в чем преимущество перекрестного опыления
Доказывает преимущества самоопыления и перекрёстного опыления.
Обсуждение вопроса:
1. Самоопыление представляет резервный способ опыления и должно рассматриваться как адаптация к неблагоприятным условиям среды.
2. Самоопыление у однолетних растений встречается чаще, чем у многолетних.
3. Самоопыление позволяет каждой такой популяции легче и быстрее восстановиться после понесенного ею ущерба, когда она уменьшается до малого числа особей или даже до единственного индивидуума.
4. Растения, которые самоопыляются, расходуют меньше энергии в производстве «приманок» для опылителей и могут вырасти в областях, где виды насекомых или других животных, которые могли бы посетить их, отсутствуют или очень недостаточны, как в Арктике или в высоких возвышениях.
5. Самоопыление позволяет растениям распространиться вне диапазона подходящих опылителей или произвести потомков в областях, где население опылителя было значительно меньше или естественно переменное.
6. Если данное растение хорошо выживает в данной окружающей среды, самоопыление помогает сохранять эту черту стабильной в разновидностях.
7. Самоопыление может быть преимуществом, когда число цветов маленькое или широко расставленное.
Преимущества перекрестного опыления.
1. Перекрестное опыление ведет к перекрестному оплодотворению и увеличению количества генетической изменчивости. Это позволяет растениям заселять территории с новыми условиями окружающей среды.
2. Насекомые, муравьи, животные способствуют перекрестному опылению.
3. Благодаря перекрестному оплодотворению между различными особями происходит непрерывная гибридизация.
4. Так как эти особи генотипически различны, то в популяции с перекрестным опылением постоянно происходит расщепление и рекомбинация генов.
5. Плодовитость и мощность растений выращенных из семян, полученных в результате перекрестного опыления значительно выше, чем у растений, выращенных из семян, полученных при самоопылении.
6. Перекрестное опыление не зависит от внешних условий.
7. Потомство стабильно сохраняет родительские признаки.
В чем польза перекрестного опыления?
1. Перекрестное опыление ведет к перекрестному оплодотворению и увеличению количества генетической изменчивости. Это позволяет растениям заселять территории с новыми условиями окружающей среды.
2. Насекомые, муравьи, животные способствуют перекрестному опылению.
3. Благодаря перекрестному оплодотворению между различными особями происходит непрерывная гибридизация.
4. Так как эти особи генотипически различны, то в популяции с перекрестным опылением постоянно происходит расщепление и рекомбинация генов.
5. Плодовитость и мощность растений выращенных из семян, полученных в результате перекрестного опыления значительно выше, чем у растений, выращенных из семян, полученных при самоопылении.
6. Перекрестное опыление не зависит от внешних условий.
7. Потомство стабильно сохраняет родительские признаки.
1. Самоопыление представляет резервный способ опыления и должно рассматриваться как адаптация к неблагоприятным условиям среды.
2. Самоопыление у однолетних растений встречается чаще, чем у многолетних.
3. Самоопыление позволяет каждой такой популяции легче и быстрее восстановиться после понесенного ею ущерба, когда она уменьшается до малого числа особей или даже до единственного индивидуума.
4. Растения, которые самоопыляются, расходуют меньше энергии в производстве «приманок» для опылителей и могут вырасти в областях, где виды насекомых или других животных, которые могли бы посетить их, отсутствуют или очень недостаточны, как в Арктике или в высоких возвышениях.
5. Самоопыление позволяет растениям распространиться вне диапазона подходящих опылителей или произвести потомков в областях, где население опылителя было значительно меньше или естественно переменное.
6. Если данное растение хорошо выживает в данной окружающей среды, самоопыление помогает сохранять эту черту стабильной в разновидностях.
7. Самоопыление может быть преимуществом, когда число цветов маленькое или широко расставленное.
Перекрестное опыление и самоопыление растений
Большинство растений в природе – перекрестноопыляемые. У них имеются разные мужские и женские цветки (в одних цветках только тычинки, в других – только пестик). Чтобы произошло опыление, нужна помощь соответствующих насекомых, ветра, росы или дождя. У самоопыляемых растений все цветки имеют и тычинки, и пестики одновременно. Они у таких растений созревают одномоментно.
Пыльца с тычинок одного цветка подходит для пестика того же самого цветка и также подходит для пестиков соседних цветков этого же растения. Пример: помидоры, пшеница, горох, фасоль, фиалки, нектарин, ячмень. Перекрестноопыляемые растения в свою очередь подразделяются на однодомные и двудомные. У первых цветки с тычинками (мужские) и с пестиками (женские) расцветают на одном растении. У вторых – женские и мужские цветки располагаются на разных растениях.
Самоопыление растений
Перенос пыльцы с тычинок на рыльце того цветка называется самоопылением. У самоопылителей и тычинки, и пестики на одном цветке созревают одновременно. У растений в ходе длительного эволюционного развития выработались приспособления для перекрестного опыления, т.к. оно является прогрессивным. Образуется потомство с признаками материнского и отцовского организмов, а при самоопылении у потомства проявляются признаки лишь одного организма.
Самоопыление ведет к снижению урожайности, к вырождению сорта. Поэтому наиболее распространено перекрестное опыление и цветки большинства растений имеют приспособления, препятствующие самоопылению:
Самоопыление в естественных условиях встречается реже, чем перекрестное опыление.
В естественных условиях не все цветки могут опылиться. Часто пыльца теряет свои свойства из-за воздействия слишком высоких температур или повышенной влажности. В безветренную погоду или, наоборот, при шквальном ветре опыление ветроопыляемых растений трудновыполнимо.
Из культурных растений размножаются путем самоопыления, например, пшеница, вика, соя, горох, ячмень и др. Такие растения как гречиха, клевер красный, эспарцет, яблони большинства сортов, нуждаются только в перекрестном опылении. При этом следует отметить, что перекрестное опыление способствует получению более мощных, плодовитых и жизнеспособных растений. Есть группа растений, которые сохранили способность к самоопылению (подсолнечник, люцерна, хлопчатник, малина, крыжовник и некоторые другие), но и они при перекрестном опылении насекомыми дают более высокие урожаи.
Препятствием самоопылению является неодновременное созревание тычинок и пестиков, находящихся в одном и том же цветке (обоеполый цветок). Так, у подсолнечника, крыжовника, кипрея пыльники созревают раньше, чем рыльце, а у яблони, груши, подорожника и других раньше созревает рыльце. В этих случаях опыление происходит пыльцой с других цветков, перенесенной насекомыми. У ряда растений (гречиха, медуница, дербенник) самоопыление затруднено из-за того, что цветки имеют разностолбчатые органы: у одних длинные тычинки и короткие пестики, у других наоборот — длинные пестики и короткие тычинки. Поэтому в пределах цветка опыление собственной пыльцой, как правило, не осуществляется.
У некоторых растений (клевер красный, эспарцет) наблюдаются явления самобесплодности (самостерильности). В этом случае собственная пыльца на рыльце цветка не прорастает или прорастает значительно медленнее, чем попавшая с другого цветка. Самобесплодность встречается у яблони, груши, черешни и ряда других плодовых и ягодных культур, оплодотворение у которых происходит лишь в том случае, если на рыльце пестиков одного сорта попала пыльца с цветков другого сорта. Чтобы создать условия для нормального плодоношения этих культур, необходимо в садах иметь соответствующие сорта плодовых деревьев, обеспечивающие межсортовое опыление.
У множества цветковых растений выработан механизм невозможности самоопыления, что предотвращает родственное скрещивание и увеличивают генетическое разнообразие вида. Это достигается благодаря процессу, названному самонесовместимостью, при котором опыление не в состоянии произойти, если пыльца идентифицирует попадание на пестик цветка, на растении которого она появилась. Но принцип действия этого механизма долго оставался загадкой, которая теперь успешно решена.
Перекрестное опыление
В перекрестном опылении участвуют насекомые. В весеннее время на деревьях появляются белые или розовые сильно пахнущие цветки. Много пчел, шмелей детят к цветкам. Они садятся то на один цветок, то на другой. Цветы прямо манят насекомых к себе, благодаря нектару, выделяемому внутри цветка. Насекомые едят сладкий сок растений. А пчелы собрав нектар, преобразуют его в мед, чтобы покормить свое потомство. Помимо нектара, пчелы добавляют к корму личинок собранную с цветков пыльцу.
Целый день – от рассвета до заката – пчелы летают над цветами. Садясь на разные цветки, они извлекают своим удлиненным хоботком из недр цветка нектар. Выполняя это действие, пчелы прикасаются к пыльце и переносят ее на брюшке, хоботке, лапках, так как она прикрепляется к волоскам, густо покрывающим тело насекомого. Попадая на другой цветок, пчела дотрагивается своими частями тела липкого рыльца. Таким образом, насекомые являются переносчиками пыльцы с одного цветка на другой, причем эти цветки могут располагаться на разных деревьях. Это описание процесса перекрестного опыления растений посредством насекомых.
Чем ярче окрашен венчик растения, тем он привлекательнее для насекомых. Они видят его на большом расстоянии. Также насекомые могут ориентироваться на запах в поисках еды.
Интересно, что большие белые цветки душистого табака раскрываются в вечернее время, днем они обычно закрыты. А опыляют эти цветки сумеречные бабочки. Причем интенсивный цветочный аромат цветков этого растения приманивает насекомых издалека. А венчики белого цвета хорошо различимы в темноте.
В опылении цветков огурцов также принимают участие насекомые, чаще пчелы. В сельском хозяйстве часто выращивают огурцы в теплицах. Поскольку там пчел нет, чтобы получить урожай, необходимо вручную опылять цветки. Процесс опыления заключается в переносе с помощью кисти пыльцы с цветка на цветок. Эта работа трудоемкая и длительная. В настоящее время из положения нашли выход. В теплицах размещают маленькие ульи с пчелами, которые опыляют растения и помогают получить хороший урожай.
Часто у растений мелкие цветки составляют соцветия, как например, у подсолнечника. Таким образом, насекомые с далекого расстояния замечают эти соцветия, что способствует перекрестному опылению посредством насекомых.
Также перекрестное опыление может осуществляться при помощи ветра. Это связано с тем, что не у всех растений есть яркие цветки с нектаром и сильным запахом. На отдельных растениях, к примеру, многих деревьях (ива, тополь), злаковых растениях (рожь, кукуруза), кустарнике (лещина), распускаются мелкие бледные цветки, которые не содержат нектара и без запаха. Поэтому они не привлекают насекомых и опыляются с помощью ветра.
Можно самостоятельно понаблюдать летом за процессом опыления ржи. Придите на поле ржи ясным солнечным утром. Яркое солнце уже согревает землю. Три тычинки каждого из цветков этого растения свисают вниз на длинных тычиночных нитях. Их пыльники, содержащие пыльцу, качаются под порывами даже легкого ветерка. Со временем пыльник лопается. Тогда освобождается светлое облачко сухой пыльцы, рассеивающейся вокруг. В это же время перистые рыльца обнажаются из цветка. Это благоприятствует попаданию пыльцы с цветков одного растения на рыльца других. Это описание перекрестного опыления посредством ветра.
Преимущества многократного посещения и опыления цветков насекомыми
Перекрестное опыление имеет глубокое биологическое значение. Оно не только способствует успешному оплодотворению, но и повышает жизненность и продуктивность потомства.
Успех опыления во многом зависит от количества, а также качественного разнообразия пыльцы, принесенной на рыльце, от того, обеспечена ли избирательность оплодотворения, возможность выбора пыльцы, прорастающей на рыльце. При этом важно, чтобы насекомые-опылители приносили на рыльце цветка пыльцу, собранную с пыльников многих цветков. Вот почему полезно, чтобы каждый цветок посещался насекомыми — опылителями много раз, причем на разных фазах цветения, в разные часы дня, когда и пыльца и рыльце в какой-то мере изменяют свои свойства. В многократности посещений цветков, в обилии и разнообразии наносимой на рыльце пыльцы заключается большое преимущество опыления растений насекомыми.
В связи со сказанным, важное значение приобретает вопрос о числе пчелиных семей, необходимом для опыления посевов или посадок.
Имеющиеся на этот счет указания строились до последнего времени на представлении, что для оплодотворения женской яйцеклетки достаточно одного единственного спермия, а для опыления цветка достаточно однократного посещения его насекомым. В качестве минимального условия ставилось требование, чтобы число посещений, сделанное насекомыми на площади, например в 1 гектар, равнялось общему числу цветков на этой площади. Но так как при этом отдельные цветки могут быть посещены по нескольку раз, а другие могут остаться непосещенными, то при организации опыления, например, клевера, считалось, что число посещений должно превышать число цветков по крайней мере в два раза.
Исходя из подобных расчетов, для опыления плодового сада рекомендовали ставить на 1 га 2—3 пчелиных семьи, для опыления подсолнечника 0,5 — 1 семью, для опыления гречихи — до 2,5 пчелиных семьи и т. д. Между тем действительная «емкость», т. е. потребность семенных участков в насекомых-опылителях, несомненно, выше. Об этом свидетельствуют данные, касающиеся клевера. С ростом числа посещений цветков клевера пчелами повышалось и количество завязавшихся семян. Известно, что, чем ближе к пасеке расположен участок какого-нибудь посева, тем чаще посещаются растения пчелами. Теперь установлено, что по мере увеличения частоты посещений насекомыми возрастает не только урожай семян клевера, но и повышается абсолютный вес семян.
Можно также напомнить, что при выращивании рекордных урожаев плодовых, семян овощных, семян бобовых трав общий высокий агрофон сочетался с весьма насыщенным опылением участка: на семенники люцерны, например, вывозили по 6—8 пчелиных семей на 1 га, в плодовые сады — по 8—15 пчелиных семей на 1 га, т. е. в 4—5 раз больше, чем обычно до сих пор рекомендовалось.
Пчелы являются, конечно, не единственными опылителями растений. Однако среди большого числа насекомых других видов медоносные пчелы являются наиболее значительной группой.
Об объеме опылительной работы, выполняемой пчелами, можно судить по следующим данным. На теле пчелы, посещающей цветки, переносится много десятков тысяч пыльцевых зерен, а пчелы одной семьи успевают посетить за рабочий день более 100 млн. цветков.
Большой интерес представляют явления, сопутствующие опылению растений медоносными пчелами. Например, на посевах масличного рапса при хорошем посещении пчелами повреждение цветков долгоносиком уменьшается в связи с тем, что пчелы, посещая цветки, пугают жуков долгоносика и мешают им откладывать яйца. Аналогичные явления наблюдаются при опылении цветков подсолнечника, с которых пчелы изгоняют подсолнечниковую моль.
В плодовых насаждениях, насыщенных пчелами, цветки меньше повреждаются заморозками, так как опыленный цветок, начавший формировать завязь, обладает большей морозостойкостью, чем неопыленный.
Эти примеры показывают, какие неожиданные косвенные влияния может оказывать посещение и опыление растений пчелами. Однако наиболее существенным и важным является достигаемое при перекрестном опылении повышение жизненности и продуктивности потомства.
Источник: А.Ф. Губин, И.А. Халифман. Опыление сельскохозяйственных растений пчелами. Изд-во «Знание». Москва. 1954
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Типы опыления Основные особенности, преимущества и недостатки
Есть два виды опыления, с учетом источника пыльцы: самоопыление и перекрестное опыление. Кроме того, автоопыление можно подразделить на автогамию и геотогамию..
Чтобы опыление было успешным, перенесенные пыльцевые зерна должны быть одного и того же вида..
Перекрестное опыление включает перенос пыльцевых зерен с цветка одного растения на клеймо цветка другого растения. Это единственный тип опыления, который приводит к стигме различных генетических типов пыльцевых зерен во время опыления..
В зависимости от агента опыления перекрестное опыление можно классифицировать на абиотическое и биотическое опыление..
Типы опыления
1- Самоопыление
Это самый основной тип опыления, потому что он включает только один цветок. Этот тип опыления происходит, когда пыльцевые зерна пыльника падают прямо на рыльце того же цветка..
Хотя этот тип опыления является простым и быстрым, он приводит к сокращению генетического разнообразия, поскольку сперма и яйцеклетки одного и того же цветка имеют генетическую информацию.
Этот механизм самоопыления наблюдается у некоторых овощей, таких как арахис и соя. У большинства самоопыляющихся растений маленькие, незаметные цветки..
Эти цветы проливают пыльцу прямо на клеймо, еще до того, как распустится бутон..
Растения, которые следуют за процессами автоматического опыления, часто имеют одинаковое количество тычинок и ковров. Растения опыляются и могут давать потомство, которое самооплодотворяется.
Некоторые растения, которые проявляют этот тип опыления, включают персики, инжир, розы, помидоры, орхидеи и фиалки, среди других..
Самоопыление можно разделить на автогамию и геотогамию.
— автогамия
Это относится к слиянию двух гамет от одного человека. Автогамия преимущественно наблюдается в форме самоопыления.
Это происходит, когда сперма пыльцы из тычинки растения достигает ковров того же растения и оплодотворяет существующую яйцеклетку. При этом типе самоопыления сперма и яичники, собранные вместе, происходили из одного цветка..
— Geitogamia
У цветковых растений пыльца переносится с одного цветка на другой цветок на том же растении. В системах опылителей с животными это достигается, когда опылитель посещает несколько цветов одного растения.
Этот процесс также возможен у видов, которые опыляются воздухом, и может быть обычным источником семян, которые самооплодотворяются у самосовместимых видов.
Хотя функциональная геотогамия представляет собой перекрестное опыление с участием опыляющего агента, она генетически сходна с аутогамией, поскольку пыльцевые зерна происходят от одного растения..
Преимущества самоопыления
— Растения, которые опыляют себя, тратят меньше энергии на производство привлекательных опылителей..
— Они могут расти в областях, где организмы, которые могут помочь опылению, такие как насекомые и другие животные, отсутствуют или отсутствуют. Это включает в себя арктические районы и районы с очень высокими отметками.
— Этот процесс позволяет распространять растения за пределы диапазона доступных опылителей или производить потомство в регионах, где наблюдается сокращение популяции опылителей..
— Вероятность неудачного опыления меньше, и поэтому они помогают поддерживать чистоту своего вида..
Недостатки самоопыления
— Там нет возможности для производства новых видов.
— Потомки проявляют меньше энергии.
— Нежелательные характеристики не могут быть устранены.
— Способность противостоять болезням снижается.
— Это не помогает эволюции.
— Новые функции не введены.
2- Перекрестное опыление
Это происходит, когда пыльцевые зерна переносятся на цветок другого растения. Растения, которые проходят через этот процесс, часто имеют тычинки длиннее, чем их ковры.
Эти растения используют механизмы, обеспечивающие распространение пыльцевых зерен на другие цветы растения..
Процесс перекрестного опыления требует помощи биотических или абиотических агентов, таких как воздух, вода, насекомые, птицы и другие животные, которые действуют как опылители.
— Абиотическое опыление
— Биотическое опыление
Это опыление требует опылителей для передачи пыльцевых зерен от пыльника к восприимчивой части или рыльца ковров или пестиков..
Растения, которые используют этот тип опыления, обычно имеют характеристики запаха, цвета и формы для привлечения опылителей..
Опыление насекомыми происходит у растений, у которых есть окрашенные лепестки и сильный запах, чтобы привлечь насекомых; У растений, которые опыляются воздушными позвоночными, обычно есть белые лепестки и эффектные запахи. Цветы, опыленные птицами, имеют трубчатые венчики ярких цветов.
Преимущества перекрестного опыления
— Потомки сильнее, жизнеспособнее и устойчивее.
— Есть возможность получения новых желаемых персонажей.
— Нежелательные символы растения могут быть устранены.
Недостатки перекрестного опыления
— Опыление может потерпеть неудачу из-за барьера расстояния.
— Цветы должны полностью зависеть от внешних агентов для опыления.