Приспособления растений для опыления водой

Aquaria 2 .RU

дорогие аквариумисты! с 1.12.2011 сайт aquaria2.ru превращен в памятник. на нем закрыта регистрация, создание новых материалов и комментариев.

активная версия аквариумного сайта теперь доступна по адресу http://aquaria.ru. все материалы и регистрации пользователей aquaria2, созданные до 29.11.2011, блоги, темы форума, комментарии перенесены на новый сайт.

Навигация

Опыление растений насекомыми, ветром и водой

Чаще всего цветки опыляются такими насекомыми как пчелы, бабочки и т.п. (зоофилия). Их привлекает рыльце и другие органы цветков (оптические раздражители), а также аромат. Заодно посещение цветка насекомое находит пыльцу и нектар, служащие ему пищей, и при этом непроизвольно совершает опыление.

Ветроопыление, при котором пыльца переносится ветром, также частое явление в мире растений. Предпосылкой этого становится гладкая и сухая пыльца, которая должна производиться в больших количествах, чтобы гарантировать опыление.

У многих аквариумных растений, которые по большей части являются болотными и чьи цветки или соцветия формируются над водой, опыление происходит благодаря насекомым и/или ветру. Например, автор книги имела возможность в естественных ареалах часто наблюдать за опылением бабочек, мух, жуков и пчел цветков эхинодорусов ( Echinodorus ), кувшинок ( Nymphaea ) и стрелолистов ( Sagittaria ). Очень интересен механизм опыления у виктории амазонской ( Victoria amazonica ). Стоит в каком-нибудь природном местообитании на Амазонке раскрыться в первый день пока еще белому цветку (на второй день у него ярко-красная окраска), как в нем уже заметен крупный жук. Их привлекали ароматы, белый цвет, а также повышенная по сравнению с температурой окружающей среды в 10 °С температура самого цветка(вследствие учащенного дыхания), и поэтому они заползали в цветок как только он раскрывался. С наступлением дня цветок закрывается, и жуки оказываются в западне, откуда они имеют возможность перелететь на другой цветок только на следующий вечер. Чужую, захваченную с собой пыльцу они переносят на рыльце. В результате этого происходит перекрестное опыление, поскольку рыльце способно к восприятию пыльцы только в первую ночь. Пыльца же собственного цветка созревает, когда рыльца уже утратили свою восприимчивость.

У некоторых «настоящих» водных растений, например рдест ( Potamogeton ) и уруть ( Myriophyllum ), у которых соцветия формируются прямо над водной поверхностью, в природе происходит ветроопыление. Примечательно, что цветки и соцветия подобных видов выглядят довольно скромно и неярко окрашены, в отличие от растений, которые опыляются насекомыми, как, например, кубышки ( Nuphar ) и кувшинки ( Nymphaea ).

Только изредка у водных растений опыление происходит с помощью воды (водное опыление или гидрофилия). В ходе эволюции для приспособления к среде у этих видов развилась ярко выраженная специализация, проявлявшаяся в том, что средства заманивания и привлечения (окраска, форма и органы) цветков, а также нередко их число сильно редуцированы. Иногда цветки уже не издают запаха, и он полностью утрачивает свою функцию привлечения насекомых.

Только у очень небольшого числа водных растений, к которым относятся роголистник ( Ceratophyllum ) и наяда ( Najas ), пыльца, рассыпавшаяся по воде, по ней же переносится на рыльца. Околоцветники у этих видов либо сильно редуцированы ( Ceratophyllum ), либо вообще отсутствуют ( Najas ). Для других водных растений вода служит только транспортным средством для пыльцы или мужских цветков, которые плавают по поверхности воды и ветром склоняются к женским рыльцам. У некоторых видов, которые свои однополые цветки приподнимают над поверхностью воды, иногда опыление происходит и с помощью дождя.

При выращивании аквариумных растений в палюдариуме или оранжерее, как правило, естественные опылители отсутствуют, так что бывает необходимо искусственное опыление, чтобы добиться оплодотворения. Перенос пыльцы легко осуществить с помощью кисточки или пальца. У различных видов апоногетона хорошее опыление достигается благодаря пестрокрылкам, которых в пластиковом пакете запускали над соцветием.

Источник

Приспособления растений для опыления водой

6.2. Опыление с помощью воды. Гидрофилия

Если примитивность ветроопыления часто являлась предметом дискуссий (лишь некоторые исследователи признавали ее без доказательств), то никогда ни у кого не возникало сомнения в том, что гидрофилия имеет более древнее происхождение, поскольку считается, что первые высшие растения появились в воде. Однако большинство водных растений опыляется в воздухе, как и их наземные родственники. Для таких растений, как Nymphaea, Alisma и Hottonia, характерна энтомофилия, для Роtamogeton или Myriophyllum — анемофилия, а для Lobelia dortmanna — самоопыление. Но для опыления некоторых водных растений необходима водная среда (см. также Daumann, 1963).

Гидрофилия может происходить как на поверхности воды (эпгидрофилия), так и в воде (гипгидрофилия; термины предложены Дельпино). Эти два типа опылений представляют собой дальнейшее развитие анемофилии или энтомофилии. Следует иметь в виду, что не все типы опыления, происходящие в воде, относятся к гидрофилии. Много мелких самоопыляющихся наземных растений могут цвести, будучи погруженными в воду; при этом функционирует механизм самоопыления, обычно заключенный в воздушном мешке внутри цветка. Наивысшую стадию такого развития представляют клейстогамные цветки (ср. Okada, Otaya, 1930).

Эпгидрофилия представляет собой уникальный вид абиотического опыления, поскольку в данном случае опыление происходит в двумерной среде. По сравнению с трехмерной средой, в которой происходят анемофилия или гипгидрофилия, этот вид опыления обеспечивает большую экономию пыльцы. При эпгидрофилии пыльца высвобождается из пыльников в воде и всплывает к поверхности, где находятся рыльца (Ruppia, Callitriche autumnalis). Пыльцевые зерна быстро распространяются по поверхностной пленке воды. В этом легко убедиться, наблюдая за цветущей Ruppia: маленькие желтые капли появляются на поверхности воды и быстро распространяются, подобно каплям жира; возможно, этому способствует маслянистый слой, покрывающий оболочку пыльцевого зерна. По данным Махабале (Mahabale, 1968), пыльца Neptunia и Aeschynomene spp. образует на поверхности воды пену: женские цветки касаются ее, а затем вновь погружаются в воду.

Широко известен интересный случай опыления у Vallisneria (Kerner, 1898; см. также разд. 17.3), у которой вместо отдельных пыльцевых зерен на поверхность воды выходит весь мужской цветок; следовательно, пыльца даже не касается поверхности воды. Вокруг всплывающих женских цветков образуются небольшие воронки; плавающие рядом мужские цветки соскальзывают с края такой воронки к ее центру; при этом пыльники касаются рылец. В связи с таким эффективным способом опыления число пыльцевых зерен в мужских цветках сильно редуцировано [до 72, по данным Кернера (Kerner, цит.)]. Механизмы типа «валлиснерия» обнаружены также у различных представителей Hydrocharitaceae, иногда, как, например, у Hydrilla, наряду с взрывающимися пыльниками (Ernst-Schwarzenbach, 1945). Подобный механизм опыления наблюдается и у Lemna trisulca, только на поверхность воды поднимается целиком все растение (Hartog, 1964); а у Elodea при подобном механизме опыления на поверхность воды выносятся тычиночные цветки, которые частично прикреплены, а частично свободно плавают (Haumann-Merck, 1912).

Гипгидрофилия описана для очень незначительного числа растений, например для Najas, Halophila, Callitriche hamulata и Ceratophyllum. Пока что их рассматривают просто как отдельные случаи, поскольку между ними, вероятно, мало общего, за исключением крайней редукции экзины. У Najas медленно опускающиеся пыльцевые зерна «ловятся» рыльцем.

Единица рассеивающейся пыльцы у Zostera имеет 2500 мкм в длину и гораздо больше напоминает пыльцевую трубку, чем пыльцевое зерно. Будучи очень подвижной, она быстро обвивается вокруг какого-либо объекта, встречающегося на пути, например вокруг рыльца. Однако эта реакция носит совершенно пассивный характер. Морфология пыльцевого зерна Zostera может рассматриваться как крайний случай тенденции, которая, по-видимому, имеется и у других гипгидрофильных растений: быстро растущая пыльцевая трубка обеспечивает быстрое распространение пыльцевых зерен. У Cymodoceae описаны даже более удлиненные пыльцевые зерна (5000-6000 мкм; Ducker, Knox, 1976; Ducker, Pettit, Knox, 1978).

Гидрофильные механизмы не обеспечивают защиту от автогамии. Однако условия обитания рассматриваемых растений обычно способствуют аллогамии и препятствуют авто- и гейтоногамии, если только вся популяция не представляет один клон. Несомненно, в конце концов будут найдены более ярко выраженные гидрофильные механизмы, но даже и тогда гидрофилия всегда будет считаться редкостью.

У некоторых цветков на Фарерских островах описано опыление во время дождя. (Hagerup, 1959b). Принцип заключается в том, что во время дождя цветки наполняются водой до определенного уровня. Пыльцевые зерна плавают по ее поверхности и в конце концов достигают рылец, которые находятся на уровне воды. Однако Дауманн (Daumann, 1970а) сомневается в разумности омброфилии, так как пыльца некоторых видов растений, опыляемых, по мнению Хагерупа, во время дождя, сильно страдает от воды. Опыление во время дождя, если оно действительно происходит, в основном должно быть автогамным, а аллогамия, хотя она не очень эффективна, могла бы произойти благодаря наличию дождевых капель. Возможно, этот механизм следует считать дополнительным, функционирующим, подобно другим типам автогамии, при неблагоприятных условиях, в которых обычный синдром опыления неэффективен.

Весьма важно, что во всех случаях гидрофилии пыльца при погружении в воду остается жизнеспособной. Эпгидрофилия и опыление во время дождя предполагают существование водоотталкивающей пыльцы; пыльца гипгидрофильных растений должна быть устойчива к намоканию.

Источник

Опыление

Опыление — это процесс переноса пыльцы с ты­чинки на рыльце пестика. Предшествует оплодотворе­нию. Различают перекрестное опыление и самоопыле­ние. Перекрестное опыление может осуществляться ве­тром, насекомыми, водой, птицами, летучими мышами.

Когда во время цветения садов идут дожди создаются условия для плохого урожая. Это связано с тем, что не создаются условия для опыления, пчелы под дождем не летали. Образованию плодов у цветковых растений предшествует опыление — перенос пыльцевых зерен (пыльцы) с тычинок на рыльца пестиков.

Христиан Шпренгель, ректор гимназии в немец­ком городе Шпандау, каждую свободную минуту посвящал исследованию жизни растений. Около года он наблюдал в полях и на лугах за «живым об­щением» цветков и насекомых и пришел к выводу, что насекомые перено­сят пыльцу и опыляют растения. В 1793 г. Шпренгель выпустил в свет книгу «Открытая тайна природы в строении и оплодотворении цветков», в которой убедительно доказал, что опыление является обязательным процессом в раз­множении растений.

Способы опыления

Различают самоопыление и пере­крестное опыление.

Самоопыление

При самоопылении пыльца из пыль­ников попадает на рыльце пестика того же цветка (рис. 157). Самоопыление часто происходит еще в закрытом цветке — бутоне. Самоопыление характерно для арахиса, гороха, нектарина, пшеницы, риса, фасоли, хлопчатника и других растений.

Самоопыление в биологическом отношении менее «выгод­но», чем перекрестное опыление, так как будущее растение, развивающееся после слияния гамет, повторяет материнское. При этом снижаются возможности появления новых приспособлений. В то же время процесс самоопыления не зависит от погодных условий и посредников, а, значит, осуществля­ется при любых условиях, часто даже в нераспустившихся цветках, и обеспечивает появление нового потомства.

Пере­крестное опыление

При перекрестном опылении пыльца одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка. Переносчи­ками пыльцы при перекрестном опылении могут быть насекомые, ветер, вода (рис. 158). Насекомы­ми опыляются цветки яблони, сливы, вишни, мака, тюльпана и других растений.

Ветроопыляемыми являются осока, пыреи, райграс, ольха, орешник, дуб, береза. У водных растений (элодея, валлиснерия) опыление осуществляется при по­мощи воды (см. рис. 158).

В тропических широтах пыль­цу с цветка на цветок могут пере­носить мелкие птицы (колибри) и летучие мыши (рис. 159, с. 178). Птицами, например, опыляются эвкалипт, акация, фуксия, алоэ и другие растения.

Перекрестное опыление в биологическом отношении более ценно. В пыльцевом зерне фор­мируются мужские гаметы, а в завязи — женские. При их слиянии образуется зигота, из которой развивается новый организм. При пере­крестном опылении зигота образуется из гамет, принадлежащих раз­ным растениям, поэтому новый организм будет иметь признаки двух растений, а значит, и более широкий набор приспособительных при­знаков.

Искусственное опыление

При выведении новых сортов растений для повышения урожайности человек проводит искусственное опыление — сам переносит пыльцу с ты­чинок на рыльце цветка. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза, рожь), а в хо­лодную или сырую погоду — насекомоопыляемые растения (подсолнечник).

Приспособления цветков к опылению

Пыльца

Растения имеют определенные приспособле­ния к опылению разными опыли­телями. У насекомоопыляемых растений образуется много пыль­цы — она служит питанием для насекомых. Поверхность пыльце­вых зерен липкая или шерохова­тая, поэтому хорошо прикрепля­ется к насекомым.

Яркий цветок

Многие рас­тения имеют ярко окрашенные цветки, которые хорошо замет­ны на фоне зелени листьев. Оди­ночные цветки обычно крупные. Мелкие же цветки, как правило, собраны в соцветия.

Нектар

Цветки мно­гих растений выделяют сахари­стую жидкость — нектар, который также привлекает опылителей. Нектар образуется в нектарни­ках — специальных железках, которые располагаются в глубине цветков. Нектар потребляют бабочки, пчелы, шмели, колибри, некоторые виды попугаев и летучих мышей.

Запах

Многие цветки издают приятный аромат, который тоже привлекает насекомых (акация белая, роза, некоторые виды лилий, ландыш, черемуха и др.). Запах цветков может быть не только приятным, как у большинства декоративных рас­тений, но и неприятным (для человека) — вроде запаха тух­лого мяса, навоза. Такие запахи привлекают жуков, мух. Материал с сайта http://wiki-med.com

Некоторые растения опыляются только определенным видом насекомых. Например, цветки клевера, для которых характерно трубчатое строе­ние, опыляются только шмелями, имеющими длин­ный хоботок. Шмели опыляют и цветки шалфея. Как только шмель залезает внутрь цветка за нектаром, тотчас из-под верхнего лепестка высовываются две тычинки на длинных тычиночных нитях и каса­ются спинки шмеля, обсыпая его пыльцой. Потом шмель перелетает на другой цветок, залезает внутрь, и пыльца с его спинки попадает на рыльце пестика.

Особое строение соцветия

У ветроопыляемых растений цветки многочисленные, мелкие и невзрачные, собраны в небольшие малозаметные соцветия. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению воздуха. Тычинки имеют длинные тычиночные нити, на которых свисают пыльники, как, например, у цветков ржи (рис. 160).

Рыльца пестиков лохматые и длинные — так они лучше улав­ливают летающие в воздухе пыльцевые зерна. Цветки, опы­ляемые ветром, почти полно­стью лишены аромата, нектара и окраски. Пыльца у них легкая, мелкая и сухая.

У некоторых ветроопыляемых деревьев и кустарников цветки появляются до распускания листьев. Так, например, еще снег в лесу не сошел полностью, а лещина и ольха уже «пылят».

Источник