ОПЫЛЕНИЕ: ПРОЦЕСС, ВИДЫ И ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ - БИОЛОГИЯ - 2024

Опыление является процесс переноса пыльцы с «мужской» части к женской части цветка. Его цель - оплодотворение семяпочки (содержащейся в женском гаметофите) пыльцевыми зернами, которые представляют мужской гаметофит.

Поскольку опыление подразумевает сближение или контакт между половыми клетками растений одного вида (хотя оно может быть и одного растения, самоопыление), половое размножение растений в значительной степени зависит от этого процесса.

Пчела опыляет цветок (Источник: Myriams Zilles с сайта pixabay.com)

У растений с семенами опыление - это только шаг перед оплодотворением, то есть процесс, при котором генетический материал двух особей смешивается, чтобы произвести семя, которое даст начало новому растению, вероятно, с характеристиками, общими для обоих родителей.

Репродуктивным органом покрытосеменных (цветковых растений), который отвечает за производство и защиту половых клеток (женских и мужских гаметофитов), является цветок, и именно здесь происходит опыление.

Существует несколько типов опыления, и некоторые из них различаются в зависимости от опылителя, который может быть биотическим (животное) или абиотическим (ветер, вода), от которых полностью зависят различные виды растений.

Биотическое опыление во многом зависит от характеристик цветка, поскольку обычно животных привлекает какой-то особый атрибут: кормиться, укрываться, размножаться и т. Д.

Обработать

Опыление - это перенос пыльцевых зерен от мужской части одного цветка к женской части другого (или от того же самого, когда дело доходит до самоопыления) и зависит от внешних агентов, известных как опылители.

Опыление (Источник: Mabel Amber, на pixabay.com)

Это один из основных процессов производства фруктов и семян овощей, то есть это важная часть полового размножения растений.

Однако, чтобы более подробно понять, о чем идет речь, необходимо иметь базовое представление о том, как выглядит цветок.

- Анатомия цветка

Типичный цветок покрытосеменных представляет собой довольно сложную структуру, особенно если учесть, что у большого числа видов есть цветы, в которых одновременно существуют женские и мужские гаметофиты.

Цветки, как правило, образуются в апикальных меристемах стебля (надземная часть растений) и, в зависимости от вида, могут быть мужскими, женскими или двуполыми.

Схема анатомии зрелого цветка покрытосеменных (Источник: LadyofHats через Wikimedia Commons) Часть стебля, которая соединяет цветок с остальной частью растения, известна как цветонос, верхняя часть которого является цветоносом, структурой, ответственной за опору. частей цветка (чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики).

Чашелистики и лепестки выполняют функции защиты коконов и привлекают, соответственно, некоторых опылителей; в то время как тычинки и плодолистики являются гаметофитами, из которых производятся половые клетки.

Мужской гаметофит

Тычинки - это длинные волокна, которые заканчиваются пыльниками, которые являются «мешочками», в которых образуются пыльцевые зерна. Набор тычинок цветка известен как андроциум, что означает «дом человека», и, как правило, он выше чашелистиков и лепестков.

Женский гаметофит

Плодолистики содержат семяпочки. Они образуют так называемый «пестик» и состоят из стигмы, стержня и завязи. Эта часть цветка называется гинецей, что в переводе означает «женский дом».

Пестики имеют форму кегли. Верхняя часть соответствует рыльцу и представляет собой уплощенную структуру, липкая поверхность которой обеспечивает адгезию пыльцевых зерен.

Стиль - это средняя часть пестика, соединяющая рыльце с яичником; это может быть длинным или коротким. Наконец, яичник - это место, где обнаруживаются одна или несколько семяпочек, и это наиболее расширенная часть пестика. Завязь может стать частью или всем плодом.

- Как происходит опыление?

Когда пыльцевое зерно достигает рыльца, оно «прорастает», образуя длинную структуру, известную как пыльцевая трубка. Пыльцевая трубка через столбик опускается вниз, то есть растет в направлении завязи.

Многие механизмы распознавания и передачи сигналов участвуют в направленности роста пыльцевой трубки в сторону яичника, и, как в случае многих животных, не все пыльцевые трубки, которые прорастают и растут одинаково, достигают яичника и продвигаются к нему. оплодотворение.

Когда пыльцевая трубка проникает в женский гаметофит (яичник), сперматозоид, содержащийся в пыльцевом зерне, оплодотворяет яйцеклетку. Вскоре после этого, благодаря процессу оплодотворения и как только ядра обеих клеток слились, образуется зигота.

Эта зигота, развивающаяся в зародыше, позже будет составлять семя, которое является наиболее важным органом распространения растений при половом размножении.

В дополнение к сперматозоиду, который обеспечивает оплодотворение яйцеклетки, другая сперматозоид, содержащаяся в том же пыльцевом зерне, сливается с двумя или более ядрами, происходящими от женского гаметофита; этот процесс известен как двойное оплодотворение.

Вышеупомянутое слияние образует «полиплоидное эндоспермическое ядро», которое будет отвечать за производство эндосперма (пищевого материала), из которого эмбрион будет питаться внутри семени во время своего развития и во время прорастания.

Типы

Опыление можно классифицировать как «самоопыление» и «перекрестное опыление» в зависимости от того, откуда берутся пыльцевые зерна, или как «биотическое» и «абиотическое» того, кто переносит пыльцевые зерна (опылитель).

- Самоопыление

Есть виды растений, у которых женские и мужские цветки находятся на одном стебле, но есть и такие, у которых цветки обоеполые, то есть они представляют в одно и то же время и в одном цветке мужские и женские гаметофиты (андроций и гинецей). ).

Некоторые авторы считают, что опыление, происходящее между однополыми цветками одного и того же растения, является «межфлоровым опылением», тогда как опыление, происходящее между репродуктивными структурами одного и того же цветка, является «внутрифлоровым опылением».

Хотя оно позволяет размножаться особей, которые воспроизводятся, самоопыление подразумевает, что сливающиеся половые клетки генетически идентичны, так что растения, которые появятся из полученных семян, будут своего рода «клонами» родительских растений.

- Перекрестное опыление

В отличие от процесса самоопыления, перекрестное опыление включает обмен пыльцой между цветками (однополыми или двуполыми) разных растений. Другими словами, этот процесс включает перенос крупинки пыльцы с пыльника одного цветка на рыльце другого, на другом растении.

Поскольку генетический материал, которым обмениваются во время перекрестного опыления, происходит от генетически разных родителей, семена, которые будут произведены после завершения процесса оплодотворения, дадут начало различным растениям, говоря генетически и фенотипически.

- Биотическое и абиотическое опыление

В зависимости от вектора, который опосредует перенос пыльцевого зерна от пыльников одного цветка к рыльцу другого (или того же), опыление можно разделить на биотическое и абиотическое.

Биотическое опыление

Этот вид опыления, пожалуй, самый представительный и важный из всех. Это связано с участием животного, обычно насекомого, в переносе пыльцевых зерен из одного места в другое.

Хотя более 50% опыления осуществляется многими насекомыми и членистоногими различных видов, позвоночные животные, такие как птицы и летучие мыши, играют важную роль в этом процессе.

Биотическое опыление может способствовать как перекрестному, так и самоопылению, а растения могут быть специфическими или универсальными в зависимости от типа животного, которое их опыляет.

Однако опылители не участвуют в половом размножении растений "ad honorem", поскольку их привлекают цветочные структуры либо их видимые характеристики, либо элементы вознаграждения, которые они получают (еда, укрытие и т. Д.) .).

Взаимоотношения растений и опылителей означают важное взаимодействие, которое формирует эволюцию цветочной структуры в то же время, что и животных, которые их опыляют. По этой причине нет ничего странного в том, чтобы получить цветы, специально адаптированные к строению ваших посетителей.

Абиотическое опыление

Абиотическое опыление происходит благодаря участию «неживых» существ, таких как ветер и вода. Первый известен как анемофильное опыление, а второй - как гидрофильный.

Фотография растения и его пыльцы (Источник: pixabay.com)

Растения, опыляемые водой, ограничены (что логично) водной средой и часто имеют цветы с очень специфической структурой, чтобы гарантировать как высвобождение, так и прием половых клеток.

Важность для окружающей среды

Опыление - важнейший процесс в жизненном цикле многих покрытосеменных растений. Поскольку без опыления не происходит оплодотворение, а без последнего не образуются семена, опыление жизненно важно не только для растений, но и для многих животных, которые ими питаются.

Сам процесс очень важен для поддержания генетической изменчивости видов растений, что важно для появления адаптивных механизмов против различных факторов окружающей среды, таких как изменение климата, присутствие патогенов и т. Д.

Это также важный процесс для мирового сельскохозяйственного производства, с антропоцентрической точки зрения.

Ссылки

1. Фаэгри, К., и ван дер Пейл, Л. (1979). Принципы экологии опыления (3-е изд.). Pergamon Press.
2. Генрих Б. и Рэйвен PH (1972). Энергетика и экология опыления. Наука, 176 (4035), 597-602.
3. Наборс, М. (2004). Введение в ботанику (1-е изд.). Pearson Education.
4. Пико Ф., Родриго А. и Ретана Дж. (2008). Демография растений. Population Dynamics, 2811–2817.
5. Соломон, Э., Берг, Л., и Мартин, Д. (1999). Биология (5-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: издательство Saunders College.