Оплодотворение. Суть двоиного оплодотворения

Опыление — процесс перенесения пыльцы из пилякив на приймочку пестика. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление — процесс перенесения пыльцы двуполого цветка на приймочку этой самой или другого цветка, но той же особи. Некоторые растения (ячмень, овес, просо, часть пшениц, рапс) запиливаются еще тогда, когда цветки не раскрылись. При перекрестном опылении пилочек цветка одной особи переносится на приймочку цветка другой особи. Это основной тип опыления цветочных растений (яблоня, ива, огурцы и др.).

Перекрестное опыление происходит естественным (насекомыми, птицами, ветром, водой) и искусственным (осуществляет человек) путями.

У витрозапильних растений цветки без нектарников, мелкие, малозаметные, с упрощенным некрасочным околоцветником. Большие пиляки на длинных тычиночных нитях далеко высовываются из околоцветника, пестики открыты, с большими приймочками. Пыльцы образуется много, он мелкий, легкий, из гладенькой поверхностью. Витрозапильни растения часто растут на открытых местах, образовывая зарости одного вида (камыш, ковыль, лепешняк). Значительное количество витрозапильних растений цветет в начале весны, к распусканию листьев (лещина, ольха, береза и тому подобное).

К ентомофильних, или комахозапильних, принадлежат подавляющее большинство покритонасинних растений, распространенных в разных климатических зонах. Околоцветник (чаще веночек) ентомофильних растений ярко окрашен и хорошо заметная на зеленом фоне листьев. Цветки одиночные или собранные в соцветие. Пиляки комахозапильних растений сравнительно с витрозапильними более малые и образуют меньше пыльцы: пыльца большая, липкая, с бугорчатой или шишковатой поверхностью. На дне веночка многих цветков образуются нектарники, в которых производится душистый сладкий сок — нектар, выделение которого после оплодотворения прекращается. Есть целый ряд других признаков, предназначенных для привлечения насекомых. Это свидетельствует о том, что эволюция растений и их запилювачив шла параллельно. Это так называемая спрягающая эволюция (коеволюция).

Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготнисть популяций, дает материал для естественного отбора и хранит стойкое потомство — носителей самого благоприятного соотношения генов.

Искусственное опыление широко применяют для повышения урожая и выведения новых сортов растений. При этом для перенесения пыльцы на приймочку пестика используют разные способы. Да, у кукурузы, которая имеет однополые цветки, пыльцу собирают, стряхивая верхушки метелки мужских цветков в бумажные мешочки.

Потом собрана пыльца кисточкой переносят на женские цветки.

Для искусственного опыления подсолнуха надевают на руку перчатку, снимают ею пыльцу из одного растения и переносят на другую. Можно это делать притискиванием двух корзин друг к другу.

Для выведения новых сортов растений с двуполыми цветками нужна подготовка к искусственному опылению. В первую очередь из цветков растения, избранного за материнскую, еще в бутоне удаляют пиляки и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от потрапляння пилочку. Через 2-3 дня, когда бутон раскрывается, на приймочку пестика наносят пыльцу другого сорта чистой сухой кисточкой, мягким кусочком резины и тому подобное.

Двойное оплодотворение. После опыления происходит процесс оплодотворения — слияние мужской половой клетки с женской. Пыльца, которая попала на поверхность приймочки, продолжает свое развитие (начинает прорастать пыльца еще в пиляках), которое внешне оказывается в отекании, образовании пыльцевой трубки, стенки которой состоят из интини и проходят сквозь поры в екзини. Образование пыльцевой трубки стимулируется веществами, которые выделяются приймочкой в ответ на родственную пыльцу, которая попала на нее. Пыльцевая трубка за время короткий проходит сквозь пышную ткань столбика и через микропиле проникает к зародышевому мешку. Одновременно прорастают много пыльцевых трубок, но с зародышевым мешком сливается лишь одна. В пыльцевую трубку, которая образовалась из вегетативной клетки, переходят два спермия, которые образовались из генеративной клетки в результате митотичного подилу. В отдельных случаях спермии могут образовываться еще в пиляку. В месте контакта пыльцевой трубки с зародышевым мешком стенки зародышевого мешка ослизнюються и пыльцевая трубка проходит вовнутрь. При достижении яйцеклетки, пыльцевая трубка разрывается, из нее выходят два спермия. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образовывая диплоидну зиготу, из которой развивается зародыш нового растительного организма. Второй спермий сливается со вторичным (диплоидним) ядром, в результате чего образуется триплоидна клетка, которая дает начало эндосперму, — запасу питательных веществ для зародыша.

Если у завязи есть несколько семенных зачатков, то в каждом из них происходит описанный выше процесс, который был открыт российским цитологом и эмбриологом растений С. Г. Навашиним в 1898 г. и назван им двойным оплодотворением.

У одноклеточных растений при бесполом размножении онтогенез начинается с появления организма в результате деления материнской клетки и заканчивается новым делением При половом размножении онначинается с образования зиготи и заканчивается следующим делением или образованием новой зиготи.

У многоклеточных растений онтогенез может происходить по-разному. Примером такого разнообразия являются цветочные растения, строение которых самое сложное. У растений, которые размножаются половым путем, онтогенез начинается с развития зиготи. Характерная особенность онтогенеза — дежурство полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. Спорофит формируется из зиготи, гаметофит — из споры. На спорофити в спорангиях образуются гаплоидни споры, которые обеспечивают размножение споровых растений. Споры наземных растений могут быть функционально одинаковыми (ривноспорови растения) или разными (ризноспорови растения). Мелкие споры называют микро, большие — мегаспорами. Из микроспоры развивается мужской, а из мегаспори — женский гаметофити. У цветочных растений преобладает спорофит, гаметофит редуцирован. Во время развития спорофита у высших семенных растений в результате последовательных делений зиготи из однородной образующейткани в процессе дифференцирования и специализации клеток формируется зародыш семечка с зародышевым корешком, стеблем и почкой.

Сформированное семечко, попав в благоприятные условия, прорастает и дает начало новому растению со свойственными ей строением и функциями. В одних случаях онтогенез завершается половым размножением с образованием семян в относительно короткий срок. Примером таких растений является одно, двухгодичные и те многолетние, в которых плодоношение бывает раз на жизнь. Например, у бамбука и некоторых видов пальм материнский организм отмирает сразу после плодоношения. В других случаях плодоношение происходит многоразово (многолетние травы, кусты, деревья), материнский организм стареет постепенно и онтогенез его также заканчивается отмиранием.