Лекция 21 (3 ч.) Опыление и оплодотворение у цветковых растений.
Цель: рассмотреть опыление и оплодотворение как часть процессов жизненного цикла растений, приводящих к образованию семян.
Задачи: 1) дать определения понятиям «опыление» и «оплодотворение»;
2) рассмотреть основные виды и способы опыления и дать их эволюционную оценку;
3) рассмотреть оплодотворение у цветковых растений как один из этапов спорофитно-гаметофитного жизненного цикла;
4) формирование компетенции - представление о разнообразии биологических объектов, понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы (ПК-1);
5) формирование компетенции - понимание роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении; формирование современных представлений об основах эволюционной теории, о микро- и макроэволюции (ПК-7);
6) формирование компетенции понимать, излагать и критически анализировать получаемую информацию (ОК-3).
Рассматриваемые вопросы:
Опыление. Типы и способы опыления.
Двойное оплодотворение у цветковых растений.
Апомиксис и его значение.
Опыление. Типы и способы опыления. Опыление.
Конечная функция типичного цветка - образовании е плодов и семян. Для образования семени необходимо, чтобы произошло опыление, а затем опдлодотворение.
Опыление – это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
Опыление – одна из важнейших функций цветка.
Опыление тесно связано с цветением. Сроки цветения различных растений постоянны для каждого вида. Они могут колебаться в определённых пределах в зависимости от внешних условий. По срокам цветения выделяют: ранневесенние, поздневесенние, раннелетние, позднелетние и раннеосенние растения.
Для процесса цветения большое значение имеют температура и условия освещения. Сроки цветения растений различаются и потому, что разным растениям для цветения нужна разная длина дня. Поэтому выделяются две большие группы растений:
Растения короткого дня (цветут при продолжительности дня 8-9ч.). Например, астры однолетние, георгины, рудбекия (золотые шары). Это растения более южного происхождения. Они привыкли к более короткому дню и длинному вегетационному сезону, в нашем климате летом при длинном дне они не цветут, а набирают биомассу и зацветают в конце лета - начале осени, когда дни становятся короче.
Растения длинного дня (цветут при достижении продолжительности дня 10-12 ч.). Это наши местные растения (лен, крестоцветные и др..).
В течение своей жизни растения могут цвести однократно -монокарпические растения (все однолетники, двулетники и некоторые многолетники (бамбук, банан, агава и др.)) и многократно – поликарпические растения (их большинство: травянистые многолетники, все древесные)
Сущность цветения состоит во вскрывании пыльников и функционировании рылец пестиков, как органов, способных воспринимать пыльцу.
В настоящее время экология цветения и опыления выделилась в особое направление экологии растений – антэкологию («антос»- цветок). Она изучает особенности цветения и опыления, взаимосвязи между цветками и опылителями, влияние условий внешней среды на цветение и опыление.
Типы и способы опыления.
Различают два основных типа опыления: автогамию и аллогамию.
Т
ипы
опыления
Автогамия Аллогамия
Гейтоногамия Ксеногамия
Автогамия (самоопыление) - перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика того же самого цветка.
Аллогамия (перекрёстное опыление) - перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка.
Аллогамия может проявляться в двух вариантах: 1) гейтоногамия (соседственное опыление) - перенос пыльцы между цветками на одной особи; 2) ксеногамия - перенос пыльцы между цветками разных особей.
Гейтоногамия по генетическому эффекту близка к автогамии, так как происходит только перекомбинация гамет в пределах одной особи. Чаще всего она случается в многоцветковых соцветиях.
Наиболее благоприятной по генетическому эффекту и биологически выгодной является ксеногамия, так как при этом возрастают возможности перекомбинации генетического материала, что способствует увеличению внутривидового разнообразия и дальнейшей приспособительной эволюции. Однако, и автогамия имеет важное значение для стабилизации признаков вида.
Способ опыления зависит от структуры цветка и агентов (факторов) переноса пыльцы.
Все типы опыления могут осуществляться при помощи одинаковых факторов (ветра, воды, животных, человека). Наиболее разнообразные способы при перекрестном опылении.
Различают следующие способы опыления:
1 группа способов: Биотическое опыление - при помощи живых организмов.
Зоофиллия – опыление животными.
а) энтомофилия – опыление с помощью насекомых;
б) орнитофилия - опыление с помощью птиц;
в) хироптерофиллия - опыление с помощью летучих мышей.
Есть и другие способы (с помощью млекопитающих, моллюсков и других групп животных), но они бывают редко.
2 группа способов: Абиотическое опыление – опыление, связанное с воздействием факторов неживой природы (абиотических факторов).
а) анемофилия - опыление при помощи ветра;
б) гидрофилия - опыление при помощи воды.
Способы опыления являются адаптациями к определённым условиям среды. С генетической же точки зрения важен тип, а не способ опыления.