Образование плодов без опыления
Обновлено: 05.10.2024
✔ Партенокарпия (греч. parthenos karpos - девственный плод) – образование плодов без опыления. Такие растения дают плоды без семян и/или семена без зародышей. Не все плоды полностью лишены семян, к счастью), а то как бы мы их семена получили?
Самоопыляемые растения встречаются намного чаще. Они имеют пестик и тычинки, процесс оплодотворения происходит обычным путем, при попадании пыльцы на рыльце пестика. Иногда даже еще до открытия цветка🌸. В этом случае, перекрестное опыление возможно, но требует некоторых усилий - кисточкой🖌 поработать или цветки соседних растений друг об друга потереть🌸🌼)
✔С точки зрения эволюции партенокарпия - тупиковая история. По большому счету - это вариант стерильности. Да и самоопыление значительно сокращает генетическое разнообразие вида, но, тем не менее, в природе встречается, как вынужденное приспособление к определенным условиям выживания.
✔А вот с точки зрения агрономии – растения, не нуждающиеся в опылении, стали настоящим прорывом🚀.
Это позволило тепличным хозяйствам функционировать круглогодично.
И, согласитесь, виноград🍇, апельсины🍊 а, тем более арбузы🍉 без семян намного привлекательнее.
Что касается огурцов🥒, то когда-то, партенокарпические гибриды считались чисто салатными🥗, но наука не стоит на месте, и сейчас никаких ограничений нет – и в салате, и в маринаде, и в рассоле современные гибриды прекрасны😋.
Жаль, только, что практически нет возможности собрать семена от понравившихся партенокарпических растений🙄…
❓ Зачем нам все это знать и какой вывод можно сделать из всего вышесказанного?
Принадлежит ли гибрид к партенокарпическим, или самоопыляемым имеет значение для коллекционеров.
А вот обычному огороднику, который каждый год покупает семена для посадки, разницы, по большому счету, никакой.
01.12.2017
Завершающий этап развития большинства растений - это образование плодов, которые появляются, как правило, после оплодотворения генеративного органа (опыления цветка). Но иногда у некоторых культур можно наблюдать развитие плодов в результате партенокарпии (или апомиксиса).
Явление партенокарпии (греч. parthenos karpos - девственный плод) заключается в образовании плодов без опыления и часто встречается у многих культурных растений, главным образом у плодовых, цитрусовых и некоторых овощных культур (яблоня, груша, хурма, мандарин, апельсин, инжир, ананас, виноград, актинидия, крыжовник, банан, томат, огурцы, арбуз и др.). Плоды, образовавшиеся в результате партенокарпии, оличаются либо полным отсутствием самих семян, либо отсутствием в этих семенах зародышей.
Известный немецкий ботаник Карл Фридрих фон Гертнер в 1788 году впервые дал описание партенокарпии как девственного (без опыления) образования бессеменных плодов у некоторых плодовых культур. В 1883 году швейцарский ученый Герман Мюллер (Тургау) открыл и описал это явление у винограда. А в 1890 году свои наблюдения партенокарпии у растений огурца обнародовал ведущий ботаник и агроном Америки Эдвард Льюис Стертевант. Название партенокарпия для подобного вида плодообразования было предложено в 1902 году немецким профессором ботаники Фрицем Ноллом.
Партенокарпия может быть как естественной, так и искусственной. Естественнная партенокарпия происходит без какого-либо постороннего вмешательства, посредством исключительно генетических особенностей. В природе встречается более 100 видов растений, которым свойственна партенокарпия.
Различают два вида естественной партенокарпии: вегетативную (или автономную) и стимулятивную (индуцированную). В первом случае процесс опыления полностью отсутствует, во втором причиной образования плода служит раздражение рыльца цветка своей или чужой пыльцой. Например, появление плодов на груше может быть вызвано попаданием на рыльца цветков пыльцы яблони, а пыльца томатов способствует партенокарпическому плодообразованию у баклажан.
В агрономической практике часто применяют искуственную партенокарпию, для чего в начальной фазе цветения культур используют действие раздражителей (механическое, химическое, тепловое). Один из распаространенных способов - опрыскивание растений растворами биологически активных веществ.
С точки зрения эволюции партенокарпия - это регрессивное явление, так как представляет собой один из типов стерильности. Отличительная особенность таких растений - возможность их размножения исключительно вегетативным способом. Но хозяйственное значение партенокарпии довольно велико. Культивирование растений, для которых характерна эта особенность, позволяет выращивать бескосточковые арбузы, виноград, хурму, цитрусовые и другие плодово - ягодные культуры. К тому же, возможность обходиться без опыления при выращивании партенокарпических овощей и фруктов просто необходима в условиях использования теплиц, парников и других закрытых помещений, где нет опыляющих насекомых, особенно в условиях северных широт.
Одним из примеров подобной гибридизации являются огурцы. Самый первый регион разведения пантеокарпических огурцов - юго-восточная территория Китая, откуда они были завезены в Японию и Индию. В XVIII веке благодаря английским колонизаторам эти сорта огурцов из Индии попали на Британские острова, где уже в начале ХIХ столетия они стали повсеместно культивироваться в теплицах, а затем распространились на Европейской территории и, в конце ХIХ века, на территории Америки.
Интересны также бескосточковые арбузы. Впервые такие плоды были получены селекционерами Японии. Затем бессеменные сорта арбузов приобрели широкую популярность в США, Израиле, Болгарии, России. Из гибридных бескосточковых арбузов пользуются спросом такие сорта как: Сорбет F1 (Италия), Бостон F1 (Голландия), Ортал F1 (Израиль), Продюсер (США) и др. Интересны также бессеменные гибриды с желтой мякотью (Голден Тайгер F1, Лунный F1, Стаболит F1).
Очень необходима парнтенокарпия для плодоношения тех культур, у которых созревание мужских и женских цветков происходит неодновременно. Таким примером могут служить цитрусовые. В этих случаях подобная мутация (партенокарпия) поможет получить полноценный урожай бессеменных плодов без естественного опыления, путем искусственного нанесения пыльцы.
Сегодня гибридные сорта пантеокарпических овощей выращивают и в тепличных условиях, и в открытом грунте. По сравнению с опыляемыми формами они обладают рядом преимуществ. Отличаются быстрым ростом и формированием завязи при длительном и непрерывном плодоношении, в результате чего дают стабильные высокие урожаи. Обладают высокими показателями лежкости при хранении и транспортировке.
В агрономии партенокарпия часто используется при выведении новых сортов, так как она способствует повышению плодообразования и урожайности культур, улучшению вкусовых качеств плодов (мясистость, сочность и пр.), а также усиливает сопротивляемость растений различным заболеваниям и вредителям и устойчивость к неблагоприятным климатическим факторам.
Опыление и оплодотворение растений. Половое размножение
Половое размножение характерно для большинства растений, за исключением некоторых водорослей.
Опыление — это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают перекрестное опыление и самоопыление (рис.1).
Рис.1 Виды опыления цветковых растений
При самоопылении происходит перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика в пределах одного и того же цветка.
В природе самоопыление происходит редко, зачастую еще в бутонах, до раскрытия цветка (пшеница, горох, фасоль, фиалка, томат). Главное преимущество самоопыления — оно не зависит от погодных условий и насекомых, поэтому осуществляется при любых условиях. Не все обоеполые цветки являются самоопыляющимися. Большинство растений дают полноценные семена только при перекрестном опылении.
Опыление, при котором пыльца тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого, называют перекрестным. Перекрестное опыление осуществляется насекомыми и ветром. Реже — птицами, летучими мышами и водой.
Строение цветков насекомоопыляемых растений разнообразно (вишня, слива, яблоня, сирень, роза и многие другие). Они имеют ярко окрашенный или белый венчик и сильный запах. Цветки крупные или собраны в соцветия.
Запах цветков и их яркая окраска привлекают насекомых. Пчелы, шмели, мухи, бабочки, жуки и муравьи питаются пыльцой и нектаром цветка. Нектарники, расположенные в глубине цветка, выделяют нектар до тех пор, пока цветок не завянет. Тело насекомого, пытающегося добраться до нектарников, обильно покрывается пыльцой. Перелетая с одного цветка на другой в поисках пищи, они переносят прилипшую к их телу пыльцу с тычинок одних цветков на рыльца пестиков других.
Опыление ветром возникло в процессе эволюции как приспособление к неблагоприятным условиям. Надежда на немногочисленных тогда мух, бабочек, пчел и других насекомых была слабой. Позже насекомых стало больше. Но наряду с насекомоопыляемыми растениями, существуют опыляемые ветром. Это многие злаковые травы лугов, степей и саванн, обитатели леса (береза, ольха, осина, дуб, орешник), пустынь и полупустынь (полыни, солянки) (рис.2).
У ветроопыляемых растений бывает очень много пыльцы. Она легкая, сухая и мелкая. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению ветра. Перистые рыльца пестиков приспособлены к улавливанию пыльцы. Тычиночные нити длинные и свисающие. Раскачиваясь на ветру, они распыляют зрелую пыльцу.
Большинство ветроопыляемых растений цветет до распускания листьев, что облегчает опыление. Но оно зачастую зависит от погоды. В облачные, дождливые дни осадки смывают пыльцу и тем самым снижают урожай.
Искусственное опыление осуществляет человек, перенося пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Такое опыление требует больших затрат времени и трудно осуществимо на больших площадях. Чаще всего к нему прибегают при выведении новых сортов.
Оплодотворение (рис.2) происходит после опыления.Пыльца, или пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, выделяющего липкую жидкость, прорастает, образуя длинную, тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка, постепенно удлиняясь, продвигается по столбику рыльца по направлению к завязи (нижняя, важнейшая часть пестика). В завязи образуются семязачатки (семяпочки). Снаружи они защищены покровами, а внутри находится зародышевый мешок, состоящий из нескольких клеток.
Рис.2 Процесс двойного оплодотворения
Одна из клеток в зародышевом мешке — яйцеклетка, это женская половая клетка (женская гамета). Другая — крупная центральная клетка.
В пыльцевой трубке находятся две маленькие мужские половые клетки (мужские гаметы) — спермии. Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка и врастает в него, один спермий сливается с яйцеклеткой. Слияние двух половых клеток (гамет) называется оплодотворением. Из оплодотворенной яйцеклетки впоследствии разовьется зародыш растения. Второй спермий сливается с крупной центральной клеткой. Из нее образуется ткань эндосперм. В клетках этой ткани накапливаются питательные вещества для развития зародыша. Покровы семязачатка превращаются в семенную кожуру. Таким образом два одинаковых спермия сливаются с двумя разными женскими гаметами. Происходит двойное оплодотворение (открыл у лилейных русский ученый в 1898 г. Г.Навашин). После оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется плод.
Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика. Бывает самоопыление — внутри закрытого цветка (горох, пшеница) и перекрестное: насекомыми — цветки яркие, с запахом (яблоня, сирень, роза); ветром — цветки без околоцветника, распускаются до появления листьев, много мелкой легкой пыльцы (береза, дуб, полынь). Искусственное опыление проводит человек. После опыления происходит оплодотворение — процесс слияние мужских и женских половых клеток — гамет. Двойное оплодотворение — два спермия из пыльцы, достигнув завязи пестика по пыльцевой трубке, оплодотворяют две женские гаметы. При слиянии яйцеклетки и спермия образуется зародыш. При слиянии второго спермия и центральной клетки образуется эндосперм (запас питательных веществ). Из покровов семязачатка образуется кожура семени, а из стенки завязи пестика — плод.
Партенокарпия - образование (бессеменных) плодов растений без оплодотворения. Партенокарпические плоды часто обладают лучшими гастрономическим и качествами, и более удобны для технологической обработки.
Партенокарпия (от греч. parthénos — девственница и karpós — плод) , образование на растении плодов без оплодотворения. Такие плоды обычно бессеменные или содержат семена без зародышей. П. известна у многих культурных растений: винограда, яблони, груши, тыквы, огурца, томата, мандарина, банана и многих др. В ряде случаев П. — прочно закрепленный сортовой признак (сорта винограда с ягодами без семян) . Растения, образующие только бессеменные плоды, могут размножаться лишь вегетативным путём (отводками, черенками, почками и т. п.) . Различают П. вегетативную (или автономную) и стимулятивную. В первом случае плоды образуются без опыления; во втором — для образования плода требуется раздражение рыльца чужеродной пыльцой. Так, пыльца некоторых сортов яблони способна вызвать П. у некоторых сортов груши, пыльца картофеля — у томата, пыльца томата — у баклажана и т. д. Иногда П. вызывают механическими, химическими, тепловыми раздражениями рылец цветков. Искусственно вызываемая П. приобрела хозяйственное значение в культуре томатов и огурцов. Разработаны методы опрыскивания растений слабыми растворами некоторых химических веществ, стимулирующих обильное образование бессеменных плодов, отличающихся мясистостью, сочностью и хорошими вкусовыми качествами
Елена, здравствуйте! Тогда апомиксис - это бесполое оплодтворение, НО с СЕМЕНАМИ?
Следователно, ПАРТЕНОКАРПИЯ и АПОМИКСИС - разные понятия?
АПОМИКСИС - (от апо. и греч. mixis — смешение), размножение организмов, не сопровождающееся половым процессом. В более узком понимании А.— вторично бесполое размножение, при к-ром зародыш развивается без оплодотворения вследствие нарушения предшествующих этапов полового размножения. В зависимости от того, даёт ли начало новому организму половая (яйцевая) или вегетативная клетка, различают две осн. формы А.— партеногенез и апогамию.
Если апомиксис - разновидность партеногенеза (организм развивается из половой клетки), то апомиксис - форма ПОЛОВОГО размножения. Если речь о апогамии (развитие из вегететивной клетки), то апомиксис - форма бесполого размножения.
В любом случае при апомиксисе образуются семена без оплодотворения.
ПАРТЕНОКАРПИЯ и АПОМИКСИС - разные понятия. Партенокарпия - речь идет о развитии плода (точнее околоплодника, семена не развиваются).
Апомиксис - речь идет о развитии зародыша (семя и плод тут не рассматриваются, хотя подразумевается, что они образуются)
Аааа. вы о растениях? А то чуть не написала-"что за бред". Вообще-то есть растения двуполые, но они по-моему сами себя тоже оплодотворяют. Точно не знаю, но мне кажется что без оплодотворения ничего не может быть.
А я как раз хотела дать ответ про партеногенез у животных.. . Но принцип-то один и тот же!
Существует несколько классификаций партеногенетического размножения.
По способу размножения
Естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе.
Искусственный — вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.
По полноте протекания
Рудиментарный (зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или случайный партеногенез) .
Полный — развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторых позвоночных.
По наличию мейоза в цикле развития
Амейотический — развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клонального размножения.
Мейотический — яйцеклетки проделывают мейоз (при этом они становятся гаплоидными) . Новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки (самцы перепончатокрылых насекомых и коловраток) , или яйцеклетка тем или иным способом восстанавливает диплоидность (например, путём эндомитоза или слияния с полярным тельцем)
По наличию других форм размножения в цикле развития
Облигатный — когда он является единственным способом размножения
Циклический — партеногенез закономерно чередуется с другими способами разножения в жизненном цикле (например, у дафний и коловраток) .
Факультативный — встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в норме двуполых.
В зависимости от пола организма
Гиногенез — партеногенез самок
Андрогенез — партеногенез самцов
У каких животных встречается: у членистоногих способность к партеногенезу имеют тихоходки, тля, балянус, некоторые муравьи (Mycocepurus smithii) и многие другие.
У позвоночных:
Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом комодские вараны. Партеногенетические популяции также найдены и у некоторые видов рыб, земноводных, птиц. Случаи однополого размножения в природе пока не известны только среди млекопитающих.
Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что овогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца) , содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион.
Партеногенез у позвоночных можно вызвать искусственно. Так, в 2002 году научному коллективу под руководством J.Cibelli с помощью искусственного партеногенеза удалось получить несколько зародышей макак, а в 2004 году в Японии создали мышь без участия самца. Эта мышь, по имени Кагуя, нормально развивалась, принесла потомство традиционным способом, и прожила на 30 процентов дольше обычных мышей, рожденных с помощью отца.
У растений
Аналогичный процесс у растений называется апомиксис. Апомиксис широко встречается у розоцветных, сложноцветных и многих других групп растений, в том числе у некоторых сортов свеклы, хлопчатника, льна, табака и ряда других сельскохозяйственных культур. Апомиктическое образование семян может рассматриваться как форма бесполого размножения, поскольку все члены апомиктического клона обладают идентичными генотипами с полностью закрепленными признаками материнского растения. В тех случаях, когда зародыш развивается из гаплоидных клеток, при апомиксисе образуются гаплоидные потомки. Такие формы имеют большое значение в селекции.
Интересный факт
Партеногенез может быть вызван искусственно радиоактивным облучением у млекопитающих
Татьяна,здравствуйте! Ну, материала на целый доклад!
Жаль, что мало информации на интересующий меня вопрос о данном явлении в растительном мире.
СПАСИБО!
конечно есть, вы вот огурчики зимой покупаете? ну как семена есть? правильно, нет. откуда ж им взяться - никто их не опылял, а сотр сам себе плоды формирует.
Читайте также: