Земляника двойное оплодотворение у земляники
Обновлено: 18.09.2024
В пыльниках тычинки содержится много диплоидных клеток, каждая из которых делится путем мейоза. В результате из каждой диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные клетки ( микроспоры ), превращающиеся в пыльцевое зерно. Гаплоидное ядро каждого пыльцевого зерна делится путем митоза и образуется 2 гаплоидные клетки: вегетативная и генеративная. Генеративная еще раз делится путем митоза и образуются 2 спермия. Они неподвижны, поэтому движутся с пыльцевой трубкой.
В семязачатке диплоидная клетка (2n)претерпевает мейоз, и образуется 4 мегаспоры(n), 3 из которых погибают (мегаспорогенез) Ядро мегаспоры претерпевает три митотических деления, образуется восьмиядерная клетка. 2 ядра в центре сливаются – образуется центральная клетка (2n) - вторичное ядло, яйцеклетка с клетками спутницами и 3 антиподы. Формируется зрелый женский гаметофит - зародышевый мешок(мегогаметогенез)
Прорастание пыльцы. Пыльца, созревающая в пыльниках, похожа на крошечные зёрнышки. Поэтому она и получила название – пыльцевое зерно. Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно начинает прорастать и образует длинную трубочку –пыльцевую трубку.
В отличие от пыльцы насекомоопыляемых растений, имеющей разнообразные шипики и выросты, пыльца ветроопыляемых растений – мелкая, лёгкая, гладкая. Как же она удерживается на рыльце пестика и не сдувается ветром, не сбрасывается снующими в цветке насекомыми? Оказывается, рыльце пестика выделяет липкое, сахаристое вещество, которое и заставляет пыльцу прилипать к пестику. Считается также, что пестик выделяет определённое вещество, которое специфично для пыльцы данного вида растения и, которое препятствует развитию чужой пыльцы.
Не только пестик оказывает влияние на прорастание пыльцы, но и пыльца влияет на пестик. Прорастающая пыльца также выделяет особые вещества, которые вызывают разрастание завязи, и других частей цветка в плод. Поэтому у многих растений рост плодов происходит тем лучше, чем больше пыльцы попадает на рыльце.
Строение семязачатка и оплодотворение. Итак, в завязи пестика есть один или несколько семязачатков. Снаружи семязачаток окружён покровами, которые в одном месте не смыкаются, образуя пыльцевход. Внутри семязачатка находится зародышевый мешок, который содержит несколько клеток. Наиболее важное значение имеют центральная клетка и яйцеклетка.
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.
Клубника — одно из самых популярных садовых растений, которое можно встретить на любой даче. Куст может расти на одном и том же месте на протяжении 10-15 лет, однако только первые 3-4 года урожай ягод будет обильным. Затем количество плодов начнет уменьшаться, а сама ягода утратит свои вкусовые характеристики. Посадки стареют, именно поэтому время от времени плантацию нужно обновлять и пересаживать на новое место.
Сроки
Сроки размножения клубники в первую очередь зависят от климатических особенностей региона. В южной части страны эти работы производят в марте-апреле, в средней полосе России — в последней декаде апреля – первой половине мая. На территории сибирских и уральских регионов размножением плодовой культуры занимаются в конце мая – начале июня.
Пересадка клубники производится в момент, когда температура воздуха поднимается до отметки 10-15 градусов. В весеннее время допускается пересадка рассады либо размножение делением куста, так как усы на тот момент еще отсутствуют.
Размножение клубники можно проводить и в осеннее время. Сентябрь считается оптимальным периодом для пересаживания плодовых культур. Опытные огородники считают, что начало осени оптимально для пересаживания садовой земляники в южных и центральных регионах страны. Примечательно, что в этот период можно использовать не только деление куста, но также и усы.
А вот в Сибири пересадкой можно заниматься только весной или в начале лета.
Вне зависимости от региона, размножением клубники можно заниматься в летние месяцы. Обычно эту работу выполняют в августе, после завершения плодоношения. Делать это нужно, когда спадет летний зной, если выполнить пересадку в жаркую погоду — саженцы плохо приживутся на новом месте.
Очень важно правильно подобрать предшественников для плантации садовой земляники. Лучшими станут бобовые культуры, клевер и люпин. Растение неплохо развивается на участках, где прежде выращивался редис, морковь, редька, чеснок, сельдерей, а также зелень (укроп, шпинат, петрушка).
А вот высаживать клубнику после картофеля, томата, перца, капусты и огурцов не стоит, поскольку эти культуры склонны к поражению одними и теми же инфекциями. Если других участков нет, то перед посадкой клубники на плантации необходимо вырастить скороплодные культуры (салат, шпинат или редис) либо воспользоваться сидератами.
Как размножить семенами?
Перед высаживанием сеянцев в землю необходимо на три дня замочить их в талой воде, при этом дважды в сутки следует обновлять воду. Семенное размножение станет единственно доступным способом обновления плантации для ремонтантной клубники, поскольку этот тип растений не дает усов.
Кроме того, техника оптимальна для людей, которые собираются вырастить новый сорт ягоды — для этих экспериментов лучше купить уже готовые сеянцы.
Следует иметь в виду, что вырастить куст плодовой культуры из семян очень сложно. Дело в том, что семя далеко не всегда даёт ростки. А если и прорастает, то требуют самого тщательного ухода.
Работа по размножению клубники через семена сводится к следующим шагам. Сначала необходимо подготовить субстрат. Для этого смешивают перепревший навоз и дерновую землю в равных пропорциях, просеивают и отправляют на час на водяную баню.
Сеянцы погружают в подготовленный грунт при помощи зубочистки или спицы, обязательно по одному. Не следует присыпать их землей. Просто накройте полиэтиленовой пленкой и обеспечьте поддержание температуры на уровне 20-23 градусов. Спустя 14 дней можно увидеть первые всходы.
Не забывайте ежедневно орошать субстрат капельным способом, так можно добиться интенсивного роста побегов. Ежедневно следует проветривать теплицу, для этого пленку снимают на 1-2 часа.
После появления 2-3 листочков проводят пикировку и помещают сеянцы в почвосмесь, там они будут находиться вплоть до пересаживания в открытый грунт. Посев семян обычно производят в феврале или марте. В этом случае уже в июле вы сможете собрать урожай сочных и ягод.
Важно! Если целью семенного размножения было выведение нового, более урожайного и стойкого сорта, то впоследствии куст земляники лучше размножать делением. Это ускорит рост и развитие здоровых растений.
Как развести с помощью деления куста?
Самым распространенным методом размножения клубники является деление куста. Эту практику можно использовать в случае, когда имеет место нехватка растений. Кроме того, техника востребована при пересаживании на новое место особо ценных и редких экземпляров — таким образом можно обеспечить максимальную сохранность разделенных фрагментов.
Обращаем внимание на то, что деление куста допустимо только в том случае, если возраст растения составляет 3 и более лет. Для годовалой культуры такая процедура неприемлема, поскольку количество точек роста у них еще невелико. Делением можно рассаживать и безусые разновидности клубники. Как правило, на взрослом кусте можно выделить от 10 до 20 саженцев.
Размножение производят в следующей последовательности. Куст выкапывают из грунта и опускают в таз, наполненной водой на 6-8 см. Это позволит разделить намокшие корни, не прибегая к использованию ножа. Каждый саженец должен иметь развитую корневую систему и сформированную надземную часть. Если вы обнаружили загнившие корешки — следует отрезать их, то же самое относится и к жёлтым листьям.
Большую часть листков срезают, оставив минимально необходимое количество. Это позволит корневой системе набрать силу. Получившийся посадочный материал помещают в парник на период от 3 недель до 1,5 месяцев.
При посадке кусты клубники должны иметь хорошо расправленные корни. Их аккуратно выпрямляют и укладывают в посадочную лунку, затем присыпают землей и слегка утрамбовывают. Корневая шейка при этом должна остаться на поверхности грунта.
Важно! Высаживание молодых кустов должно выполняться только в предварительно увлажненный грунт.
Далее на протяжении всего периода роста куста необходимо поддерживать влажность почвы, не допуская пересыхания земляного кома. По возможности обеспечьте только что пересаженным кустикам легкое притенение.
Размножение усиками
Рассадить клубнику можно при помощи усиков, это самая простая вегетативная форма размножения садовой культуры. Для этого используют отростки, появившиеся в первый год жизни растения. Они считаются наиболее окрепшими и обеспечивают получение крепких и здоровых саженцев. Несмотря на то что годовалое растение имеет совсем мало усов, тем не менее этот способ остается самым быстрым и эффективным вариантом размножения клубники.
Выбор материала
Для деления садовой клубники при помощи усов следует подбирать только самые урожайные кусты со здоровыми и крупными плодами. Возраст растения должен составлять 2-3 года. На каждом кусте нужно оставлять не больше 4-5 усиков с 2-3 корешками. Те, что будут появляться до плодоношения, следует удалять. Усы отбирают в июле, сразу после плодоношения клубники.
Для пересаживания подходят первые розетки и усы. Они намного сильнее всех последующих ростков, а значит, станут быстрее плодоносить. Если ситуация сложилась так, что для размножения вы используете однолетнюю клубнику — нельзя допустить её плодоношения. Удаляйте все цветки, чтобы растения отдали максимум сил на последующий рост. С них можно брать не более 2-3 усов с тремя здоровыми розетками.
Посадка
Присадку усиков выполняют в следующей последовательности. Когда на усиках появятся корешки — присыпьте их субстратом, не отделяя при этом от материнского куста. Оставьте не более трёх отводок, остальные аккуратно оборвите.
Дважды в неделю поливайте их водой комнатной температуры. Спустя 10-14 дней корни укрепятся, и розетки можно будет без ущерба для растения оторвать от материнского куста. К тому моменту на них должно быть 4-5 листочков, длина корней — не менее 7 см.
Прикапывать и высаживать растение следует вместе с земляным комом. Это позволит сохранить молодые корешки.
Некоторые огородники укореняют усики в пластмассовых стаканчиках, заполненных торфяным субстратом. В этом случае ёмкость углубляют рядом с грядкой, напротив усов и приземляют в них усы при помощи прищепки или проволоки.
Место соприкосновения с землей следует постоянно орошать.
Молодая клубника быстро приживётся, если соблюдать основные правила ухода.
Вегетативное размножение клубники позволяет быстро и просто омолодить плантацию, добиться повышения урожайности и улучшения вкусовых характеристик плодов.
Для этого нужно только придерживаться правил размножения культуры и осуществлять уход за молодыми растениями. Будьте уверены — клубника обязательно отблагодарит вас своими сочными, ароматными и сладкими ягодами.
Перенос пыльцы из пыльника на рыльце пестика называется опылением. Различают два вида опыления: перекрестное и самоопыление.
При самоопылении рыльце принимает пыльцу того же цветка либо другого, но той же особи. Возможно опыление в закрытых, нераспустившихся цветках (горох). При перекрестном опылении переносится пыльца от разных особей. Это основной тип опыления цветковых растений (яблоня, ива, огурец и др.).
Перекрестное опыление
Перекрестное опыление осуществляется естественным (насекомыми, птицами, летучими мышами, ветром, водой) и искусственным (производит человек) путями.
Приспособленность растений к опылению ветром проявляется в наличии голых цветков, либо невзрачных, слабо развитых околоцветников. Они лишены нектарников и запаха, пыльцы образуют много, она легкая, сухая, мелкая, рыльца длинные, с большой поверхностью для улавливания пыльцы (рожь, кукуруза).
Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется яркой окраской венчика, наличием нектарников, запаха (одуванчик, земляника). Пищей для насекомых являются нектар и пыльца. Окраска и запах служат для привлечения опылителей. Иногда цветки обладают запахом, характерным для самок насекомых того же вида. Это привлекает к ним самцов, которые и осуществляют опыление. Эволюция цветковых растений и их опылителей шла параллельно. Это так называемая сопряженная эволюция.
Приспособление растений к опылению насекомыми и ветром
Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготность популяций, дает материал для естественного отбора и сохраняет самое выносливое потомство — носителей наиболее благоприятного сочетания генов.
Искусственное опыление
Искусственное опыление производит человек для повышения урожая или получения новых сортов растений. При этом для нанесения пыльцы на рыльце пестика используют разные способы. Так, у кукурузы, имеющей однополые цветы, пыльцу собирают, стряхивая верхушечные метелки мужских цветков в бумажные воронки. Затем собранной пыльцой посыпают выступающие на верхушке початка длинные рыльца женских цветков.
При искусственном опылении подсолнечника стебли двух соседних растений наклоняют так, чтобы можно было прижать цветущую поверхность одной корзинки к другой. Можно переносить пыльцу, поочередно прижимая руку в варежке из мягкой материи к цветущим корзинкам разных растений.
Схема искусственного опыления
Для получения новых сортов растений с обоеполыми цветками необходима подготовка к искусственному опылению. Прежде всего из цветков растения, избранного в качестве материнского, еще в бутоне удаляют пыльники и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от попадания пыльцы. Через 2-3 дня, когда бутоны раскроются, наносят на рыльца пестиков заготовленную пыльцу другого сорта чистой сухой акварельной кисточкой, мягким поролоном или кусочком резинки, прикрепленными к проволоке.
Двойное оплодотворение у цветковых растений
После опыления происходит процесс оплодотворения, но для этого нужен ряд условий: пыльца должна не только удержаться на рыльце, но и прорасти через столбик, достигнуть семязачатка и обеспечить слияние мужских клеток с женскими.
Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.
Обычно на рыльце попадает множество пыльцевых зерен. Они, как правило, имеют шероховатую поверхность и удерживаются липкой кожицей рыльца. Кроме этого, при попадании совместимой пыльцы клетки рыльца выделяют вещества, стимулирующие ее прорастание.
Схема двойного оплодотворения у цветковых растений
Начинается прорастание пыльцевых зерен с набухания. Затем через специальные поры (каналы) в наружной оболочке пыльцевого зерна внутренняя выпячивается в тонкую пыльцевую трубку, куда переходят вегетативное ядро и спермин. Пыльцевые трубки всех совместимых зерен, удержавшихся на рыльце пестика, растут по столбику, направляясь к семязачатку. Одна из них обгоняет в росте другие и, достигнув пыльцевхода, проникает через него к зародышевому мешку и здесь изливает в него свое содержимое.
Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой — со вторичным ядром центральной диплоидной клетки. Вегетативное ядро разрушается еще до проникновения пыльцевой трубки в зародышевый мешок.
Двойное оплодотворение у цветковых растений открыл русский цитолог и эмбриолог растений С.Г.Навашиным в 1898г.
При наличии в завязи семязачатков в каждом из них происходит вышеописанный процесс двойного оплодотворения. Называется он двойным потому, что сливаются две мужские клетки с двумя клетками женского гаметофита. В дальнейшем после оплодотворения в цветке начинается развитие семени и плода.
Образование семян
После оплодотворения внутри зародышевого мешка начинается быстрое митотическое деление триплоидного вторичного ядра, не имеющего периода покоя. Образуется большое количество ядер, затем между ними возникают, перегородки.
Эти вновь образовавшиеся клетки продолжают деление, заполняя всю полость зародышевого мешка питательной тканью — эндоспермом, который у одних растений полностью расходуется во время развития зародыша (бобовые, тыквенные), а у других — сохраняется в зрелых семенах (злаки). Одновременно происходит разрастание зародышевого мешка и семяпочки.
Формирование зародыша начинается с деления зиготы. После периода покоя зигота делится митотически на две клетки. Верхняя клетка, прилегающая к пыльцевходу, образует подвесок, отодвигающий нижнюю клетку в глубь эндосперма. Подвесок у одних видов растений остается одноклеточным, у других — делится поперечными перегородками и становится многоклеточным. Нижняя клетка разрастается в предзародыш семени сферической формы. Предзародыш делится на 4 клетки двумя перпендикулярными перегородками, затем каждая из этих клеток делится еще на две.
Сначала клетки более или менее однородны. По мере дальнейшего деления происходит дифференцировка клеток на зачаточный корешок, зачаточный стебель, зачаточные листочки (семядоли) и зачаточную почечку, окруженную семядолями. К этому времени семяпочка превращается в семя, ее покровы и остатки эндосперма образуют кожицу семени.
Таким образом, из оплодотворенной диплоидной яйцеклетки формируется зародыш семени, а из вторичной триплоидной клетки — питательная ткань — эндосперм, покровы семязачатка превращаются в покровы семени, а стенка завязи, разрастаясь, образует околоплодник.
Читайте также: