ОПЫЛЕНИЕ И ОПЛОДОТВОРЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

у высших растений органом размножения является цветок. В нем находятся главные его части — пестик (женский орган цветка) и тычинки (мужские органы), расположенные вокруг пестика. Пестик состоит из расширенной полой нижней части, называемой завязью, вытянутого столбика, который оканчивается расширением — рыльцем. В глубине завязи цветка развивается плод. Тычинка состоит из тонкой тычиночной нити и пыльника (пыльцевой мешочек), находящегося на верху тычинки. В пыльнике образуется пыльца. Когда она созреет, пыльники раскрываются и пыльцевые зерна переносятся на липкую поверхность рыльца пестика. Этот процесс называется опылением. Попавшая на рыльце пестика пыльца прорастает до полости завязи, в которой мужские и женские половые клетки сливаются, в результате происходит оплодотворение и зарождение плода.

В зависимости от способа переноса пыльцы растение подразделяют на ветроопыляемые (анемофильные) и насекомоопыляемые (энтомофилъные). В первом случае пыльца с одних растений на другие переносится ветром, во втором — насекомыми, посещающими цветки ради сбора нектара и пыльцы. Наряду с этим энтомофильные растения привлекают насекомых также ароматом цветков, их яркой окраской и формой соцветия. К числу ветроопыляемых относятся примерно 20%, а насекомоепыляемых около 80%.

Ветроопыляемые растения (рожь, кукуруза, береза, тополь, дуб, орешник, сосна и др.) имеют, как правило, мелкие невзрачные цветки и выделяют большое количество легкой пыльцы. Во время цветения этих растений можно наблюдать огромное скопление в воздухе пыльцы, при передвижении которой с воздушным потоком она попадает на рыльца цветков. Для опыления требуется пыльцевых зерен во много раз меньше того количества, которое выделяется тычинками растений, поэтому остальная пыльца гибнет.

Иначе обстоит дело с опылением энтомофильных растений. Они выделяют пыльцы намного меньше, чем ветроопыляемые растения. Их пыльца липкая, тяжелая и может быть перенесена с цветка на цветок только насекомыми. Этот способ опыления является более надежным. Насекомые доставляют на своем теле пыльцевые зерна с мужских органов одних цветков непосредственно на женские органы других цветков.

Особенно хорошие результаты получают, когда пчелы переносят пыльцу с растений одного вида, но произрастающих в различных условиях почвенного питания, микроклимата и рельефа. В этих случаях на рыльца пестиков попадает смесь разнокачественной пыльцы большого количества растений, причем прорастает только та пыльца, которая в большей степени отвечает требованиям растения, то есть происходит избирательное оплодотворение.

Растения, выращенные из семян, полученных при многократном посещении цветков пчелами, в первом и втором поколениях отличаются лучшим развитием, большей мощностью и повышенным ростом. Такие растения дают более жизнеспособные семена и образуют плоды с лучшими товарными качествами.

Преимущества перекрестного опыления растений насекомыми и положительные явления многократного посещения ими цветков растений, произрастающих в различных условиях, были выявлены еще в середине прошлого столетия Ч. Дарвином.

Когда пыльца попадает с тычинок на рыльце пестиков своего же цветка, происходит самоопыление. Перенос пыльцы с пыльников одного растения на рыльце пестиков цветков другого растения того же вида называется перекрестным опылением. Из культурных растений размножаются путем самоопыления, например, пшеница, вика, соя, горох, ячмень и др. Такие растения как гречиха, клевер красный, эспарцет, яблони большинства сортов, нуждаются только в перекрестном опылении. При этом следует отметить, что перекрестное опыление способствует получению более мощных, плодовитых и жизнеспособных растений. Есть группа растений, которые сохранили способность к самоопылению (подсолнечник, люцерна, хлопчатник, малина, крыжовник и некоторые другие), но и они при перекрестном опылении насекомыми дают более высокие урожаи.

У многих растений в процессе длительного эволюционного развития выработался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопылению и способствующих перекрестному опылению. У целой группы растений невозможно самоопыление, потому что у них женские цветки с пестиками развиваются на одном экземпляре, а мужские с тычинками на другом (однополые). Такие растения принято называть двудомными. В эту группу входят ива, тополь, конопля, клубника и др. Есть растения, у которых цветки, так же как и у двудомных растений, имеют или тычинки или пестики, но они находятся на одном и том же экземпляре. Такие растения называют однодомными.

Препятствием самоопылению является неодновременное созревание тычинок и пестиков, находящихся в одном и том же цветке (обоеполый цветок). Так, у подсолнечника, крыжовника, кипрея пыльники созревают раньше, чем рыльце, а у яблони, груши, подорожника и других раньше созревает рыльце. В этих случаях опыление происходит пыльцой с других цветков, перенесенной насекомыми. У ряда растений (гречиха, медуница, дербенник) самоопыление затруднено из-за того, что цветки имеют разностолбчатые органы: у одних длинные тычинки и короткие пестики, у других наоборот — длинные пестики и короткие тычинки. Поэтому в пределах цветка опыление собственной пыльцой, как правило, не осуществляется.

У некоторых растений (клевер красный, эспарцет) наблюдаются явления самобесплодности (самостерильности). В этом случае собственная пыльца на рыльце цветка не прорастает или прорастает значительно медленнее, чем попавшая с другого цветка. Самобесплодность встречается у яблони, груши, черешни и ряда других плодовых и ягодных культур, оплодотворение у которых происходит лишь в том случае, если на рыльце пестиков одного сорта попала пыльца с цветков другого сорта. Чтобы создать условия для нормального плодоношения этих культур, необходимо в садах иметь соответствующие сорта плодовых деревьев, обеспечивающие межсортовое опыление.