Размножение и расселение растений

Обновлено: 05.10.2024

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Семя, наверное, самый маленький орган растения, но именно ради образования семени растения цветут и образуют плоды. Из маленького семени вырастают могучие дубы и яркие астры, вкусные арбузы и горькая полынь. Насколько разнообразны растения на Земле, настолько же многообразны и их семена. Однако общий план строения и функции, которые семена выполняют, у всех видов одинаковы.

Семена цветковых растений

Среди семенных растений цветковые растения – наиболее развитые и сложные по строению и размножению представители царства растений. Они размножаются семенами и расселяются по Земле с помощью семян. С семени цветковое растение начинает свою жизнь.

Попав в благоприятные условия, семя прорастает. При этом из семени вначале появляется корень, затем маленький побег. Такое молодое растеньице называют проростком. Спустя некоторое время у него развиваются облиственные побеги, а позже цветки, плоды и семена. Иначе говоря, из семени вырастает новое растение, очень похожее на материнское. Семя считают органом полового размножения растения.

Семя – орган полового размножения и расселения растений.


Снаружи у семян имеется плотный покров – кожура. Главная функция семенной кожуры – защита семени от повреждений, высыхания, проникновения болезнетворных организмов и от преждевременного прорастания.

У одних растений семенная кожура плотная, но тонкая, у других она деревянистая, толстая и очень твердая (у сливы, миндаля, винограда и др.).

На кожуре есть рубчик – след от места прикрепления семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится маленькое отверстие – семявход. Через семявход внутрь семени проникает вода, после чего семя набухает и прорастает.

Кожуру трудно снять с сухого семени. Но когда оно наберет через семявход воду и набухнет, кожура лопнет, ее легко снять, и тогда обнаружится внутреннее строение семени. Внутри семени под кожурой находится зародыш – маленькое новое растение.


Эндосперм – запасающая ткань семени.

Эндосперм представлен крупными клетками, целиком заполненными питательными веществами в виде крахмала, белков и различных масел. Все эти вещества служат зародышу первым источником питания при прорастании семени.

Зародыш нового растения в семени имеет две хорошо различимые части: зародышевый побег и зародышевый корень.

Зародышевый побег представлен зародышевым стеблем, семядолями (первые листья) и зародышевой почкой. Например, у фасоли, тыквы, яблони и огурца в зародыше всегда имеются две крупные мясистые семядоли, а у пшеницы, кукурузы, тюльпана и ландыша – только одна семядоля.

Цветковые растения, имеющие зародыш семени с одной семядолей, называют однодольными , а с двумя – двудольными .

Семена однодольных и двудольных растений, получив через семявход воду, набухают и прорастают. При этом через разрывы кожуры из семени выходит сначала зародышевый корень. Он быстро растет вниз, опережая рост других органов зародыша, и закрепляет молодое растеньице в почве. Затем начинает расти вверх зародышевый побег. Его стеблевая часть удлиняется и выносит вверх семядоли и верхушечную почку. Из нее затем развивается надземный побег с настоящими зелеными листьями. При прорастании семени появляется молодое растеньице – проросток. От воды набухают все семена – и живые, и неживые, потерявшие всхожесть.

Проросток вырастает только из семян с живым зародышем.

Проросток любого семенного растения состоит из главного корня и главного побега. Их называют главными потому, что они развились из зародышевого корешка и зародышевого побега.

Позднее главный корень ветвится. Совокупность всех корней растения называют корневой системой (система – целое, состоящее из взаимосвязанных частей).

Аудиофрагмент "Семя" (1:42)

Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)

Семена имеют кожуру, зародыш и многие – эндосперм. Зародыш состоит из зародышевого корня и зародышевого побега-стебля с двумя семядолями и верхушечной почкой (у двудольных) или с одной семядолей и верхушечной почкой (у однодольных). При поступлении воды в живое семя оно набухает и прорастает. Тело проростка состоит из главного корня и главного побега.

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.

Тема: Размножение и расселение растений - способы, варианты, методы, виды

Растения — переселенцы! Но разве растения передвигаются с места на место, разве появляется главным отличием растительного мира от животного то, что животные свободно передвигаются, а растения всегда остаются на одном и том же месте?

Ничего подобного! Имеется множество растений, которые почти всю жизнь проводят в движении и только на время размножения прекращают свое движение; другие растения, наоборот, всю свою жизнь остаются на месте, а в период размножения образуют подвижные живчики-сперматозоиды. В луже с водой мы легко найдем микроскопические растеньица — водоросль хламидомонаду, имеющую внутри хроматофор, окрашенный в ярко-зеленый цвет, и красный глазок, а снаружи два длинных жгута, с помощью которых она и передвигается. Немало есть и других низших растений, обладающих движением. Особенно замечательны в этом отношении так называемые слизистые грибы, или миксомицеты.

Каждый слизистый гриб представляет скопление голой протоплазмы со множеством ядер; при прорастании спор образуются амебы, т. е. одноядерные участки протоплазмы, которые и двигаются различными способами. Замечательную картину представляет передвижение этих бесформенных амеб, которые выпускают отростки — псевдоподии и налезают друг на друга, образуя возвышения в виде колонок.

Обладая в большей мере способностью перемещаться, эти растения имеют перевес над другими в той борьбе за существование, которая известна нам со времен Дарвина и которая с помощью естественного отбора приводила к образованию новых, более совершенных форм и обусловливает весь процесс эволюции.

Посмотрим теперь, какими способами растения продвигаются на новые места, занимая все новые и новые территории и не давая возможности другим растениям развиваться на спорной территории.

Способы расселения растений

Интересны случаи, когда растение расселяется с помощью клубневидных почек, образующихся в пазухах листьев, или луковичек. Как пример можно привести почки у крестоцветного растения зубянки и луковички в соцветиях обыкновенного чеснока. Попадая в благоприятные условия, клубневидные почки и луковички образуют новые растения.

Лишайники эти образуют на камнях толстые, бородавчатые корки, которые затем растрескиваются и отстают от камней; края корки завертываются, и весь кусок лишайника образует продолговатое или шаровидное тело крайне незначительного веса. При первом сильном ветре лишайниковая манна катится по степи, а при степных буранах поднимается кверху и переносится ветром на значительные расстояния, выпадая там, где воздушные потоки замедляются. Иногда эти лишайники попадают в дождевые потоки, уносятся с ручьями на далекие расстояния и скопляются затем на местах речных разливов. Сбор манны в таких местах бывает не труден и ее можно собрать нередко 5—6 кг в день.

Все же большей частью растение для переселения и размещения своего потомства на новых местах пользуется спорами или семенами. У грибов, водорослей, мхов и папоротников споры образуются в огромном числе, что способствует расселению этих растений во все стороны.

До какой степени велико количество спор, образуемых одним экземпляром некоторых грибов, видно из следующих примеров: гриб шампиньон дает до 2 млрд, отдельных спор, гриб дождевик— еще больше: число их измеряется здесь уже не миллиардами, а триллионами. К тому же при созревании споры дождевиком выбрасываются и разлетаются далеко во все стороны. Если бы все эти споры нашли подходящие условия для прорастания и дальнейшего существования, то через два-три поколения вся суша была бы занята одними дождевиками!

У растений, размножающихся семенами, семена образуются в меньшем числе, но все-таки нередки случаи, когда на одном растении образуется несколько сот тысяч семян.

Интересное явление наблюдается у тропического дерева хура из семейства молочайных, нередко разводимого в качестве декоративного в парках тропических стран. Плоды хуры состоят из полутора десятков семянок, прикрепленных к центральной колонке; при созревании семянки с громким треском отскакивают от центральной колонки и разлетаются в разные стороны на расстоянии до 15 м по радиусу.

Появление новых растений

Описанные явления далеко не исчерпывают всех тех путей, которые используются растениями для расселения. Расселение растений по земному шару с помощью распространения семян происходит в широких размерах непрерывно. Если мы во многих случаях не наблюдаем появления среди местной флоры новых растений, то это происходит оттого, что новые пришельцы и переселенцы не выдерживают состязания в жизненной борьбе с коренными представителями, будучи менее приспособленными к климатическим и почвенным условиям тех мест, куда их семена попадают впервые. Но бывает и так, что такие пришельцы не гибнут. Насколько велико число растений, семена которых вновь попадают хотя бы в Западную Европу, видно из тщательных наблюдений, которые велись, например, в южной Франции. Здесь обнаружено свыше 1000 видов растений, занесенных туда различными способами; не меньшее число растений-пришельцев обнаружено и в Германии.

Чрезвычайно интересно наблюдать за появлением растений на новых участках территории, там, где почему-либо вовсе не было растительного покрова или он состоял из немногих определенных видов. наблюдая заброшенную пашню, мы можем заметить, как постепенно на ней появляются новые и новые виды растений, обыкновенно пришедшие туда из соседних мест; через более или менее продолжительный срок на месте пашни развиваются степь, луг или даже лесок.

Бывают случаи, когда из-за стихийных бедствий растительность того или другого участка суши целиком уничтожается. Наиболее яркие примеры такого уничтожения наблюдаются после вулканических извержений. Выпадающий из вулканов пепел, выливающаяся лава уничтожают всякую жизнь, и проходят иногда немало лет, прежде чем появятся на пострадавшем участке новые организмы.

В конце XIX в. извержением вулкана на острове Кракатау (в Индийском океане) была истреблена вся богатая растительность острова. Но едва прошло несколько лет, и ботаник Треуб уже собрал на этом острове 16 видов цветковых растений и 11 папоротников. В настоящее время на Кракатау известно 189 вида цветковых растений и 57 папоротникообразных.

Откуда же взялись там все эти растения?

Может быть некоторые из них и выросли из семян, которые где-либо в трещинах скал и т. п. перенесли следствия вулканического извержения, но во всяком случае большинство этих растений было занесено с других островов, из которых самым близким является остров Ява. Действительно, все растения, которые теперь произрастают на острове Кракатау, встречаются и на острове Ява.

Каким же способом они проникли оттуда на остров Кракатау?

Для этого, оказывается, существуют различные пути: с помощью ветра, с помощью воды, в частности, морских течений, с помощью животных и, наконец, с помощью человека.

Распространение ветром

Одним из наиболее действительных средств распространения семян, а иногда и целых растений, является ветер. В этом отношении растения далеко не одинаковы: у одних семена тяжелы, не снабжены никакими волосками, летучками и т. п., у других, наоборот, семена легкие, да к тому же снабжены летучками, волосками, тонкими перепончатыми крыльями и т. п. У ботаников существует особый термин — парусность, причем, чем больше так называемый коэффициент парусности, тем легче и дальше семена разносятся ветром.

Чаще, однако, ветром разносятся только, плоды или семена растений. Здесь мы встречаем самые разнообразные приспособления. В иных случаях плод является шариком из тонких щетинок — выростов околоплодник.

У среднеазиатского джузгуна или у южноевропейского кустарника пузырника вздувается стенка плода и получается крупный мешок, содержащий семена. Иногда вздувается чашечка.

Не меньшее значение для распространения семян имеют крылья, развивающиеся на плодах или же на семенах внутри плода. Всем известны двухкрылатки — плоды клена, разносимые ветром во все стороны.

В тропических странах встречаются представители семейства диптерокарповых, также обладающие крылатыми плодами; два крыла у диптерокарповых значительно превышают остальные три; весь плод диптерокарпуса достигает 25 см длины, и с помощью этих длинных крыльев плоды разносятся ветром на 100—150 м.

Из растений, имеющих крылатые семена, назовем прежде всего обыкновенную ель, у которой к одному концу семени прикреплено довольно длинное крыло; благодаря этому крылу семя летит далеко от материнского растения.

Наиболее мощное развитие крыла на семени мы видим у тыквенного растения макрозанония, растущего на Зондских островах. У него крылья так совершенно устроены, что послужили моделью для некоторых безмоторных летательных аппаратов.

У многих растений летательный аппарат представлен волосками (достаточно вспомнить о семенах хлопчатника, со всех сторон покрытых длинными волосками), у многих волоски образуют летучку в виде зонтика (например, у одуванчика, осота), в виде пучка (например, у рогоза, ивы, иван-чая), наконец, в виде венка. Интересны и оригинальны семена некоторых растений, снабженные длинным хвостиком или остью (цейлонский эсхинантус, разводимый у нас в теплицах, и наш обычный степной ковыль, которому к тому же длинная ость помогает ввинчиваться в почву).

Распространение водой

Распространение семян текущей водой рек и ручьев и морских течений также играет весьма важную роль. Разумеется, и здесь должны быть налицо известные приспособления: плоды или семена должны обладать незначительным удельным весом, чтобы не потонуть, и в то же время известной прочностью, чтобы не разрушиться во время вынужденного плавания. Существуют также особые приспособления в стенках плода и семян (плавательные пузыри и пр.), дающие им возможность дольше держаться на воде.

Известнейшим примером растений, переселяющихся с помощью морских течений, является кокосовая пальма. Растет это дерево в тропиках обыкновенно на морских побережьях. Ее крупные плоды с твердой толстой оболочкой, попадая в океан, разносятся течением на далекие расстояния; во время отлива плоды остаются на прибрежном песке и тут же затем прорастают. На какое огромное расстояние разносятся морем плоды и семена некоторых растений, видно из того, что недавно один советский ботаник нашел плоды тропического бобового энтады на приморском берегу Югорского Шара в Ледовитом океане. Сколько тысяч километров должны были проплыть эти плоды, принесенные, очевидно, морским течением Гольфстрима из-под тропиков!

Роль животных и человека

Огромную роль играют в переселении растений животные — звери, птицы и даже насекомые. Уже Дарвин отметил значение этого способа распространения растений и произвел ряд соответствующих точных наблюдений. Животные распространяют растения различными способами. Многие растения имеют сочные съедобные, подчас очень вкусные и питательные плоды и семена. Звери и птицы поедают такие плоды и в своем кишечнике или в зобу переносят их иногда на далекое расстояние.

Иногда распространение семян с помощью животных происходит иным путем: плоды и семена прилипают к лапам зверей и птиц и таким образом уносятся более или менее далеко. Чаще всего, однако, плоды или семена прикрепляются к шкуре животного; для этой цели служат многочисленные крючки, иголки, колючки, имеющиеся на семенах. Любопытным примером такого переселения, притом двоякого, служит один из видов люцерны (люцерна зубчатая). Растение это родом из Южной Европы; благодаря своим колючим бобам оно попало сначала из Южной Европы в Южную Америку, а затем оттуда вместе с овечьей шерстью вернулось в Европу, на этот раз в Германию и к нам в качестве сорняка.

Даже такие небольшие насекомые, как муравьи, и те участвуют в расселении растений. У иных растений, так называемых мирмекохоров (от греческого слова мирмекон — муравей), например, душистой фиалки, некоторых примул, осок и др., семена снабжены особым придатком, в котором скопляется жирное масло, почему самый придаток носит название элайозома (от греческого слова элайон — масло). Муравьи выискивают такие семена и перетаскивают их в свои муравейники, иногда на далекое расстояние; некоторые семена не пожираются муравьями и прорастают далеко от материнского растения.

Еще большую роль в переселении растений играет человек. Он переносит плоды, семена растений случайно, если они прицепляются своими крючками к его одежде. Человек способствует также переселению растений своей деятельностью, вырубая леса, распахивая поля, создавая новые площади, временно свободные от растительности и доступные для заселения новыми пришельцами. Наибольшее значение имеет, однако, созидательная деятельность человека, когда вводятся в культуру новые растения, иноземные травы и деревья, дающие ему пищу, одежду лекарственные и технические продукты.

Вспомним хотя бы, какие огромные ценности получили жители Старого Света благодаря переносу из Нового ряда культурных растений: картофеля, табака, американского хлопчатника, кукурузы и многих других. Огромнейшее значение имеет продвижение сельскохозяйственных культур на север и в горные районы, — российское земледелие может указать большие достижения в этом отношении.

Огородные культуры на Кольском полуострове, полевые культуры на Памире — все это такие блестящие достижения, которые были бы совершенно невозможны при старом строе.

Однако вместе с полезными растениями к вам пытаются иногда проникнуть и враги:

вместе с семенами ценных растений заносятся иногда семена вредных сорняков или споры паразитных грибов. Посевной материал должен быть поэтому всюду стопроцентной чистоты. В таких случаях проводится тщательный контроль, вырабатывается новый тип зерноочистительных машин. С вредными сорными растениями, которые могут проникать к нам из-за границы вместе с ценным посевным материалом, ведется борьба с помощью карантина.

Широко распространено во всех группах растений. В бесполом размножении принимает участие один организм. Собственно бесполое размножение происходит путем митотического деления или с помощью спор. Особой формой бесполого размножения является вегетативное.

Деление

Размножение путем деления характерно для одноклеточных водорослей. Деление происходит путем митоза. В результате деления образуются две идентичные родительской дочерние особи.

Размножение спорами

Споры — репродуктивные, одноклеточные образования, при прорастании которых развиваются новые особи. У наземных растений и грибов споры не имеют специальных приспособлений для активного передвижения. У большинства обитающих в воде водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Такие споры называют зооспорами.

Споры образуются в органах бесполого размножения — спорангиях или зооспорангиях. У водорослей практически любая клетка может стать спорангием, у высших растений спорангий — многоклеточный орган. У растений споры всегда гаплоидны. Если они возникают на диплоидном растении, то их образованию предшествует мейоз, если на гаплоидном — митоз.

Растение, на котором образуются споры, называют спорофит. Различают равноспоровые и разноспоровые растения.

Ø Равноспоровые растения — растения, у которых все образующиеся споры имеют одинаковые размеры.

Ø Разноспоровые растения — растения, образующие споры, отличающиеся по величине и физиологическим особенностям:

· микроспоры — более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские заростки (гаметофиты);

· мегаспоры — более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские заростки (гаметофиты).

Ø Разноспоровость чаще встречается среди высших растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).

Размножение спорами имеет большое приспособительное значение:

· в результате мейоза происходит рекомбинация генетического материала;

· обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения;

· благодаря малым размерам и легкости споры разносятся на большое расстояние, обеспечивая расселение растений и освоение ими новых территорий;

· плотная оболочка споры служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды.

6 .2. Вегетативное размножение растений

Вегетативное размножение — это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются водоросли, высшие растения. Особенно разнообразны способы вегетативного размножения у покрытосеменных растений.

Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным.

Естественное вегетативное размножения является важной характерной особенностью многих видов. Благодаря этому способу размножения происходит быстрое увеличение числа особей вида, их расселение и как следствие — успех в борьбе за существование. Естественное вегетативное размножение происходит несколькими путями:

фрагментация материнской особи на две или более дочерних в результате перегнивания протонемы или слоевища (моховидные);

разрушение участков наземно-ползучих и полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые);

с помощью особых структур (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных и т.д.), специально предназначенных для вегетативного размножения.

Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека при выращивании культурных растений. В практике сельского хозяйства искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над семенным:

обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма;

осуществляется быстрее, ускоряет получение продуктивных потомков;

позволяет получить большое количество потомков;

позволяет воспроизвести клоны, которые образуют нежизнеспособные семена или вообще их не образуют.

Существуют различные способы вегетативного размножения:

· специализированными вегетативными структурами;

· частями вегетативных органов, отделенных от материнского растения до или после их укоренения;

Фрагментация

Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых регенерирует в новую особь (рис. 34). Такое размножение характерно для нитчатых и пластинчатых водорослей (обрывки нитей или части таллома), некоторых цветковых растений (например, элодея канадская). В Европу попали только женские экземпляры элодеи, не способные образовывать семена из-за отсутствия мужских растений и единственным способом размножения оказалась фрагментация.

Специальные вегетативные структуры

Специальные вегетативные структуры, используемые для вегетативного размножения, являются видоизменениями побега и корня. Эти структуры возобновляют растения и себя через образование придаточных корней и побегов и используются человеком для их размножения.

· Луковица . В природе луковицами размножаются многие растения: тюльпаны, гусиный лук, пролеска, подснежник и т.д. В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения: тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие.

· Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями.

· Клубнелуковица . К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус, водяной орех. Запасные питательные вещества клубнелуковицы расходуются на цветение, но к концу сезона формируется новая клубнелуковица. Кроме того, может образоваться одна или несколько клубнелуковичек — мясистых почек, развивающихся между старой и новой клубнелуковицами.

· Корневище . В лесах, степях, на лугах обитает большое количество корневищных растений, прежде всего злаков. К корневищным растениям относятся пырей, тимофеевка, белоус, купена, кислица, хвощ полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и при отмирании старых частей происходит обособление новых растений.

В сельском хозяйстве корневищами размножают ревень, мяту, спаржу, бамбук, в декоративном садоводстве — ландыш, ирис и другие. Они легко размножаются делением корневища на части, каждая из которых должна содержать вегетативную почку.

Клубень . Клубни, как хранилище запаса питательных веществ, образуются у таких дикорастущих растений, как сыть, седмичник.

Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни. Но при посадке целого клубня верхушечная почка тормозит развитие остальных. Поэтому клубни рекомендуется резать на части, так как это нарушает доминирование верхушечной почки.

Усы . Усами размножаются такие растения, как лютик ползучий, камнеломка отпрысковая. В узлах усов образуются боковые почки и придаточные корни. После засыхания междоузлий растения обособляются. В сельскохозяйственной практике усами размножают клубнику и землянику.

Корневые клубни . Представляют собой утолщения боковых корней. Корневыми клубнями размножаются чистяк весенний, любка, из культурных — батат, в декоративном садоводстве — георгин. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корнеклубни почек не образуют.

Данные приемы вегетативного размножения растений очень эффективны, так как развивающееся растения длительное время сохраняет связь с материнским, что способствует более быстрому и мощному развитию корневой системы.

Флоксы, дельфиниумы, примулы, лук-батун, ревень хорошо размножаются частями кустов. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета.

Отводки — это участки побегов, которые специально прижимаются к земле, а после развития придаточных корней отделяются от материнского растения. Отводками размножаются крыжовник, виноград, из дикорастущих — пихта, черемуха.

При размножении отводками побеги пригибаются к земле и засыпаются. При достаточном увлажнении на засыпанном участке побега образуются придаточные корни. Уко-

ренившийся побег отделяют от материнского растения и пересаживают на постоянное место. Для лучшего укоренения побег можно надрезать. Это нарушает отток питательных веществ и их скопление в месте надреза, что создает благоприятные условия для образования придаточных корней.

Корневые отпрыски — побеги, возникающие из придаточных почек на корнях. Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные почки: вишня, слива, малина, сирень, осина, осот, бодяк полевой и др.

Корневые отпрыски обычно выкапывают и пересаживают в период покоя растения.

Существует целый ряд растений, способных размножаться с помощью черенков. Черенок — отрезок вегетативного органа.

В зависимости от происхождения различают стеблевые, корневые и листовые черенки.

Стеблевые черенки

Стеблевой черенок представляет собой участок надземного побега. Стеблевыми черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, декоративные виды спиреи, красный перец, баклажан и другие. Для размножения берут черенки длиной от 2-3 до 6-8 см, состоящих из одного междоузлия и двух узлов. На верхнем узле листья оставляются (если листовые пластинки крупные, то их наполовину срезают). Черенки высаживают в специальные парнички, а после укоренения — в открытый грунт.

Листовые черенки

Листовой черенок представляет собой листовую пластинку с черешком или часть листовой пластинки. Листовыми черенками размножаются бегонии, узумбарская фиалка (сенполия), глоксиния, колеус. Листовые черенки могут воспроизводить придаточные корни и почки, из которых развиваются побеги.

Листовые черенки помещают в парничок нижней стороной на песок. Для предотвращения оттока питательных веществ крупные жилки перерезают. Иногда для образования придаточных корней и почек листовой черенок достаточно поместить в склянку с водой.

На листьях бриофиллума в углах зубчиков листовой пластинки образуются придаточные почки, развивающиеся в новые растения с придаточными корнями. Опадая, они закрепляются в почве.

Корневые черенки

Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы.

Корневые черенки заготавливают осенью, реже весной. Для этого используют боковые корни первого порядка в возрасте 2-3 лет. Длина черенка до 10-15 см, диаметр — 0,6-1,5 см. черенки высаживают в почву на глубину 2-3 см.

Черенками размножаются и многие дикорастущие растения: ива, тополь, осина, одуванчик.

Прививки

Прививка (или трансплантация) — искусственное сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегом другого. Черенок или почка с прилегающим к ней участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем. Подвой — растение или его часть, на котором осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта, замены сорта, получения новых сортов, ускорения плодоношения, получения морозоустойчивых растений, ремонта или омоложения старых взрослых деревьев.

Известно более 100 способов прививки, однако все их можно свести к двум основным типам:

Ø прививка сближением, когда привой и подвой остаются на своих корнях;

Ø прививка отделенным привоем, когда корни имеет только подвой.

Наиболее распространенными способами прививки являются следующие:

Ø Прививка в расщеп или в полурасщеп . Применяют в том случае, если привой тоньше подвоя. Поперечный срез подвоя полностью или частично разделяют и вставляют в него привой, косо срезанный с двух сторон.

Ø Прививка под кору . Привой также тоньше подвоя. На подвое делают горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают.

Ø Копулировка . Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения.

Ø Окулировка . Прививка почки-глазка. На подвое делается Т-образный разрез, края коры отгибаются, и за кору вставляют почку с небольшим участком древесины.

Культура тканей

Культура тканей представляет собой рост тканей или органов на искусственных средах. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование — получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.

6 .3. Половое размножение

Половое размножение связано с образованием растениями особого типа клеток — гамет. Растение, на котором происходит образование гамет, называют гаметофитом. Процесс формирования гамет называют гаметогенезом. Он происходит в особых органах — гаметангиях. У равноспоровых растений гаметофит обычно обоеполый: несет и женские, и мужские гаметангии. У разноспоровых растений из микроспор развивается гаметофит с мужскими гаметангиями, а из мегаспор — гаметофит с женскими гаметангиями.

Гаметы всегда гаплоидны. При слиянии мужской и женской гамет происходит образование зиготы, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называют оплодотворением.

Сущность полового процесса едина для всех живых организмов, а его формы разнообразны. Различают следующие типы полового процесса: хологамия, изогамия, гетерогамия и оогамия.

Хологамия

Хологамия — слияние гаплоидных одноклеточных, внешне неотличимых организмов друг с другом. Этот тип полового процесса характерен для некоторых примитивных водорослей. В данном случае сливаются не гаметы, а целые организмы, выступающие в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота обычно сразу же делится мейотически и образуется 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организма.

Конъюгация

Особой формой полового процесса является конъюгация, характерная для некоторых нитчатых водорослей. Отдельные гаплоидные клетки нитевидных талломов, расположенных близко друг от друга, начинают образовывать выросты. Они растут навстречу друг другу, соединяются, перегородки в месте стыка растворяются, и содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую). В результате конъюгации образуется диплоидная зигота.

Изогамия

При изогамии (равный брак) гаметы морфологически сходны между собой, то есть одинаковы по форме и размерам, но физиологически они разнокачественны. Данный половой процесс характерен для многих водорослей и некоторых грибов. Изогамия происходит только в воде, для передвижения в которой гаметы снабжены жгутиками. Они очень похожи на зооспоры, но имеют меньшие размеры.

Гетерогамия

При гетерогамии (разный брак) происходит слияние подвижных половых клеток, сходных по форме, но различающихся размерами. Женская гамета в несколько раз больше мужской и менее подвижна. Гетерогамия характерна для тех же групп организмов, что и изогамия, и также происходит в воде.

Оогамия

Характерна для некоторых водорослей и всех высших растений. Женская гамета — яйцеклетка — крупная и неподвижная. У низших растений образуется в одноклеточных гаметангиях — оогониях, у высших растений (исключая покрытосеменные) — в многоклеточных архегониях. Мужская гамета (сперматозоид) мала и подвижна, образуется у грибов и водорослей в одноклеточных, а у высших растений (исклю чая покрытосеменные) — в многоклеточных гаметангиях — антеридиях. Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды — обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями.

Читайте также: