Как называется распространение семян у покрытосеменных мирмекохория

Обновлено: 08.07.2024

Семя представляет собой семязачаток, видоизмененный в результате оплодотворения. У покрытосеменных растений семя находится в плоде, к стенке которого оно прикреплено семяножкой. Семя имеет зародыш, запасающие ткани (эндосперм или перисперм) и кожуру. Иногда запасающая ткань отсутствует и питательные вещества находятся в тканях зародыша.

Зародыш — главная часть семени. Он разный по форме и расположению в семени. Зародыш имеет зародышевый корень и побег (стебель с отходящими от него семядолями либо одной — у однодольных или с двумя — у двудольных). Семядоли (первые зародышевые листья) гомологичны листьям. Они являются боковыми придатками оси зародыша — гипокотиля. У некоторых высокоспециализированных однодольных семядоля трансформирована в щиток, в защитный орган почечки — гипокотилъ. Из меристемы почечки развивается эпикотилъ. На верхушке зародышевого стебля — зародышевая почка. У некоторых растений зародыш слабо дифференцирован (пион). У ландыша и купены зародыш совсем не дифференцирован, а имеется только группа клеток — предзародыш.

Запасные вещества семени разнообразны. Кроме органических (белки, жиры, углеводы) есть и минеральные вещества. В одних семенах преобладает крахмал (пшеница, каштан, дуб), в других — масло (конопля, подсолнечник, лен, миндаль, клещевина). Меньше всего в семенах белков. Но в масличных семенах их больше, чем в других семенах. Наивысшее количество белков в семенах бобовых — до 44 % (люпин, соя).

Кожура семени выполняет защитную функцию и в то же время способствует проникновению воды, необходимой для прорастания зародыша в нужный момент. У многих растений кожура плотная, трудно проницаемая для воды. При прорастании семян некоторых растений кожура разрыхляется постепенно и растение прорастает поэтапно. Такое растянутое во времени прорастание семян биологически выгодно для вида.

На кожуре семени образуются разнообразные выросты, способствующие распространению семян. Наружные клетки кожуры способны ослизняться. Это помогает семени притягивать воду для прорастания (лен, базилик) и удерживаться в земле, сливаясь с частицами почвы. Иногда в клетках кожуры откладываются запасные вещества.

Различают несколько типов семян, которые отличаются друг от друга структурой зародыша, его дифференцировкой, наличием или отсутствием специальных запасающих тканей.


Примерами различных типов семян могут быть следующие:

1. Семена имеют кожуру, эндосперм и односемядольный (рогоз) или двусемядольный зародыш (морковь, клещевина).

2. У семян есть кожура, односемядольный (частуха, рогоз) или двусемядольный (дуб, фасоль) зародыш, нет эндосперма.

3. У семян имеется кожура, сохраняется эндосперм, образуется предзародыш (ландыш майский, хохлатка).

4. Семена имеют кожуру, предзародыш. Семена очень мелкие (любка двулистная, грушанка).

5. Под кожурой семян — перисперм, эндосперм и односемядольный (имбирь) или двусемядольный (перец) зародыш.

6. У семян есть кожура, перисперм, односемядольный (канна) или двусемядольный (раффлезия, гвоздика) зародыш.

5. Распространение плодов и семян. Очень редко семена прорастают на самом растении, как у живородящих растений мангровых лесов. Часто семена и плоды всходят, падая рядом с материнским растением. Но чаще они распространяются животными, ветром, водой и человеком. Распространение семян и плодов имеет большое значение для расселения вида и обогащения флоры местности. В зависимости от агента различают следующие виды распространения семян: зоохория, анемохория, гидрохория, антропохория.

Зоохория — распространение плодов животными, как беспозвоночными, так и позвоночными. Среди беспозвоночных большое место занимают муравьи — мирмекохория. Они растаскивают семена, имеющие паренхимные выросты, богатые маслами (чистотел, звездчатка, первоцвет, фиалка, незабудка, василек и др.). Муравьи разносят семена и плоды на расстояние до 10 м. Грызуны и птицы распространяют семена и плоды преимущественно древесных растений, как твердые, так и сочные. Бурундуки, белки, мыши, из птиц — сойки, ореховки разносят семена с твердыми покровами, что обеспечивает их сохранность в гнездах и кладовках, если они не используются.

Плоды с сочным околоплодником (ягоды, костянки), а также соплодия некоторых растений (инжир, фикус) распространяются птицами, млекопитающими, иногда черепахами. Семена, находящиеся в сочных плодах, пройдя через кишечник животного, приобретают лучшую всхожесть. Птиц привлекают сочные и яркие плоды с твердым эндокарпием, защищающим содержимое семян от переваривания. Млекопитающих, как и птиц, привлекают сочные плоды с защитными приспособлениями, яркой окраской и привлекательным запахом. Так, медведи способствуют распространению плодов рябины, малины. Среди птиц сочные плоды употребляют дрозды, зарянки, славки. В тропических странах в распространении семян пальм, тутовых на большое расстояние значительную роль играют рукокрылые млекопитающие.

Кроме перечисленных приспособлений семена и плоды некоторых растений имеют прицепки или выделяют клейкие вещества, способствующие их расселению. Чаще всего встречаются цепкие плоды, отдельные плодики или целые соплодия, пристающие к телу проходящего животного. Это плоды зонтичных, бурачниковых растений, череды, лопуха. Наибольшую роль в их распространении играют млекопитающие. Многие семена и плоды прибрежных и болотных растений могут расселяться с прилипшим к телу водоплавающих и болотных птиц илом.

Гидрохория — распространение плодов или семян с помощью воды (морские или речные течения, ливневые потоки). Основные гидрохорные приспособления — защита семени от смачивания, способность держаться на поверхности воды (плавучесть). Держаться на поверхности воды плоды могут от 2-10 суток (частуха, рдест) до нескольких недель и месяцев (стрелолист), а у некоторых пальм — годами, сохраняя при этом всхожесть. Семена лютика водного имеют пробковый поясок, который помогает держаться им на воде и с его помощью распространяться по воде.

В процессе эволюции цветковых растений выработались приспособления для распространения плодов и семян без помощи разнообразных агентов — автохория. Это самопроизвольное высыпание семян или плодов под влиянием силы тяжести, характерное для трав (дикорастущая пшеница, многие сорные растения), а также деревьев (каштан, дуб). Среди растений автохоров — разнообразные баллисты, выстреливающие семена, т.е. собственно автохоры. У одних растений семена разбрасываются в результате напряжения в мертвых клетках околоплодника. Это можно наблюдать у зрелых бобов, самшита, у некоторых видов фиалки и герани, а у кислицы и недотроги — в результате возрастающего напряжения в живых тканях плода. Высокое тургорное давление у зрелого плода бешеного огурца приводит к отрыву цветоножки от плода и через образовавшееся отверстие содержимое вместе с семенами с силой выбрасывается наружу. Очень часто в природе наблюдается сочетание различных способов распространения плодов и семян.

Типы семян

Семя представляет собой высокоспециализированную структуру, предназначенную для размножения растений и развивающуюся из семязачатка цветка после оплодотворения. В каждом семени содержится зародыш будущего растения. Также в строении семени выделяют такие структуры, как запасающие ткани (эндосперм) и семенная кожура.


Зрелые семена различых растений отличаются друг от друга по морфологии.

У большинства покрытосеменных растений в строении зародыша различают такие части, как зародышевый корешок, зародышевый стебелек, зародышевая почечка, семядоли.

У двудольных растений из двух зародышевых листов развиваются две семядоли, у однодольных — одна семядоля развивается быстро, вторая медленно, превращаясь в рудиментарную.

Семена как однодольных, так и двудольных растений делят на четыре типа на основании наличия или отсутствия внезародышевых запасающих тканей. Это семена с эндоспермом, с наличием эндосперма и перисперма, только с периспермом, при отсутствии перисперма и эндосперма.

Существует классификация семян в зависимости от вида содержащегося запасного вещества в эндосперме.

Эндосперм представляет собой запасающую ткань, являющуюся основным источником питательных веществ для развивающегося зародыша. Семена подразделяют на четыре типа: крахмалистые (например, у пшеницы в каждом семени содержится до 66% крахмала), белковые (у гороха до 30% белка в семени), маслянистые (к примеру, у клещевины семя содержит более 60% масла), с запасной клетчаткой (у кофейного дерева, пальмы).

По величине в сельском хозяйстве семена культурных растений подразделяют на крупные, средние и мелкие для удобства расчета расхода семян при посеве, а также определения условий посадки, в частности, глубины заделки семян в почву.

Способы распространения плодов и семян

После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Конечно, ветер и вода здесь широко используются как посредники в расселении, но к ним еще добавляется посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления плода, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.

Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена,

1) распространение ветром (анемохория);

2) распространение животными (зоохория);

3) распространение водой (гидрохория).

Распространение животными

Распространение семян животными, в общем, более надежно, так как животные обычно посещают плодородные участки, подходящие для прорастания семян.

Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут.

Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур .


Рис. 1. Плоды, распространяемые животными

Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка.

Примерами сочных плодов служат плоды сливы, ежевики, земляники, томата, яблони.

Мясистые части этих плодов служат пищей животным и птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает, и семена проходят через кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.

Распространение ветром

Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления.

К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика, и крылатки, как, например, у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клѐна, граба.


Рис. 2. Плоды и семена, распространяемые ветром

У ряда растений, например у мака, чернушки, наперстянки, лихниса, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.

Семена некоторых растений, например, орхидей, настолько мелкие и лѐгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов.

Вскрытие у них происходит путѐм растрескивания по шву между плодолистиками, как, например, у бобов. Семена при этом либо выбрасываются из плодов более или менее сильным толчком, либо просто выпадают из них. Некоторые из таких семян имеют приспособления для распространения ветром (например, у кипрея).

Коробочки тоже бывают вскрывающимися (например, у мака и кипрея), причѐм у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).

Распространение водой

В клетках стенки завязи накапливаются такие вещества как белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и др.

Лишь немногие плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды.


Рис. 3. Плоды, распространяемые водой

Кокосовый орех — костянка с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, происходящей из ножки семязачатка.

Случайное распространение

Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа их распространения не является строгим.

Во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трѐх способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару.

Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно.


Содержание

В мире насчитывается около 3000 видов мирмекохорных растений (около 1 % флоры) [1] , а в Европе более 275 таких видов [2] .

Привлекательными для муравьёв семена таких растений становятся благодаря эласмосомам (элайосомы, питательные придатки, ариллоиды). Часть муравьёв даже специализируется на сборе семян, например, муравьи-жнецы рода Messor (за один сезон до 1 кг зёрен). В питании лесных муравьёв рода Formica семена растений составляют лишь около 0,2 %. Тем не менее, одна крупная семья рыжего лесного муравья собирает за лето более 10 тыс. семян [3] . Муравьи — единственные насекомые, которые рассеивают семена в большом количестве, на всех континентах и практически во всех экосистемах. В некоторых лесных экосистемах с помощью мирмекохории рассеивается до 30 % семян [2] .

Мирмекохория свойственна фиалке ( Viola ), раффлезии ( Rafflesia ) и многим другим. Из лесных растений средней полосы России к мирмекохорным относятся ожика волосистая, копытень европейский, виды родов марьянник, хохлатка, чистотел, грушанка и др.

Специализированные на таком типе распространения растения, например, фиалка душистая, распространяются исключительно муравьями. Мирмекохорные придатки таких растений крупные, их длина может достигать половины длины семени. При наблюдениях отмечено, что количество проросших семян увеличивается после того, как их кожура была обгрызена муравьями. Семена с искусственно удалёнными элайосомами почти не привлекают муравьёв.

См. также

Примечания

Литература

  • Beattie, A.J. 1985. The Evolutionary Ecology of Ant-Plant Mutualisms. Cambridge University Press, Cambridge U.K.
  • Горб Е. В. Мирмекохория в широколиственном лесу (адаптации, механизмы, селективные преимущества). Автореф. дисс. — Киев, Центральный ботанический сад НАНУ, 1999. — 19 с.
  • Горб Е. В., Панасенко Н. В., Горб С. Н. Адаптации плодов Pulmonaria obscura Dumort. (Boraginaceae) к распространению муравьями // Вестн. экологии. 1996. № 1 — 2. С. 58–61.
  • Тахтаджян А. Л. Распространение семян и плодов // Жизнь растений. В 6-ти т. / под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М .: Просвещение, 1980. — Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. — С. 96–103. — 430 с. — 300 000 экз.
  • Жизнь растений. В 6 т., т. 5 ч. 2 / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1981. — с. 44.
  • Сапарлыев К. Муравьи-жнецы рода Messor Южной Туркмении (фауна, биология, распространение и их хозяйственное значение). Автореф. дисс. — Ашхабад, 1973.

Ссылки

  • Мирмекология
  • Энтомология
  • Экология растений
  • Экология насекомых

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Мирмекохория" в других словарях:

мирмекохория — мирмекохория … Орфографический словарь-справочник

Мирмекохория — [от греч. myrmex (myrmekos) муравей и choreo иду вперед, продвигаюсь], распространение муравьями семян, снабженных съедобными придатками; одна из форм синзоохории (у чистотела, фиалки, чабреца и др.). Экологический энциклопедический словарь.… … Экологический словарь

МИРМЕКОХОРИЯ — (от греч. myrmex муравей и choreo продвигаюсь) распространение семян, имеющих съедобные придатки (у фиалки, чистотела и др., главным образом лесных растений), муравьями … Большой Энциклопедический словарь

МИРМЕКОХОРИЯ — (от греч. myrmex муравей и . хория), распространение диаспор муравьями; один из типов зоохории. Наиб, число мирмекохорных видов содержат сем. барбарисовых, буковых, губоцветных, лилейных, маковых, молочайных, лютиковых, сложноцветных,… … Биологический энциклопедический словарь

мирмекохория — (от греч. mýrmēx муравей и chōréō продвигаюсь), распространение семян, имеющих съедобные придатки (у фиалки, чистотела и др., главным образом лесных растений), муравьями. * * * МИРМЕКОХОРИЯ МИРМЕКОХОРИЯ (от греч. myrmex муравей и choreo… … Энциклопедический словарь

мирмекохория — (гр. myrmex (myrmekos) муравей + choreo продвигаюсь, распространяюсь) распространение семян растений (напр., фиалки, хохлатки, марьянника и др.) муравьями, которые питаются семенными придатками (ариллоидами). Новый словарь иностранных слов. by… … Словарь иностранных слов русского языка

мирмекохория — mirmekochorija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Augalų sėklų ir vaisių plitimas, kai juos išnešioja skruzdėlės. atitikmenys: angl. myrmecochory vok. Myrmekochorie, f rus. мирмекохория, f … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Мирмекохория — (от греч. mýrmēx муравей и chōréō распространяюсь) распространение муравьями семян и друих зачатков растений. М. связана с поеданием муравьями придатков (ариллоидов или карункулов) на семенах, которые остаются при этом неповрежденными.… … Большая советская энциклопедия

МИРМЕКОХОРИЯ — (от греч. myrmex муравей и choreo продвигаюсь), распространение семян, имеющих съедобные придатки (у фиалки, чистотела и др., гл. обр. лесных р ний), муравьями … Естествознание. Энциклопедический словарь

мирмекохория — распространение диаспор растений с помощью муравьев … Анатомия и морфология растений

Важным фактором сохранения численности и жизнеспособности видов является их расселение в окружающей среде. Растения прикреплены к своему месту обитания и не могут передвигаться самостоятельно. Главный способ их расселения на новые территории — распространение семян и плодов.

Шанс одного семени успешно прижиться, укорениться на новой территории очень мал, поэтому растения продуцируют как можно больше семян и выработали специфические механизмы для их распространения в природе.

Биологическое значение распространения семян:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

  1. Для семени важно оказаться на определенной дистанции от родительского растения. Так увеличивается шанс молодых ростков избежать конкуренции за свет и воду как между собой, так и со взрослым растением. Но если зачаток будет занесен слишком далеко от места формирования, то существует риск, что участок для произрастания окажется неподходящим.
  2. Расширяется ареал обитания популяций и видов, увеличивается их численность, образуются новые популяции.
  3. Распространение семян облегчает перекрестное опыление и предупреждает близкородственное скрещивание.
  4. Семена в состоянии покоя могут переждать неблагоприятные условия и прорасти в подходящее время.
  5. Растительность становится более разнообразной.
  6. Покрываются растительностью свободные участки суши (новые острова, пожарища, участки, где произошли природные катастрофы).

Особенности распространения семян изучает наука диаспорология (или карпоэкология). Диаспорами в ботанике называют части растений, отторгающиеся от него с целью размножения. Различаются вегетативные диаспоры (луковицы, клубни) и генеративные диаспоры, к которым и относятся семена, плоды, споры. Сам процесс распространения диаспор в биологии называют диссеминацией.

Как это происходит, основные способы

В растительном мире существует большое разнообразие плодов. Они приспособлены к определенному способу распространения. Выделяют два основных способа распространения семян и плодов:

  • без влияния внешних факторов — автохория;
  • под воздействием внешних факторов — аллелохория (с помощью ветра, воды, животных, птиц и человека).

Случается, что плоды одного растения распространяются разными способами (диплохория), но все таки один из них будет более подходящим.

Распространение с помощью ветра

Анемохория — распространение семян и плодов посредством воздушных течений.

Этот способ считается самым результативным, и его использует огромное число видов. Анемохорные растения продуцируют большое количество семян с очень маленькой массой (орхидные, грушанковые, многие вересковые). Также способность находиться в воздухе может достигаться не только за счет маленького веса, но и с помощью специальных приспособлений, расширяющих площадь плода. Выделяют два главные типа таких приспособлений:

  • летучки — парашютики (одуванчик, мать-и-мачеха) и многообразные ворсистые образования (тополь, ива, сложноцветные);
  • крылатки — крылоподобные выросты. Как правило, с их помощью распространяют плоды деревья (ясень, клен, вяз, береза). Крылатки отделяются от дерева после того, как опали листья, препятствовавшие им в движении.

Таким образом, диаспоры перемещаются или за счет малой массы, или приспособлений, позволяющих парить и планировать в воздухе. Расстояния, которые они пролетают, колеблются от нескольких метров до нескольких десятков километров. Известны случаи, когда семена пересекали горы высотой более 2000 м.

Пользуются ветром для своего расселения и многие растения степной и полупустынной зон. Когда они засыхают, ветер их обламывает и несет по местности. При этом сухие растения сами рассеивают семена (анемогеохория).

К анемохорному типу относятся также мхи, хвощовые и плауновидные, различные грибы, лишайники, чьи споры и другие зачатки разносит ветер.

Распространение животными (в том числе птицами и человеком)

Данный способ — достаточно надежный, поскольку и животные, птицы, и человек передвигаются на достаточно большие расстояния, перемещая диаспоры далеко от родительского растения.

Зоохория — распространение плодов и семян животными.

В этом процессе задействовано множество разнообразных животных. Зоохория осуществляется несколькими способами.

  1. Сухие плоды, снабженные мелкими колючками, крючочками, щетинками, клейкой поверхностью, цепляются к коже или шерсти животных и таким образом могут проделать значительный путь, пока не отпадут. К примеру, так могут перемещаться плоды лопуха, лютика, череды. Перенос семян и плодов на теле животных называется эндозоохорией.
  2. Сочные плоды (ягоды, фрукты) животные едят. Пока плоды незрелые, они благодаря зеленому цвету незаметны, к тому же неприятны на вкус. Но когда они созревают, меняя цвет и запах, то начинают привлекать млекопитающих и птиц (первых в большей мере привлекает запах, тогда как пернатые предпочитают плоды без сильно выраженного аромата, но яркой окраски — например, рябину). Животные переваривают съеденные плоды, но сами семена проходят через кишечник неповрежденными (у некоторых растений они не прорастают без прохождения через пищеварительный тракт птиц, поскольку в процессе пищеварения их покровы становятся более мягкими; семена многих злаков, побывав в пищеварительной системе копытных, даже лучше всходят). Выходя вместе с экскрементами, зачатки не только преодолевают некоторое расстояние, но и попадают в плодородную почву. К тому же помет является своеобразным удобрением для семени, и таким образом служит подспорьем для его прорастания. Процесс переноса семян через поедание их животными называется эндозоохорией. Их перенос птицами носит название орнитохория.
  3. Еще одной разновидностью зоохории является синзоохория — перемещение плодов и семян в виде запаса пищи или гнездового материала. Явление синзоохории частично пересекается и с орнитохорией. Многие грызуны (белки, бурундуки, хомяки, мыши) и некоторые птицы (сойки, кедровки) делают запасы пищи на зиму. Так запасаются орехи, желуди. Часто эти запасы могут остаться нетронутыми по причине забывчивости владельца, его гибели или других обстоятельств. Будучи перенесенными в новое место, эти плоды со временем могут прорасти. Птицы переносят диаспоры при постройке гнезд.

Особым видом синзоохории считается мирмекохория — распространение семян, плодов, спор муравьями. Эти насекомые интенсивно переносят и заготавливают зачатки, иногда теряя их или оставляя запасы нетронутыми, подобно грызунам. Но природа выработала и другой механизм взаимодействия растительного мира и муравьев.

Многие растения (к примеру, представители семейств молочайных, лилейных, губоцветных) развивают на семенах специальные придатки, насыщенные маслом — элайосомы, которые привлекают муравьев. Насекомые уносят семя в муравейник, придаток служит им пищей, а семя, перенесенное на некоторое расстояние и оставшееся неповрежденным, выбрасывается. Есть растения, семена которых разносятся исключительно муравьями.

Существуют данные и наблюдения об участии в процессе распространения диаспор пресмыкающихся (заурохория), рыб (ихтиохория), насекомых (энтомохория) и даже дождевых червей, которые разносят мелкие семена орхидных.

Антропохория — распространение семян человеком.

  • преднамеренная — специальное транспортирование и посев семян культурных растений;
  • непреднамеренная — происходит без умысла в результате деятельности человека.

Преднамеренная антропохория не рассматривается диаспорологией. Главными формами непреднамеренной антропохории являются:

  1. Агестохория — распространение семян с помощью транспортных средств. Характерная особенность — перемещение на дальние расстояния. Многие виды попали на другие континенты, где раньше не произрастали: к примеру, из Северной Америки в Евразию был завезен такой сорняк, как амброзия полыннолистая. Из Европы в Америку попали подорожник, овсюг, бодяк. Посредством железнодорожного и автомобильного транспорта диаспоры мигрируют и внутри материков.
  2. Эрагазиохория — попадание семян в почву во время работы почвообрабатывающих и уборочных машин. Способствует распространению сорняков и сенокосных растений.
  3. Спейрохория — распространение зачатков сорных растений из-за их высева вместе с семенами культивируемых растений. Ряд сорняков даже приспособился к такому способу рассеивания и выработал для этого соответствующие механизмы: их семена похожи с посевным материалом культуры, которую они засоряют, к тому же созревают они в одни сроки. Внешний вид растений также становится подобным. Таким образом, у сельскохозяйственных культур (пшеницы, льна, гречихи и т. д.) появились засорители, адаптированные под них. Однако такая специализация ограничивает возможности расселения вида в других условиях.

Деятельность человека, особенно ведение интенсивного сельского хозяйства, оказывает чрезвычайное влияние на распространение растительных зачатков в природе.

Особенности саморазбрасывания

Автохория — распространение семян и плодов силами самого растения, без влияния внешних факторов.

Классификация форм автохории:

  1. Барохория — самостоятельное опадание созревших семян и плодов под действием силы тяжести. Иногда ее не относят к автохории, а выделяют как отдельный тип диссеминации. Барохория чаще всего присуща видам с односемянными нераскрывающимися плодами. Этот способ считается малоэффективным, так как упавшие плоды находятся в непосредственной близости с родительским растением. Однако в связи с этим барохоры выработали некоторые механизмы, помогающие их зачаткам выживать (к примеру, сорнополевые растения продуцируют большое количество жизнестойких семян, которые к тому же отличаются длительным периодом прорастания). Также растения для диссеминации используют не только барохорию, но и другие способы. Барахория характерна для деревьев (каштан, дуб), у которых сочетается с синзоохорией и гидрохорией, и травянистых растений, особенно сорняков и злаков, у которых она сопровождается также мирмекохорией и анемохорией.
  2. Механохория (автомеханохория) — разбрасывание семян из лопнувшего плода. Их разброс обеспечивается за счет появления напряжения в тканях околоплодника при его высыхании. При этом рассеивание происходит на незначительное расстояние. Такой способ характерный для плодов стручка, боба (бобовые). Плод в виде коробочки (мак) адаптирован для саморазбрасывания — устроен таким образом, чтобы рассеивать семена при покачивании ветром. Механохория характерна и для сочных плодов (недотроги, бешеного огурца). Выталкивание семян осуществляется за счет набухания определенной клеточной прослойки и создания давления внутри плода. Часто механохория сочетается с мирмекохорией. Диаспоры некоторых растений (представителей бобовых, ворсянковых, злаковых) обеспечены щетинками, способными впитывать влагу. При определенных погодных условиях они высыхают или набухают, в результате чего диаспоры могут самостоятельно передвинуться на некоторое расстояние.
  3. Геокарпия — необычный способ распространения плодов, который осуществляется через внедрение завязи в землю. Это становится возможным благодаря геотропическим движениям плодоножки. У арахиса развивается специальный орган — гинофор, который растет и внедряет завязь в почву. Созревание плодов происходит в грунте. Геокарпия характерна для некоторых видов фиалок и фикусов.

Как распространяются при помощи воды

Гидрохория — распространение плодов и семян посредством воды.

Это довольно стабильный метод, поскольку размещение водных объектов, направления течений, как речных, так и морских, долгое время остаются неизменными. Гидрохория может быть:

  • адаптивная или регулярная — растения специализируют свои плоды для распространения водными путями (гидрофиты, прибрежная флора);
  • факультативная или случайная — совершается при помощи потоков дождевой и талой воды (распространяются семена и плоды растений, не приспособленных к гидрохории).

Диаспоры гидрохорных растений отличаются приспособлениями, обеспечивающими:

  • несмачиваемость, защиту от воды (восковой слой, присутствие в оболочке маслянистых веществ, густое опушение);
  • большую плавучесть (воздухоносные слои, воздушные пузыри).

У пресноводных гидрохор плоды отличаются небольшими размерами. К такому типу относятся ольха, осока, кувшинка. Пресноводные гидрохоры расселяются вниз по течению рек. Морские течения разносят плоды на более дальние расстояния, но при очень долгих перемещениях семена теряют всхожесть. Чаще такой способ содействует расселению гидрохорных растений в прибережной зоне и на близких островах (например, распространение кокосовых орехов).

Существует еще один специфичный метод распространения диаспор. Это баллистохория — распространение семян в процессе раскачивания растения, которое осуществляется при помощи разных внешних факторов. Отличия баллистохории от других способов диссеминации:

  • распространение семян обеспечивается не специфическими приспособлениями диаспор, а строением вегетативных органов растения;
  • раскачивание растения может осуществляться животными, ветром или водой, в особенности дождем, транспортом.

Баллистохория характерна для колокольчиковых, зонтичных, гвоздичных, губоцветных. У многих растений она сочетается с анемохорией. Баллистохория позволяет рассеивать семена на небольшие расстояния, поэтому считается малоэффективной.

ГЛАВА 9. ФОРМИРОВАНИЕ, СТРОЕНИЕ, ТИПЫ СЕМЯН И ПЛОДОВ

9.3. Распространение плодов и семян

Многие растения являются монокарпиками, в онтогенезе они образуют плоды и семена один раз и после этого погибают. К ним относятся все однолетние, а также двулетние растения, дающие плоды и семена единожды только на второй год. Монокарпиками являются и некоторые многолетние тропические растения. Например, агава американская может жить до 100 лет и отмирает после цветения и образования плодов.

Растения, многократно образующие в течение онтогенеза плоды и семена, относятся к поликарпикам. В эту группу входят древесные и большинство многолетних травянистых растений.

Значение плодов не ограничивается их ролью в жизни растений. Для многих групп животных плоды составляют основу пищи, а ряд морфофизиологических признаков как животных, так и поедаемых ими плодов является результатом длительной совместной эволюции. Плоды растений в значительной степени определяют характер трофических связей в биоценозе.

Рис. 217. Распространение семян (А—В) и плодов (Г—Е) у различных представителей покрытосеменных растений: А—активное выбрасывание семян из ягодообразного плода бешеного огурца (Ecballium elaterium); Б—активное выбрасывание семян из коробочки недотроги обыкновенной (Impatiens noli-tangere); В—анемохорные семена с летучками у иван- чая обыкновенного (Chamaenerion angustifolium); Г—анемохорный крыловидный орешек березы повислой (Betula pendula); Д—зоохорная семянка с прицепками череды трехраздельной (Bidens tripartita); Е—анемохорные семянки с летучками одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale)


Плоды гидрохоров (от греч. hydro — вода и choreo — распространение) имеют приспособления, которые защищают семена и плоды от смачивания и придают им плавучесть. У них обычно присутствуют воздухоносные полости, пояски опробковевшей ткани и др. Наиболее известным тропическим гидрохором является кокосовая пальма, заселившая тропические побережья всех океанов. Гидрохорами являются и большинство водных и прибрежноводных растений нашей флоры — частуха подорожниковая, вех ядовитый, роголистник, рдест и многие другие. Кроме воды различных водоемов, в распространении плодов и семян участвует также дождевая вода. Она особенно важна для растений, растущих на склонах гор и холмов.

Распространение плодов и семян с помощью животных называется зоохорией (от греч. zoon — животное и choreo — распространение). Сочные ярко окрашенные плоды привлекают млекопитающих и птиц и поедаются ими. Содержащиеся в них семена проходят неповрежденными через пищеварительный тракт или отрыгиваются животными далеко от того места, где были поглощены. Разнообразие окраски, вкуса и аромата плодов, делающее их привлекательными, — явное свидетельство коэволюции растений и животных. Распространению плодов и семян способствуют также разнообразные придатки в виде крючков, шипиков (череда, репешок, подмаренник, чернокорень и др.), слизистые клейкие наружные покровы (виды подорожников, линнея северная). Наиболее активными разносчиками семян являются птицы (орнитохория) и насекомые, в частности муравьи (мирмекохория), млекопитающие.

Антропохория (от греч. antropos — человек и choreo — распространение) — распространение, связанное с деятельностью человека. Развитие транспортных путей, в том числе и трансконтинентальных, в немалой степени способствовало перемещению растений на значительные расстояния. Так в Европу попали элодея, бодяк, на американский континент — подорожник. Антропохорами являются все сорные растения. Близки к антропохорам и культурные растения, которые интродуцируются и возделываются на огромных площадях всех материков.

Таким образом, огромное разнообразие способов диссеминации отражает многообразие приспособительных признаков и свойств растений, что позволило им занимать разные экологические ниши.

9.4. Прорастание семян. Формирование проростка

После образования семена впадают в состояние покоя. Покой семян может быть вынужденным и органическим. При вынужденном покое семена не прорастают, так как для этого процесса отсутствуют подходящие условия окружающей среды (определенная влажность почвы, температура, газовый состав атмосферы, кислотность почвы).

Семенам подавляющего большинства дикорастущих и многих культурных растений свойственно состояние органического покоя. Такие семена даже при благоприятных для прорастания условиях не способны прорастать или обладают пониженной всхожестью. Способность семян находиться определенное время в состоянии органического покоя — это приспособительный механизм для поддержания жизни видов. Органический покой способствует сохранению семян в почве при неблагоприятных для развития условиях, а также их накоплению в почве (формированию банка семян). Продолжительность органического покоя семян у различных видов неодинакова и может продолжаться 1—2 года и даже более длительный период.

При наличии влаги, оптимальной температуры и хорошей аэрации семя выходит из состояния покоя и прорастает. Особенно легко это происходит у семян однолетних растений. Для прорастания других семян и нормального развития проростка обязательна холодная стратификация — длительное нахождение семян при пониженной температуре, во влажной среде, в условиях достаточной аэрации. Так прорастают, например, семена косточковых и семечковых культур, многих древесных растений, женьшеня. Существует также группа твердосемянных растений, семена которых прорастают только после скарификации — нарушения целостности семенной кожуры. В природе это происходит под влиянием резкого перепада температур или при перекатывании семян водой по каменистому руслу; в искусственных условиях семена перетирают с песком, ошпаривают кипятком, надрезают оболочку семени (некоторые виды люпина).

Поглощая воду, семя сильно набухает, происходит активизация существующих и синтез новых ферментов, способствующих гидролизу питательных веществ. Все это создает предпосылки для развития зародыша и формирования проростка.

Проросток — это молодое растение с первой парой настоящих листьев, для которого характерны определенный тип питания и дыхания.

На ранних стадиях прорастания дыхание может быть полностью анаэробным, но как только семенная кожура лопается, оно становится аэробным и требует доступа кислорода. Если почва перенасыщена водой, количество кислорода может оказаться недостаточным для такого дыхания и прорастание окажется невозможным.

Хотя многие семена прорастают в довольно широком диапазоне температур, обычно существуют верхний и нижний пределы, специфичные для вида. Минимум для многих растений соответствует 0—5 °С, максимум — 45—48 °С, а оптимум — 25—30 °С.

Как правило, первым трогается в рост зародышевый корень. Он прорывает покров семени в области семявхода и проникает в почву, обеспечивая поступление в растение воды и минеральных солей. Позднее появляется побег. Характер прорастания семян определяет морфологию проростка. Так, у двудольных различают надземный (эпигеальный) и подземный (гипогеальный) тип прорастания. У фасоли, люпина, томата, огурца и др. после появления корня гипокотиль, или подсемядольное колено (участок стебля от корневой шейки до семядольных листьев), удлиняется и петлеобразно сгибается. В результате нежная верхушка побега не проталкивается через почву, а вытягивается из нее, избегая повреждений. Когда изогнутый гипокотиль достигает поверхности почвы, он выпрямляется и выносит семядоли над землей, почему и прорастание называется надземным, или эпигейным (рис. 218). Семядоли, которые в семени были сомкнуты, разворачиваются и заключенная между ними почечка превращается в побег с настоящими зелеными листьями.

Рис. 218. Надземное прорастание семян: А—у фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris); Б—подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus): 1—кожура семени; 2— гипокотиль; 3—главный корень; 4—боковые корни; 5—семядоли; 6—эпикотиль; 7—первые настоящие листья


Запас питательных веществ, накопленный в семядолях, постепенно истощается, они становятся менее массивными, зеленеют и некоторое время выполняют функцию типичных листьев. Со временем они опадают, а проросток становится независимым фотосинтезирующим автотрофным организмом. У некоторых растений семядольные листья выполняют гормональную функцию, регулируя репродуктивную деятельность растений. Раннее повреждение или удаление семядолей может снизить плодоношение или приводит к полному бесплодию растения.

Подземное, или гипогейное, прорастание связано с активным ростом эпикотиля. Эпикотиль (надсемядольное колено) — это участок стебля, расположенный между семядолями и первым настоящим листом. Он удлиняется, образуя петельку, и выносит почечку на поверхность. Первые два листочка на стебле обычно недоразвиты, выше располагаются типичные листья растения. Поскольку гипокотиль не растет, семядоли остаются в почве, где со временем и разрушаются. Такой тип прорастания наблюдается у гороха, конских бобов, нута, чечевицы, дуба (рис. 219).

Рис. 219. Подземное прорастание семян: А—у гороха посевного (Pisum sativum); Б—дуба черешчатого (Quercus robur): 1—кожура семени; 2—гипокотиль; 3—главный корень; 4—боковые корни; 5—семядоли; 6—плод желудь; 7—эпикотиль; 8—настоящие листья


Рис. 220. Формирование проростков злаков: А—у пшеницы мягкой (Triticum aestivum); Б—ячменя обыкновенного (Hordeum vulgare); В—кукурузы обыкновенной (Zea mays): 1—голая зерновка; 2—зерновка, покрытая цветочными пленками (пленчатая); 3—оболочка зерновки; 4—первичные зародышевые корешки; 5—главный корень; 6— колеориза; 7—колеоптиль; 8—появляющиеся настоящие листья


У голых зерновок колеоптиль сразу же растет вверх. У пленчатых злаков — ячменя и овса колеоптиль вначале растет под пленками вдоль зерновки, а потом выходит наружу с противоположной стороны. После появления на поверхности почвы верхушка колеоптиля вскоре разрывается (на 5—7-й день) и появляется первый настоящий лист.

Период от прорастания семени до превращения проростка в самостоятельный организм является самым критическим в онтогенезе растений, в это время он наиболее чувствителен к различным биотическим и абиотическим факторам среды.

Биологическая библиотека - материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Читайте также: