Jak ve zkratce probíhá opylení?
Květ je zkrácený upravený výhon krytosemenných rostlin, specializovaný na tvorbu spór a gamet, jakož i na realizaci pohlavního procesu, jehož výsledkem je vývoj plodu se semeny.
Struktura květiny
Začněme klasifikovat části květiny. Květina se skládá z:
- Kmenová část, ve které vyniká:
- Pedicel – rozvětvení stonku, na kterém se nachází květ
- Nádobka – rozšířená horní část stopky, ze které vybíhají sepaly, okvětní lístky, tyčinky a pestíky
- Sepaly jsou upravené listy, které tvoří kalich květu.
- Okvětní lístky – vnitřní upravené listy, které tvoří korunu květu
Všimněte si, že v botanice existuje něco jako periant: toto je název vnější části květiny obklopující reprodukční orgány. Perianth se obvykle skládá z vnějšího prstence sepalů (kalich) a vnitřního prstence z okvětních lístků (corolla).
- Tyčinka je samčí rozmnožovací orgán květu, skládající se z vlákna a prašníku, v jejichž hnízdech se tvoří pyl. Každé pylové zrno obsahuje 2 haploidní buňky: vegetativní a generativní.
- Pestík je hlavní částí květu, který se nachází ve středu a je ženským reprodukčním orgánem.
Skládá se z vaječníku – spodní ztluštělá část pestíku, ze kterého se následně tvoří plod, stylu – střední část pestíku mezi vaječníkem a bliznou a samotného bliznu – široká horní část pestíku. , který přijímá pyl.
Ve vaječníku pestíku se tvoří vajíčka, která po opylení a oplození tvoří semena. Existují květy s horním vaječníkem – brambory, hrách, ředkvičky, hřebíček a květy s dolním vaječníkem – v okurkách, zvoncích, slunečnicích. Horní vaječník je volný a lze jej snadno oddělit od květu. Je mnohem obtížnější izolovat spodní vaječník bez poškození květu, protože roste společně s tyčinkami, listy periantu a dokonce i s nádobou (u okurky).
Všimněte si zejména přítomnosti nektárií (medových koláčů) v květu. Přitahují opylující hmyz vylučováním nektaru, sladké šťávy s charakteristickým zápachem. Při pokusu o sběr nektaru hmyz třese generativní částí květu a rozhazuje pyl na sebe, na bliznu (kvůli které dochází k opylení) a na další části květu. Hmyz sám slouží jako opylovač, přenáší pyl z jedné květiny na druhou na svém těle a končetinách.
Perianth
Sepaly a okvětní lístky dohromady tvoří periant. Okvětí květu je dvojité a jednoduché. Dvojitý periant zahrnuje kalich a korunu, které se nacházejí u jabloní, hrachu a brambor. Pokud není periant rozdělen na kalich a korunu, pak se nazývá jednoduchý. Jednoduchý periant se skládá z lístků, charakteristických pro cibuli, duby, břízy, tulipány a konvalinky. Některé rostliny nemají periant, jejich květy se nazývají „nahé“: topol, vrba.
Šálek
- Oddělený kalich – skládá se z od sebe oddělených kališních lístků: u divoké ředkvičky, jahodníku
- Složený kalich – sepaly srostlé: u hřebíčku, hrachu
Šlehač
- Volně okvětní – okvětní lístky korunky jsou od sebe odděleny
- Spinopetalous – okvětní lístky koruny rostou společně
V budoucnu, když budeme studovat rodiny krytosemenných rostlin, budeme studovat vzorce květin. Pamatujte si, že pokud některé části květiny rostou společně, pak v květinovém vzorci je jejich počet uveden v závorkách.
květinová symetrie
- Pravidelný (aktinomorfní), přes který lze nakreslit mnoho rovin symetrie. Správné květy se nacházejí v karafiátech, liliích, okurkách. Ve vzorci jsou takové květiny označeny *
- Nepravidelné (zygomorfní), takové květy mají pouze jednu rovinu symetrie. Hrách, šalvěj a hledík mají květy tohoto typu. Ve vzorci je taková květina označena znaménkem ↑
Monoecious a dioecious rostliny
Oboupohlavné květy mají v jednom květu tyčinky i pestíky. Existují však rostliny, u kterých jsou tyčinky a pestíky umístěny na různých květech. Takové rostliny mají buď tyčinky (tyčinkové květy) – samčí květy, nebo pestíky (pistilátové květy) – samičí květy. V závislosti na uspořádání samčích a samičích květů se tyto rostliny dělí na:
- Monoecious – mají samčí i samičí květy umístěné na stejné rostlině: kukuřice, bříza, dýně.
- Dvoudomé – mají samičí i samčí květy umístěné na různých rostlinách: topol, konopí, vrba.
Podělím se o svou vlastní asociaci, abyste si tyto pojmy mohli úspěšně zapamatovat. Představte si, že velké množství hostů přišlo navštívit bohaté majitele. Bohatí majitelé postavili na pozemku dva domy a mají možnost oddělit všechny hosty, takže muži se oddělí od žen a odejdou do různých domů („dvoudomé rostliny“). Pokud se ukáže, že hostitelé jsou méně bohatí, pak mají pouze jeden dům, takže mužští i ženský hosté budou muset hledat místo, kde strávit noc ve stejném domě („jednodomé rostliny“).
vajíčko
Také se nazývá semeno. Je to mnohobuněčný orgán vytvořený ve vaječníku, ze kterého se vyvíjí semeno. Tkáně vaječníku tvoří výběžek (výrůstek), nazývaný placenta, se kterým je vajíčko připojeno uvnitř vaječníku. Vajíčko komunikuje s placentou pomocí pedicelu.
Proces je lokalizován v jádře zvaném megasporangium. Mateřská buňka (2n) se začne dělit meiózou a podle očekávání se vytvoří čtyři buňky – čtyři haploidní megaspory (n). Z nich tři odumřou, přežije pouze jeden, v blízkosti chalazy – tkáně, kde jsou spojeny integument a nucellus.
Pamatujte, že samičí gametofyt, zárodečný vak, se vyvíjí z megaspory. Gametofyt v rostlinách je haploidní mnohobuněčná fáze ve vývojovém cyklu, která se střídá se sporofytem, diploidní fází.
Jádro megaspory se třikrát dělí endomitózou (zdvojnásobení počtu chromozomů uvnitř jaderného obalu, bez zničení jadérka a bez tvorby filament štěpného vřeténka). V důsledku toho se vytvoří 8 jader, 4 jádra na každém pólu zárodečného vaku. V této osmijaderné fázi je dělení jádra samičího gametofytu ukončeno.
Z každého ze dvou pólů je do středu zárodečného vaku, tzv. polárních jader, vysláno jedno jádro. Na pólech zárodečného vaku tedy zbývají tři. Dvě buňky ve středu se spojí a vytvoří centrální buňku, diploidní (2n) sadu chromozomů. Na mikropylárním pólu zárodečného vaku se jedna z největších buněk změní na vajíčko a další dvě se stanou pomocnými buňkami – synergidy, buňkami s krátkou životností. Společně tvoří vajíčko a synergidy vaječný aparát.
Naproti vaječné buňce se synergidy, na opačném pólu zárodečného vaku, jsou tři antipodální buňky.
Lokalizováno v mikrosporangiích – hnízdech prašníků. Diploidní mateřská buňka se dělí meiózou, což vede k vytvoření čtyř mikrospor s haploidní sadou chromozomů. Každá z mikrospor se dělí mitózou, výsledkem jsou dvě buňky: velká vegetativní a menší generativní – tyto dvě buňky tvoří pylové zrno (pyl). Pylové zrno se skládá ze dvou membrán – vnitřní (vnitřní) a exinové (vnější).
Je důležité si uvědomit, že z generativní buňky v době oplodnění (ještě v prašníku (před opylením) nebo v pylové láčce (po opylení) se tvoří samčí zárodečné buňky – spermie, nezbytné pro proces oplodnění. mitóza. Pamatujte, že samčí gametofyt semenné rostliny je pylové zrno.
Opeření
Samoopylení je opylení uvnitř téhož jedince, možné: geitonogamie (z řeckého géitōn soused a gámos manželství) nebo autogamie v rámci stejné květiny (ze starořeckého αὐτός – „já“ a γάμος – „manželství“ ). Samoopylení pomáhá rostlinám přežít v nepříznivých podmínkách prostředí, na ostrovech vzdálených od pevniny, v tundře – když je křížové opylení obtížné nebo nemožné.
Známky samosprašných rostlin: chybí vůně a nektar, tyčinky jsou vyšší než pestíky, někdy dozrává pyl i v poupěti a k opylení dochází v květu ještě před rozkvětem.
Přenos pylu z prašníku květu jedné rostliny na bliznu pestíku jiné rostliny. Zaznamenáváme umělé opylení, které člověk vědomě provádí za účelem zvýšení produktivity nebo šlechtění nových odrůd. Provádí se za pomoci vody, větru a zvířat. Zde je nutné zavést nové pojmy:
Takové rostliny mají tyto charakteristické rysy: mají malé květy, nenápadnou okvětí, květy jsou bez nektarů (to znamená, že není cítit, v květech není žádný nektar). Větrné rostliny rostou většinou ve velkých shlucích (houští rákosí, březové háje), kvetou brzy na jaře, ještě před objevením listů. Tyčinky jsou umístěny na dlouhých, visících vláknech tyčinek. Je tam hodně pylu, je malý, lehký a suchý.
Díky přítomnosti vzdušných vaků mohou pylová zrna cestovat na velké vzdálenosti, dosahující desítek kilometrů: 30-35 km u břízy a až 400 km u olše.
Tyto rostliny se vyznačují velkými květy, malými – shromážděnými v květenstvích. Mají nektary a charakteristickou vůni (aroma), která je důležitá zejména pro přilákání hmyzu. Pylu je málo, je velký, těžký, lepkavý. Jeho vnější vrstva (exine) je často pokryta různými zařízeními, které pomáhají ulpívat na hmyzu: hlízy, trny, hřebeny.
Teď už přesně víte, proč by se krásným dívkám měly dávat rostliny opylované hmyzem, a ne ty opylované větrem (na prvním rande je určitě lepší hrát na jistotu s rostlinami opylovanými hmyzem, i když pokud chcete překvapit, jděte do březový háj
Оплодотворение
Oplodnění je splynutí spermie, spermie (samčí reprodukční buňka) s vajíčkem, vajíčkem (samičí reprodukční buňka), což vede k vytvoření zygoty. Tak či onak se pyl (pylové zrno) dostane na bliznu. Vegetativní buňka začíná prorůstat do pletiva pestíku, rozpouští je a vytváří pylové láčky. Z generativní buňky se vytvoří dvě spermie.
Pylová láčka prorůstá do embryonálního vaku a umožňuje spermiím dosáhnout vajíčka. Dále se u kvetoucích rostlin vyskytuje unikátní jev, který objevil S.G. Navashin – dvojité oplodnění. Jak si vzpomínáte, z generativní buňky se vytvořily dvě spermie. Podstatou dvojitého oplodnění je, že jedna ze spermií splyne s vajíčkem (oplodní je) a vytvoří zygotu (diploid), ze které se vyvine embryo. Druhá spermie splyne s centrální buňkou (tato buňka je v době fúze již diploidní) a vytvoří endosperm (triploid) – rezervní živinu.
Po oplodnění se časem z vajíček vytvoří semena. Z integumentu vajíčka (z latinského integumentum – obal, obal) se tvoří semenný obal. Oplodí se tvoří ze stěn vaječníku pestíku.
Květenství
Květy, zvláště u hmyzem opylovaných rostlin, jsou zřídka uspořádány jednotlivě. Nejčastěji květy tvoří hrozny – květenství. Květenství je část jednoletého výhonu rostliny, nesoucí květy a upravené listeny, v jejichž paždí se květy nebo květenství nacházejí.
Květenství s jednou osou, hlavní, na které se nacházejí květy, se nazývají jednoduché. Mezi jednoduchá květenství patří:
- Raceme – květy jsou střídavě připojeny k nerozvětvené protáhlé hlavní ose. K dispozici v konvalince a ptačí třešni.
Květenství se nazývají komplexní, ve kterých se na hlavní ose nenacházejí květy, ale soukromá (částečná) květenství.
- Panice je jiný název pro složitý kartáč. Větve hlavní osy a z ní vycházejí boční osy, na kterých jsou umístěny květiny – v šeříku nebo klásky: v ovsu, rýži, proso.
© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2024
Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.
U rostlin začíná kvetení od okamžiku, kdy se květy otevřou, a pokračuje, dokud nezaschnou. Doba kvetení se u jednotlivých rostlin liší. Může trvat méně než hodinu (některé lekníny) nebo déle než dva měsíce (tropické orchideje).
Opylení květů je možné pouze v období květu rostlin. Při opylení se pyl přenáší z prašníků tyčinek na bliznu pestíku. Po opylení se pohlavní buňky spojí, to znamená, že dojde k oplodnění. Buňka, která je výsledkem procesu oplodnění, se nazývá zygota.
Pokud pod opylení rozumět v rostlinách přenos pylu z prašníků tyčinek na bliznu pestíku, pak můžeme dojít k závěru, že opylení je charakteristické pouze pro kvetoucí rostliny. Není to však tak docela pravda. Opylení větrem se vyskytuje také u nahosemenných rostlin.
Nejčastěji k přenosu pylu v rostlinách dochází pomocí hmyzu nebo větru. Dochází také k samoopylení v poupěti, umělému opylení (prováděné člověkem) a přenosu pylu vodou.
V přírodě je rozšířené křížové opylení, kdy pyl jedné rostliny opyluje květy jiné. K samosprašování však nedochází pouze u samosprašných rostlin, stává se také, že se rostlina samosprašuje pomocí hmyzu nebo větru.
Pokud se pyl přenese na bliznu vlastního květu, pak se takové opylení nazývá samoopylení. Pokud se pyl přenese na bliznu jiné květiny, dojde ke křížovému opylení.
Většina rostlin se křížově opyluje. Takové opylení má oproti samoopylení výhody, protože dceřiná rostlina získá vlastnosti od dvou rodičů.
Pyl může být přenášen z tyčinek na blizny větrem, vodou, hmyzem, dokonce i ptáky a jinými zvířaty. V procesu historického vývoje rostlinného světa na Zemi si rostliny vyvinuly různé adaptace na faktory živé i neživé přírody, které provádějí opylování.
Pro zamezení samosprašnosti u rostlin se květy dělí na samčí a samičí, i jednotlivé rostliny jsou pouze samčí nebo samičí (vyrůstají květy pouze s pestíky nebo pouze tyčinkami). Pokud jsou tyčinky a pestík na stejném květu, mohou dozrát v různých časech nebo pestík nemusí být vnímavý k pylu svého květu.
Obrovskou roli v opylování hraje hmyz. Květiny jim poskytují potravu ve formě sladkého nektaru nebo velkého množství pylu. Na rostlinách opylovaných hmyzem se vyvinuly jasně vonné květy.
U větrem opylovaných rostlin (opylovaných větrem) je blizna pestíku dlouhá a rozvětvená a tyčinky mají dlouhá vlákna. Díky tomu pestík snáze zachytí pyl a tyčinky jej rozptýlí. Perianth u větrem opylovaných rostlin může zcela chybět nebo může být velmi malý a nikdy není světlý ani voňavý. Květy se často shromažďují v dlouhých květenstvích pohupujících se ve větru. Tyčinky produkují hodně světlého pylu.
U vodních a polovodních rostlin je pyl obvykle transportován vodou.
U samosprašných rostlin (pšenice, rajče) dochází k opylení obvykle v poupatech, kdy květ ještě plně nerozkvetl.
Existují rostliny, které mají jak samosprašné, tak cizosprašné. Samosprašné květy se v tomto případě objevují na konci kvetení a jsou menší a nenápadnější. Samoopylení je jako pojistka pro případ, že by se rostlina neopylila. K tomu často dochází v chladných nebo pouštních oblastech Země, kde rostliny rostou velmi řídce.
Samoopylení je méně výnosný způsob opylení, protože nedosahuje genetické diverzity, která je možná u křížového opylení. Předpokládá se, že samoopylení vzniklo jako adaptace na podmínky, kdy není možné křížové opylení.
Proč je samoopylení klasifikováno jako pohlavní rozmnožování, pokud se na reprodukci podílí jeden organismus? Protože se tvoří pohlavní buňky, dochází k rekombinaci genů a dceřiní jedinci nejsou přesnými genetickými kopiemi matky, jak se to děje během vegetativního množení. Samosprašné rostliny se navíc mohou křížit. Toho často využívají lidé v chovu.
Jen asi 10 % krytosemenných rostlin je samosprašných, zbytek je cizosprašných. Příklady samosprašných rostlin jsou pšenice, oves, hrách, fazole, fialky a rajčata.
Opylení hmyzem
Mnoho kvetoucích rostlin je opylováno hmyzem. Tato adaptace byla vyvinuta u rostlin během procesu evoluce. Přitahují opylující hmyz sladkým nektarem a pylem. Hmyz sedne na květinu a zašpiní se pylem. Pak přiletí na květ jiné rostliny stejného druhu a nechá tam část pylu z první rostliny. Druhý květ je tedy opylován pylem z prvního. Pyl z druhého květu může skončit na bliznu květu třetí rostliny atd.
Rostliny opylované hmyzem mají obvykle buď světlé, velké květy nebo květenství. V každém případě jsou dobře viditelné. Květiny často vydávají příjemnou nebo nepříliš příjemnou vůni, která přitahuje hmyz. Hmyz se živí nejen pylem, ale také nektarem, který vylučují nektary, obvykle umístěné na bázi květních plátků.
Během procesu evoluce se nejen rostliny přizpůsobily opylení hmyzem, ale hmyz se přizpůsobil také určitým kvetoucím rostlinám. V přírodě proto často dochází k jevu, kdy je jeden druh rostliny opylován pouze jedním druhem hmyzu. Například hledíky jsou opylovány pouze čmeláky. (To ale neznamená, že čmeláci opylují pouze hledíky.)
Opylování hmyzem je považováno za účinnější než opylení větrem. Při opylování hmyzem tedy rostliny nepotřebují produkovat obrovské množství pylu.
opylování větrem
Krytosemenné rostliny opylené větrem se zjevně vyvinuly dříve než rostliny opylované hmyzem. Při opylování větrem nejsou potřeba velké vonné květy nebo květenství. Je však nutné produkovat mnohem více pylu, protože většina se nedostane k cíli, spadne na zem a je odnášena kolem květů.
Opylování větrem je nejúčinnější, když rostliny stejného druhu rostou spíše ve skupinách než jednotlivě. Takže na kukuřičném poli k opylení téměř jistě dojde, ale pokud na zahradě zasadíte několik rostlin kukuřice, pak na podzim skončíte s poloprázdnými klasy, protože na blizny květin padalo málo pylu.
Mnoho stromů je opylováno větrem. Jejich pyl je lehký a suchý. Takové stromy rostou v houštinách (bříza, líska) a kvetou ještě před rozkvětem listů, aby nepřekážely při přenosu pylu.
Rostliny, které se specializují na opylování větrem, mají malé, nenápadné květy, protože nepotřebují světlé a velké. Často jsou však pozorována dlouhá vlákna tyčinek a velké prašníky. Takové tyčinky visí z květu, vítr je kymácí, v důsledku čehož z nich snadno vypadává pyl a je odnášen větrem.
