виникає ендосперм. Його називають живильною тканиною, яка містить запаси необхідних речовин для нормального розвитку зародка майбутньої рослини. Ось так представлені органи статевого розмноження квіткових рослин.

Коли один спермій з яйцеклітиною, а інший, з полярними ядрами, зіллються воєдино, такий процес називається подвійним заплідненням. Воно властиве лише квітковим і є унікальною особливістю покритонасінних рослин. Запліднена сім'япочка виростає в насіння. Внаслідок чого розростається зав'язь маточка.У квіткових рослин із стінки зав'язі розвивається плід.

Розмноження

Будь-яка рослина, досягаючи певного розміру і пройшовши відповідні стадії розвитку, починає відтворювати організми подібного до себе виду. Це і є розмноження, яке є необхідною властивістю життя. Всі організми таким чином продовжують існування самого виду. Розрізняють статеве та безстатеве розмноження, яке відбувається за участю однієї особини. Коли рослини розвиваються спеціалізовані клітини – суперечки, організми починають розмножуватися.

Це властиво мохам, водоростям, папороті, плаунам та хвощам. Суперечки є особливими дрібними клітинами з ядром та цитоплазмою, які покриваються оболонкою. Вони здатні тривалий час переносити погані умови. Але, потрапляючи у сприятливе середовище, швидко проростають та починають утворювати дочірні рослини, властивості яких не відрізняються від материнських.

При статевому розмноженні жіночі та чоловічі статеві клітини зливаються, внаслідок чого відбувається утворення дочірніх організмів, які якісно відрізняються від батьківських. Тут вже беруть участь батьківські організми жіночого та чоловічого початку.

Будова та розвиток сім'язачатку рослин

У складі сім'язачатку чільну роль грає макроспорангій. Саме у ньому відбувається закладка однієї материнської клітини, з якої утворюються макроспори. Три штуки починають відмирати, і, зрештою, руйнуються. Четверта макроспора – жіночий початок, подовжується та її ядро ​​ділиться. Потім відбувається переміщення дочірніх ядер у різні полюси видовженої формою клітини. Кожне ядро, що утворилося, ще ділиться двічі.

У клітин, розташованих біля різних полюсів, утворюється чотири ядра.Це і називається зародковим мішком, в якому знаходяться гаплоїдні ядра у кількості восьми штук. Далі від кожної четвірки ядер по одному з них прямують до центру зародкового мішка. Там вони зливаються, внаслідок чого утворюють вторинне ядро-диплоїдне.

Потім у зародковому мішку, в цитоплазмі між ядрами утворюються перегородки на клітинному рівні. У мішку стає сім клітинок. Біля одного його полюса розташовується апарат яйцевий, до складу якого входить велика яйцеклітина та дві допоміжні клітини. В іншого полюса розміщуються клітини-антиподи, всього їх три. Отже, у мішку тепер шість гаплоїдних клітин та одна диплоїдна, з вторинним ядром. Вона знаходиться в центрі зародкового мішка.

Що таке зав'язь?

Нею називають нижню потовщену частинку маточка із замкненою всередині порожниною, в якій розташовані сім'япочки. Пилок потрапляє з приймочка маточка в сім'язачаток, який захищається від несприятливих умов внутрішньої вологої порожнини. У сім'язачатці відбувається розвиток жіночих статевих клітин – яйцеклітин.

У квіткових рослин зі стінки зав'язі розвивається плід із насінням. Зав'язь у квіток буває багатогніздною та одногніздною. У першому випадку вона поділяється на гнізда перегородками, тоді як у другому – ні. Зав'язь квіткових рослин також ділиться на однонасінний і багатонасінний. Це залежить від кількості сім'язачатків у ній: у сливи, наприклад, один, а у маку багато.

Які бувають зав'язі?

Типи зав'язей квіткових рослин бувають:

• Верхня. До квітколожі вона кріпиться вільно, не зростаючись з іншими відділами в квітці. Стінки зав'язі формуються із плодолистків. У квіткових рослин із стінки зав'язі розвивається плід. Прикладом є жовтцеві та злакові рослини.Ці квіти звуться підпестичних або околопестических.
• Нижня зав'язь завжди знаходиться під квітколожем. Вона утворена за участю інших відділів квітки: основи чашолистків та тичинок з пелюстками, які у багатьох квітів кріпляться до вершини зав'язі. У квіткових рослин зі стінки зав'язі розвивається плід. Прикладом є складноцвіті, кактусові та орхідні рослини. Квітку називають надпестичним.

• Напівнижня зав'язь. Її верхівка не зростається з іншими частинами, тому вона вільна. Квітки цього називають напівнадпестичними. Ось такі типи зав'язі квіткових рослин бувають.

Квіткові рослини

Вони є найпрогресивнішою групою рослин, що налічує двісті п'ятдесят тисяч видів, поширених по всій планеті Земля. Найменшою рослиною вважається ряска, діаметр якої дорівнює одному міліметру. Вона мешкає у воді. Найбільші квіткові рослини - це дерева, що досягають заввишки сто метрів і більше.

Поява квіткових рослин відбувається через розвиток особливого органу розмноження – квітки. В одних рослин він забарвлений у яскраві кольори, в інших – чудово пахне. Квітки бувають дрібними та непоказними у рослин, схожих на траву. Незважаючи на величезну різноманітність квіткових рослин, вони гармонійно вписуються в наше життя: прикрашають сади і парки, дарують радість спілкування з ними.

Будова квітки

Квітка є складною системою органів, що забезпечує розмноження рослин насінням. Його поява зумовила стала вельми поширеною покритонасінних (квіткових) рослин Землі. Квітка виконує багато функцій. З його участю утворюються тичинки із зернами пилку, маточки з сім'япочками. Він відіграє головну роль в запиленні, заплідненні, формуванні насіння та плодів.

Квітка є укороченою, видозміненою, обмеженою в рості пагоном, що несе оцвітину, маточки і тичинки. Всі покритонасінні рослини мають подібні за будовою та різні за формою квітки. Так відбувається пристосування до запилення різними способами.

Квіткою можуть закінчуватися головні або бічні стебла, гола частина яких під самою квіткою зветься квітконіжки. Вона сильно вкорочена або зовсім відсутня у сидячих квіток. Квітконіжка переходить у квітколожу, яке буває подовженим, опуклим, увігнутим або плоским. На ньому розміщені усі частини квітки. Це чашолистки з пелюстками, тичинки з товкачем, у нижній частині якого формується зав'язь, в якій знаходяться сім'язачатки або сім'япочки. У квітки з такою зав'яззю квітколожа увігнута. Якщо зав'язь формується у верхній частині маточка, квітколожа буде опуклим або плоским.

Цвітіння, запилення та запліднення

Познайомимося з життєвим циклом квітки. Він починається цвітінням, під час якого відбувається запилення. А в результаті запилення відбувається запліднення та розвиток плода.

Цвітіння

Цвітіння - Це сукупність процесів, які протікають у квітці з моменту утворення всіх його частин і до запліднення.

Воно починається, коли квітка повністю сформувалася і розвинулась. Оцвітина розкривається, завдяки чому з'являється можливість запилення.

У різних рослин як пора року та доби, так і тривалість цвітіння різняться.

Вони можуть цвісти навесні, влітку, восени і навіть взимку, рано-вранці, вдень або вночі, протягом декількох хвилин, годин, днів або місяців.

Наприклад, деякі латаття цвітуть лише близько 20-25 хвилин, а деякі орхідеї - кілька місяців.

Часто це залежить від кількості квіток та пилку. Чим їх на рослині більше (отже вища ймовірність запліднення), тим період цвітіння коротший.

Цвітіння - це сукупність процесів від дозрівання квітки до її запліднення.

Під час цвітіння відбувається запилення, яке закінчується заплідненням. Цвітіння завершується, квітки в'януть, їх пелюстки опадають і починає утворюватися плід.

Запилення

Запилення - Це процес, під час якого пилок з пильовиків тичинок переноситься на рильце маточка. Два основних типи запилення: самозапилення та перехресне запилення.

При самозапилення пилок тичинок запилює маточка, розташована на цій же квітці.

При перехресному запиленні маточка обпилюється пилком тичинок іншої квітки. Для такого типу запилення потрібен посередник, наприклад, вітер, вода чи тварини (комахи, птахи, ссавці, включаючи нас – людей).

Основні типи запилення рослин та коротка характеристика кожного типу запилення:

1 - самозапилення: пилок переноситься з тичинки на маточка тієї ж квітки.
2 - перехресне запилення: пилок переноситься з тичинки однієї квітки на маточка іншої.

Запилення - це процес перенесення пилку з пильовиків тичинок на рильці маточка.

Строго кажучи, самозапилення також вважається процес, в якому беруть участь різні квітки, але розташовані на одній рослині. А у перехресному запиленні мають брати участь різні рослини одного виду.

Іншими словами, якщо квітки однієї яблуні запилюють одна одну – це самозапилення. А якщо квітки однієї яблуні запилюють квітки іншої яблуні – це перехресне запилення.

Про типи запилення рослин

Більш детальна схема типів запилення рослин виглядає так:

• самозапилення;
• перехресне запилення:
  • запилення за допомогою живих організмів (запилювачів):
    • запилення комахами в основному бджолами та осами, а також метеликами, жуками, мухами, мурахами;
    • запилення хребетними тваринами - птахами або кажанами, гризунами та деякими іншими;
    • штучне запилення людиною, якщо вона це робить свідомо, а не випадково;
    • запилення вітром;
    • запилення за допомогою води (характерно для водних рослин).

    Деякі рослини запилюються великою кількістю видів запилювачів, інші ж — лише одним видом.

    Величезне значення для запилення мають комахи. Заради них, а не нас з вами квітки випромінюють аромат, виділяють солодкий нектар і забарвлюються у яскраві кольори.

    Все це приваблює комах. На одних квітках до них прилипає пилок, а коли вони перелітають на іншу квітку, там цей пилок прилипає до маточка.

    Людина навчилася контролювати процес запилення і активно використовує їх у селекції, роблячи цікаві гібриди (суміси різних видів). А також щоб збільшити врожайність.

    Людина пензликом наносить пилок на маточка квітки

    Які ознаки мають вітрозапильні рослини

    У вітряних рослин квітки часто дрібні і зібрані в суцвіття. Вони не випромінюють аромату і не виділяють нектар. І взагалі такі квітки зазвичай непоказні, зі слабо розвиненою оцвітиною.

    Вітрозапильні рослини виробляють, як правило, дуже багато пилку. І пилок цей дрібний, сухий, завдяки чому він легко переноситься повітряними потоками.

    Тичинкові нитки довгі і звисають під вагою великих пильовиків, а рильце маточка перисте (схоже на пір'їнку).

    Які ознаки мають комахозапильні рослини

    Квітки комахозапильних рослин, навпаки, часто великі. А якщо й дрібні, то зібрані у яскраві суцвіття.Вони випромінюють сильний аромат і виділяють нектар.

    Оцвітини у комахозапильних рослин яскраво забарвлені та красиві. Пилок великий і зазвичай клейкий. Рильце маточка теж липке.

    Ознаки вітрозапильних рослин	Ознаки комахозапильних рослин
    Дрібні квіти без аромату та нектару зі слабо розвиненою оцвітиною. Довгі тичинкові нитки, перисте рильце, дрібний легкий і численний пилок.	Квітки яскраві, ароматні, із нектаром. Пилок великий і клейкий. Рильце маточка липке.
    Приклади: дуб, вільха, береза, ліщина, тонконіг, жито, осока.	Приклади: яблуня, липа, бузок, жасмин, гвоздика, троянда, конвалія.

    Ознаки вітрозапильних та комахозапильних рослин.
    Приклади назв рослин кожної групи

    Роль бджіл у запиленні рослин

    Бджоли — це найчисленніша група запилювачів у природі.

    Їхнє тіло вкрите ворсинками, до яких дуже добре прилипає пилок. Коли вони перелітають на іншу квітку, можуть зачепити маточка, і пилок з тіла бджоли потрапляє на його рильце.

    Ці комахи настільки активні, що вони запилюють близько 80% рослин. Одна бджілка за день може побувати на 2000-3000 квіток, а середній вулик запилює до 50 млн. квіток.

    Бджоли допомагають підвищити врожайність культурних рослин, таких як гречка, соняшник, льон, яблуня, груша, вишня, огірок, томат, капуста, цибуля та багато-багато інших.

    І роблять вони це настільки ефективно, що пасічники навіть здають свої вулики в оренду фермерам у періоди цвітіння культур.

    Запліднення

    Коли пилкове зерно потрапляє на рильце маточка, у нього починає утворюватися трубка, яка спускається стовпчиком маточка в зав'язь. Через цю трубку спермії потрапляють у сім'язачатки до яйцеклітин.

    1 - пилкове зерно; 2 — пилкова трубка, що росте; 3 - сім'язачаток; 4 - яйцеклітина; 5 - спермії.

    Злиття спермію з яйцеклітиною називається заплідненням. При цьому утворюється зигота, З якої потім сформується зародок насіння.

    Запліднення - це злиття спермію з яйцеклітиною.

    Але до формування зародка відразу після запліднення сильно змінюється зав'язь маточка. Вона збільшується в розмірах і перетворюється на плід.

    Усередині плоду знаходиться насіння, яке утворилося з сім'язачатків, а в насінні — зародок нової рослини, утворений із зиготи.

    1 - зав'язь; 2 - сім'язачаток; 3 - зигота; 4 - плід; 5 - насіння; 6 - зародок.

    І якщо в зав'язі був лише один сім'язачаток, як, наприклад, у вишні, то вийде однонасінний плід. А якщо кілька (у аґрусу, огірка та більшості рослин), то плід буде багатонасінним.

    Будова квітки та виконувані ним функції

    Частина квітки	Функції
    Квітконіжка з квітколожем	Виконують функцію опори та головної осі квітки
    Пістики та тичинки	Виконують головну функцію квітки – функцію статевого розмноження
    Оцвітина	Захищає маточки та тичинки та приваблює комах-запилювачів.

    Таким чином, квітка виконує функції утворення статевих клітин, залучення запилювачів, бере участь у заплідненні та утворенні плода та насіння.

    Навіщо під час цвітіння плодових дерев у садах ставлять вулики з бджолами?

    Щоб бджоли запиляли квіти та з'явилося більше плодів. Адже без запилення та запліднення плодів не буде чи їх буде дуже мало.