Как опыляются цветы: Искусственное опыление растений

Разное

Содержание

Искусственное опыление растений

При опылении пыльца переносится с одного цветка на другой. При естественном опылении процесс происходит с участием насекомых, ветра, воды, животных, а при искусственном - пыльца переносится человеком.

Искусственное опыление растений применяется для выведения новых сортов растений или как дополнение к естественному для повышения урожайности, выращиваемых в закрытом грунте культур. При искусственном опылении совсем не требуется наносить пыльцу вручную на все цветки, достаточно обработать до 10% цветков для повышения урожая.

Мужские и женские цветки

Искусственное опыление - очень трудоёмкий процесс. Для его проведения необходимо в строго определённый срок с растения-опылителя собрать бутоны, которые вот-вот раскроются или уже начали раскрываться. При этом важно правильно определить мужские цветки и женские. Завязь образуется на женских цветках, которых отличает наличие пестика, а на мужских образуется пыльца, и они имеют тычинки. У некоторых видов растений легко определить мужские цветы по размеру, они гораздо крупнее женских и начинают распускаться раньше.

Время опыления

Проводить процедуру необходимо в сухой солнечный день, при температуре окружающего воздуха от 25 до 30 градусов тепла. При температуре выше +30 градусов процесс оплодотворения останавливается. Первая половина дня больше подходит для опыления.

Методы искусственного опыления

Существует несколько методов искусственного опыления, но суть каждого заключается в том, чтобы собрать пыльцу и перенести её на женские цветки. Для этого осторожно отделяют пыльники от тычиночных нитей и на плотной бумаге оставляют на срок до трёх суток для просушки, оберегая от прямых солнечных лучей. За это время пыльники высыхают и лопаются. Освободившуюся пыльцу собирают в стеклянные пробирки, которые закрывают ватой.

Из обычного ластика изготавливают инструмент для переноса пыльцы. Он представляет собой пирамидку, размером не больше трёх горошин, которую насаживают на проволоку. В качестве инструмента можно использовать кисточку с мягким ворсом или ватную палочку. Инструменты, при помощи которых осуществляется перенос пыльцы, должны быть сухими и чистыми.

Опылять цветок, который должен быть раскрытым, лучше через несколько дней после распускания. Ещё одним условием успеха является зрелость пестика – на его рыльце должна выступить клейкая жидкость, к которой прилипнет пыльца.

Извлечённые из пробирки зёрна пыльцы, переносят на рыльце пестика опыляемого цветка осторожными движениями, стараясь не повредить соцветия. Процедуру необходимо повторить ещё несколько раз в ближайшие дни. Чтобы убедиться в том, что пыльца прилипла к пестику можно использовать увеличительное стекло.

Для проведения искусственного опыления растений можно срезать мужской цветок, аккуратно обрезать лепестки, причём важно не прикасаться к тычинкам пальцами, затем прикоснуться им к женскому, чтобы пыльца попала на рыльце. Данный метод подходит для искусственного опыления арбуза, кабачков, тыквы.

Если цветоножки хрупкие, перед процедурой стебли закрепляют к опоре и, постукивая по подвязке, собирают пыльцу, которую потом с помощью кисточки, пирамидки или ватной палочки переносят на цветки, или сразу проводят кисточкой по тычинкам, а затем переносят на рыльце женского цветка. Причём можно собрать пыльцу сразу с нескольких мужских цветков. Данный способ применяют для опыления растений с мелкими цветками, например дыни, огурцов.

Использование вентилятора, который создаёт поток воздуха, позволит улучшить опыление и увеличить получение плодов.

Если искусственное опыление растений производится для получения нового сорта, то необходимо принять меры для того, чтобы на цветок не попала пыльца от случайного растения. Материнское растение должно быть выращено в хороших условиях, на хорошо удобренных почвах.

Для предотвращения попадания на пестик посторонней пыльцы на цветок надевают защитные бумажные мешочки, или закрывают бутон прищепкой, бумажным скотчем. У бутонов, готовых к распусканию, удаляют пыльники, затем на них снова надевают защитный мешочек. В оптимальные сроки, когда на пестике появляется влага, производят перенос пыльцы и снова надевают защитные мешочки на цветок и оставляют их на завязи до созревания плодов.

Похожие статьи:

Цветение и опыление растений

У растений цветение наступает с момента раскрытия цветков и продолжается до их засыхания. Продолжительность цветения у растений различна. Оно может длиться меньше часа (некоторые кувшинки) или продолжаться более двух месяцев (тропические орхидеи).

Только в период цветения растений возможно опыление цветков. При опылении пыльца переносится с пыльников тычинок на рыльце пестика. После опыления половые клетки сливаются, то есть происходит оплодотворение. Клетка, получившаяся в процессе оплодотворения, называется зиготой.

Если пыльца переносится на рыльце пестика своего же цветка, то такое опыление называют самоопылением. Если же пыльца переносится на рыльце другого цветка, то имеет место перекрестное опыление.

У большинства растений происходит перекрестное опыление. Такое опыление имеет преимущества перед самоопылением, так как дочернее растение получит признаки от двух родителей.

Переносить пыльцу с тычинок на рыльца могут ветер, вода, насекомые, даже птицы и другие животные. В процессе исторического развития растительного мира на Земле у растений возникли различные приспособления к факторам живой и неживой природы, которые осуществляют опыление.

Чтобы препятствовать самоопылению у растений цветки делятся на мужские и женские, даже отдельные растения бывают только мужскими или женскими (на них растут цветки только с пестиками или только с тычинками). Если тычинки и пестик находятся на одном цветке, то они могут созревать в разное время, или пестик может быть не восприимчив к пыльце своего цветка.

Огромную роль в опылении играют насекомые. Цветки дают им пищу в виде сладкого нектара или большого количества пыльцы. У насекомоопыляемых растений развились яркие пахнущие цветки.

У ветроопыляемых растений (опыляемых с помощью ветра) рыльце пестика длинное и ветвистое, у тычинок длинные тычиночные нити. Так пестику легче улавливать пыльцу, а тычинкам ее разбрасывать. Околоцветник же у ветроопыляемых растений может вовсе отсутствовать или быть очень маленьким, и никогда не бывает ярким и пахнущим. Цветки часто собраны вы длинные качающиеся на ветру соцветия. В тычинках образуется много легкой пыльцы.

У водных и околоводных растений пыльца обычно переносится с помощью воды.

У самоопыляемых растений (пшеница, томат) обычно опыление происходит еще в бутонах, когда цветок еще не расцвел в полной мере.

Бывают растения, у которых есть как самоопыление, так и перекрестное опыление. Самоопыляемые цветки в таком случае появляются в конце цветения и более мелкие и невзрачные. Самоопыление является как бы страховкой на случай, если не произошло перекрестного опыления растения. Такое нередко встречается в холодных или пустынных областях Земли, где растения растут очень разреженно.

Опыление

Под опылением у растений обычно понимают перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. Поскольку цветки есть только у покрытосеменных растений, то уместно говорить лишь об их опылении. Однако, например, опыление с помощью ветра есть у голосеменных.

Чаще всего перенос пыльцы у растений происходит с помощью насекомых или ветра. Также встречается самоопыление в бутоне цветка, искусственное опыление (осуществляемое человеком), перенос пыльцы водой.

В природе широко распространено перекрестное опыление, когда пыльцой одного растения опыляются цветки другого. Но самоопыление встречается не только у самоопыляемых растений, бывает что растение самоопыляется с помощью насекомых или ветра.

Опыление насекомыми

Многие цветковые растения опыляются насекомыми. Такое приспособление выработалось у растений в процессе эволюции. Они привлекают насекомых-опылителей сладким нектаром и пыльцой. Насекомое садится на цветок и пачкается пыльцой. Далее летит на цветок другого растения того же вида и оставляет там часть пыльцы с первого растения. Таким образом, второй цветок опыляется пыльцой первого. Пыльца же второго цветка может оказаться на рыльце цветка третьего растения и т. д.

Насекомоопыляемые растения обычно имеют либо яркие крупные цветки, либо соцветия. В любом случае они хорошо заметны. Часто цветки источают приятный или не очень запах, привлекающий насекомых. Насекомые питаются не только пыльцой, но и нектаром, который выделяется нектарниками, находящимися обычно у оснований лепестков цветка.

В процессе эволюции не только растения приспосабливались к опылению насекомыми, но и насекомые приспосабливались к определенным цветкам растениям. Поэтому в природе часто встречается явление, когда один вид растения опыляется только одним своим видом насекомого. Например, львиный зев опыляется только шмелями. (Но это не значит, что шмели опыляют только львиный зев.)

Опыление насекомыми считается наиболее эффективным, чем опыление ветром. Поэтому при опылении насекомыми растениям не требуется производить огромное количество пыльцы.

Опыление ветром

Ветроопыляемые покрытосеменные растения по-видимому эволюционно возникли раньше насекомоопыляемых. При опылении ветром не нужны крупные пахнущие цветки или соцветия. Однако требуется производить куда больше пыльцы, так как основная часть ее не достигает цели, опадает на землю и уносится мимо цветков.

Опыление ветром наиболее эффективно, если растения одного вида растут группами, а не по одному. Так на кукурузном поле опыление почти точно произойдет, а вот если посадить несколько растений кукурузы в саду, то к осени получатся полупустые початки, так как на рыльца цветков попадало мало пыльцы.

Многие деревья являются ветроопыляемыми. Их пыльца легкая и сухая. Такие деревья растут зарослями (березовая роща, орешник) и цветут еще до распускания листвы, чтобы она не мешала переносу пыльцы.

У растений, которые специализируются на опылении ветром, мелкие невзрачные цветки, так как яркие и большие им не нужны. Зато часто наблюдаются длинные тычиночные нити и крупные пыльники. Такие тычинки свисают из цветка, ветер их колышет, в результате чего из них легко высыпается пыльца и уносится ветром.

Как цветы обманывают пчел: опыление не то, чем кажется. Отрывок из книги "Жужжащие"

Тор Хэнсон известен некоторым читателям в России: в 2018-м "Альпина нон-фикшн" выпустила его книгу "Триумф семян". "Жужжащие. Естественная история пчел" в каком-то роде с ней связана: на английском в названии говорится о необходимости этих насекомых, которая заключается в том, чтобы переносить пыльцу с одного растения на другое (так и появляются семена). Это именно что необходимость: от большинства сельскохозяйственных культур иначе просто не будет толку. Но в "Жужжащих" рассказано еще много о чем: например, почему предки современных пчел стали вегетарианцами, как мед мог поспособствовать эволюции человека, почему матки шмеля любят жить в сапогах.

© Альпина нон-фикшн

Если вы обратитесь к соответствующим страницам учебника по биологии, то почти всегда встретите описание опыления в возвышенных тонах, где цветы предоставляют нектар как "вознаграждение" посещающим их "благодетелям". Ученые называют разновидность такой биологической взаимовыгодной связи мутуализмом. Но копните поглубже, и вы увидите, что некоторые исследователи без прикрас пишут о "манипуляции" и "эксплуатации". Потому что на огромном цветковом фуршете далеко не все раздается бесплатно и из милости. Нектар, к примеру, растениями производится с большими затратами, и они его просто так не предложат, как чашу со сладостями в Хеллоуин. Большинство цветков выделяют его по расписанию и в определенных количествах, в зависимости от места, времени и продолжительности посещения пчелами. Несмотря на содержащиеся сахарá, нектар достаточно сладок, чтобы привлечь пчел, но все же не настолько приторный, как они предпочитают. (Ведь для самих себя пчелы приготовляют очень сладкий мед.) Размах и хитроумность манипулирования опылителями просто изумляют. В нектаре некоторых растений содержится кофеин, что побуждает пчел запоминать их и возвращаться именно к этим цветкам, пчелы буквально "подсаживаются" на них. Спрятанный на дне шпорцев или трубок венчиков нектар заставляет нырять за ним глубоко внутрь цветка, по пути продвигаясь через тычинки с пыльниками. Другие цветки используют пыльцу (и даже съедобные масла) в качестве приманки, которая часто надежно упрятана в глубине цветка, в различных шпорцах или специальных кармашках, что вынуждает пчел дольше оставаться на одном месте, вытрясая или буквально выцарапывая свое вознаграждение. Неважно, поникающие или прямостоячие, цветки, как правило, предоставляют пчелам опорные или посадочные площадки, микрорельеф которых имеет важное значение. В отличие от других частей растений, клетки эпидермы лепестков конусовидные, часто с заостренными выступающими сосочками на наружных стенках. Если в лаборатории с поверхности лепестков удалить эти крошечные сосочки, то пчелы при посадке начнут скользить и перебирать ногами, как собаки на паркете. Особенности цветков, воздействующие на пчел, разнообразны и широко распространены, как и само опыление пчелами. Но, пожалуй, ни одна другая группа растений не издевается над своими визитерами более изощренно, чем орхидеи, прибегающие порой к открытому мошенничеству.

На эту тему

В тенистых вечнозеленых лесах, среди которых я живу, наступление весны знаменуется появлением россыпи небольших розовых орхидей калипсо (Calypso). Они раскрываются, как раз когда первая шмелиная матка показывается после зимней спячки и отправляется на поиски корма. Орхидеи, испускающие притягательный аромат, с парными узкими шпорцами, рекламирующими нектар, манящими полосами и широкой площадкой для посадки, похожи на идеальную закусочную для пчел. Некоторые виды могут похвастаться даже похожими на пыльники волосками, которые сверкают желтым цветом, словно наполненные пыльцой. Но все это лишь уловка, и любая привлеченная ими пчела получит не более чем бремя в виде двух шариков из пыльцы, прилепленных к задней части ее тела. Пыльца, собранная в плотные образования (поллинии), оказывается вне досягаемости, и пчела не может ими воспользоваться, но это идеальный способ доставки пыльцы другому цветку калипсо, на уловку которого она, скорее всего, опять попадется. На самом деле пчелы очень быстро учатся избегать в дальнейшем подобные цветки, но и такого опыления может быть вполне достаточно, поскольку отдельно взятая орхидея может дать десятки или даже сотни тысяч крошеных семян. Другая весенняя орхидея — венерин башмачок (Cypripedium) — в своей обманной стратегии ушла еще дальше. Завлеченные ароматом пчелы оказываются на короткое время запертыми в глубокой мешковидной губе. Вначале дезориентированные, они устремляются к просвету в задней части цветка, ведущему через узкий канал к выходу. Когда пчелы ползут вверх и наружу, на них оседает пыльца.

© patrickkavanagh/CC BY 2.0 via Flickr

Чтобы перехитрить опылителей, добрая треть всех орхидей полагается именно на форму цветка. Даже те орхидеи, что готовы предложить честное вознаграждение пчелам за работу, часто заставляют их двигаться кругами в попытках добраться до него: где-то нужно проползти, где-то скатиться по скользкому желобку, а где-то буквально переплыть лужицу воды, скопившейся в кармашке. Самцы пчел-эуглоссин, посещая орхидеи в тропиках Америки, проходят через все это (и даже более того), но не ради нектара, а с целью сбора цветочных запахов, необходимых им для брачного ритуала. Сотни разных орхидей для привлечения конкретных видов пчел испускают определенные ароматы, а их хитроумные приспособления для передачи пыльцы подстроены под размер и форму тела этих самых пчел, что еще сильнее укрепляет связь между растениями и опылителями. Одна из самых необычных стратегий орхидей связана с запахами и спариванием, данная разновидность обмана первым исследователям казалась слишком фантастической и неприличной даже в качестве предположения. В XIX в. во время всеобщего помешательства на естественной истории лишь один малоизвестный натуралист-любитель оказался ближе всех к истине.

Преподобный Ральф Прайс, как его отец и дед до него, служил приходским священником и викарием в Лиминдже на юге Англии (графство Кент). Благодаря положению Прайса у него оставалось немало свободного времени для длительных прогулок по сельской местности в поисках редких растений, которые были его истинной страстью. Как ботаник Прайс получил известность за повторное открытие необычного представителя семейства колокольчиковых, а также за наблюдения частых "нападений" пчел на орхидеи рода Ophrys. Безусловно, офрисы долгое время были предметом интереса из-за их причудливых цветков, по форме и окраске похожих на насекомых: с туловищем, крыльями и усиками. До Прайса никто никогда не заявлял о чем-либо подобном, и когда Чарльз Дарвин прослышал об этом, то был озадачен: "Я затрудняюсь предположить, что это значит". Из-за недостаточного внимания со стороны ученых, а также викторианских правил приличия никто больше не решился что-либо еще предположить по этому поводу в течение полувека. Наконец, в 1930-е гг. результаты многочисленных исследований, от Франции до Алжира, позволили прийти к одному и тому же заключению: пчелы не нападали на цветки — они пытались с ними спариться.

Орхидее Ophrys для осуществления успешного перекрестного опыления требуется трехступенчатый изощренный обман. На первом этапе самцы пчел (в некоторых случаях ос) привлекаются ароматом, который в точности напоминает запах готовых к спариванию самок. Далее самцы набрасываются на насекомоподобные цветки и крепко на них удерживаются, уверенные в том, что имеют дело с живыми существами с такими же размерами, формой тела и запахом, как и у самок их вида. И под конец, окаймляющие цветок густые волоски дают самцам ощущение тактильного контакта с мохнатой самкой, что приводит к заключительному акту, которому наука дала хорошо известное название — псевдокопуляция. Со временем доверчивый кавалер понимает, что обознался, а два комочка пыльцы, аккуратно помещенные ему на голову или на брюшко, будут доставлены другому цветку, когда в очередной раз половой инстинкт возьмет верх.

На эту тему

В свою очередь, пчелы занимаются опылением вовсе не из щедрости или какой-то особой любви к цветам. Им просто нужен нектар, пыльца или что-нибудь еще для них привлекательное, и они возьмут это наиболее удобным для себя способом. Короткохоботковые шмели, к примеру, без колебаний прогрызают основание шпорца водосбора или цветка жимолости, прокладывая прямой путь к нектару, что позволяет обойти хорошо продуманную цветком схему опыления. (Как только подобное отверстие проделано, все остальные пчелы и другие насекомые вскоре тоже начинают им пользоваться.) Медоносная пчела использует обходные пути при посещении цветков горчицы, но не прогрызает отверстие, а, подобравшись к цветку с тыльной стороны, протягивает свой хоботок через щель между лепестками. Подобные разновидности кражи нектара достаточно распространены у пчел, некоторые ботаники считают, что такое поведение подтолкнуло цветки к формированию тесно собранных соцветий как у клевера, мяты и представителей семейства сложноцветных. Не собирающие пыльцу пчелы, которые перекладывают данную работу на других, такие как кукушки, коих тысячи видов, вообще не церемонятся, ведь у них нет на то эволюционных стимулов. Они тоже потребляют цветочный нектар, но многие при этом избавились от волосков для сбора пыльцы, став внешне гладкотелыми и похожими на ос; как и сами осы, они малоэффективны в качестве опылителей.

Даже если пчелы в поисках пыльцы заходят с парадного входа, все равно они не очень-то стремятся быть полезными — ими движут не столько благие намерения, сколько конечный результат. Они заинтересованы в эффективном сборе и транспортировке пыльцы, и эта первоочередная задача никак не вяжется с бесполезной тратой добычи на следующий посещенный цветок. Высокоразвитые представители, такие как орхидейные пчелы, медоносные пчелы и шмели, счесывают отдельные пыльцевые зерна со своих тел, смачивают их нектаром, сбивают в плотные клейкие комочки и размещают на задних ногах. Благодаря этой технике пыльца великолепно переносится с цветков в гнездо, однако она непригодна для всех остальных цветков, что пчелы посетят по дороге домой. И тем не менее такие пчелы остаются ценными опылителями, так как во время счесывания пыльцы они упускают несколько отдельных зерен, будучи не в состоянии видеть, что у них там на спинах. С позиции эволюции отношения цветов и пчел в самом деле особенные, если взглянуть на это без сентиментальности: пчелы воспринимают цветы как ресурс, а цветы пользуются пчелами как удобными инструментами. Мастерский обман одних и неудержимая тяга к псевдокопуляции других демонстрируют это лучше всего: самцы, "нападающие" на орхидеи Ophrys, отлично проявляют себя в плане опыления, при этом им самим даже невдомек, что они посетили цветки.

Опыление растений в гидропонных установках

Так же, как и в случае с традиционым почвенным культивированием, растения в гидропонных установках нуждаются в опылении. Это нужно и для завязи плодов овощных и фруктовых культур, и для цветения фиалок и прочих декоративных растений. Если та или иная гидропонная установка стоит под открытым небом, то есть вероятность того, что растения опылятся естественным путем — с помощью пчел или ветра. Растениям в парнике и дома, а тем более в гроубоксах необходимо помогать, иначе урожая не будет.

Опыление растений в гидропонных установках может быть разным. Разберем основные типы опыления.

Перекрестное опыление — тип опыления, в котором участвуют два растения, «мальчик» и «девочка». При таком типе опыления происходит перенос пыльцы с пестиков на тычинки. В природе такое опыление происходит посредством насекомых, в гидропонном хозяйстве этим приходится заниматься садоводу. О том, как правильно это сделать, поговорим ниже.

Самоопыление — несколько иной процесс. В этом случае пыльца не должна переноситься на другое растение, опыляются между собой цветки одного и того же растения. То есть растение имеет и пестики, и тычинки, между которыми и происходит перенос пыльцы. К таким растениям относятся томаты, фасоль, горох, пшеница и многие другие.

Кроме двух описанных выше способов размножения растений, существует еще один, называемый партенокарпией. По сути, это особенность некоторых растений, заключающаяся в том, что они не могут размножаться методом опыления, а плоды их либо не имеют косточек, либо косточки без зародышей. К таким растениям относятся определенные сорта огурцов, винограда, банана, некоторых цитрусовых. Такие культуры хороши тем, что плоды их более мясистые, от них меньше отходов, чем от плодов с косточками. Однако, размножать эти растения приходится либо с помощью черенков, либо с помощью отводков. Как правило, применяют специальные стимуляторы, способствующие более качественному укоренению.

Как правильно сделать опыление растений на гидропонике?

Для самоопыления вручную отлично подходит электрическая зубная щетка. Ее держат несколько секунд за цветком, а затем включают возле пестика другого цветка. Можно воспользоваться и обычной кисточкой, лучше если ворс ее будет из натурального волоса. Чтобы узнать, достаточно ли пыльцы на цветке растения, можно подставить под цветок лист темной бумаги или картон и слегка встряхнуть соцветие.

Самоопыление нельзя производить при температуре выше 35-ти градусов, а наилучшим временем суток для этого процесса является позднее утро, когда воздух становится менее влажным по сравнению с ночью. Если растений много и они растут в теплице, то можно использовать для перекрестного опыления природных помощников — пчел.

При перекрестном опылении также применяют кисточки из натурального волоса. Очень удобно, если ворс черный, на нем хорошо видно пыльцу. С тычинок мужского растения пыльца аккуратно переносится на пестик женского, на каторый легко прилипает без каких-либо усилий.

Что касается партенокарпии, это совершенно отдельный способ размножения, требующий определенной подготовки и навыков.

Pollination and Flower Structure | Protocol (Translated to Russian)

35.1: Опыление и структура цветов

Цветы - это репродуктивные, семенные образования покрытосеменных растений. Обычно цветы состоят из чашелистиков, лепестков, тычинок и плодолистиков. Чашелистики и лепестки - вегетативные органы цветка. Тычинки и плодолистики - репродуктивные органы. & nbsp;

Чтобы получить семена, цветы необходимо опылять. У покрытосеменных опыление - это перенос пыльцы с пыльника тычинки (мужское строение) на рыльце плодолистика (женское строение). Цветы могут быть самоопыляемыми или перекрестноопыляемыми. Однако у большинства растений разработаны механизмы, предотвращающие самоопыление.

Перекрестное опыление - это перенос пыльцы между цветками отдельных растений. Перекрестное опыление часто осуществляется животными - чаще всего насекомыми - опылителями. Опылители переносят пыльцу на своем теле от цветка к цветку.

Растения эволюционировали, чтобы привлекать различных опылителей, на что и приходится большая часть разнообразных черт цветов. Например, пчел больше всего привлекают ярко-синие и желтые цветы со сладким ароматом, а мух - мясистые цветы, пахнущие гниющим мясом.

Многие птицы также являются опылителями. Хотя у птиц часто бывает слабое обоняние, многих привлекают ярко-красные и желтые цветы со сладким нектаром. Некоторые виды летучих мышей также опыляют. Малая длинноносая летучая мышь, например, опыляет агаву и кактусы, поедая их нектар и пыльцу.

Некоторые растения опыляются ветром или водой, а не животными; такие цветы часто бывают тусклыми и лишены нектара. Например, травы часто имеют зеленые цветы без запаха, которые выделяют множество крошечных, разносимых ветром пыльцевых зерен.

Хотя у многих цветов есть тычинки и плодолистики, некоторые цветы однополые - лишены функциональных тычинок или плодолистиков. Иногда оба вида однополых цветов находятся на одном и том же растении. В остальных случаях цветы с тычинками и цветки с плодолистиками встречаются на разных растениях. Кроме того, некоторые растения могут чередоваться между мужскими и женскими цветками и обоими типами цветов.


Литература для дополнительного чтения

Fleming, Theodore H., Cullen Geiselman, and W. John Kress. 2009. “The Evolution of Bat Pollination: a Phylogenetic Perspective.” Annals of Botany 104 (6): 1017–43. [Source]

Willcox, Bryony K, Marcelo A Aizen, Saul A Cunningham, Margaret M Mayfield, and Romina Rader. 2017. “Deconstructing Pollinator Community Effectiveness.” Current Opinion in Insect Science 21: 98–104. [Source]

Урок биологии "В гостях у цветка. Опыление". 6-й класс, УМК "Сферы"

Задачи урока:

  • познакомить учащихся с биологической сущностью опыления, различными приспособлениями цветковых растений к тому или иному типу опыления и, показать взаимосвязи организмов в природе, воспитание умения видеть научную картину мира.
  • развитие мышления, анализа, умения работать с учебником, формирование навыков самостоятельной работы;
  • воспитание интереса к предмету, коммуникативных способностей, бережного отношения к природе, чувства прекрасного, креативных способностей, создание ситуации успеха.

Предварительная работа: Создание презентации к уроку, детского творческого проекта «Цветы прекрасные творения природы» (моделирование цветка, оформление выставки, посвящённой цветам и насекомым).

Индивидуальные сообщения.

Ход урока

Обратите внимание на доску, перед вами ваши творческие проекты, мы провели большую подготовку к уроку и сегодня отправляемся в гости к цветку.

На экране фотографии цветов.

Какие чувства, мысли у вас возникают, когда вы смотрите на цветы? (дети рассказывают о своих чувствах)

– А я думаю: цветы – потрясающие творения природы. Невольно рождаются вопросы.Трудно ли быть цветком? Как природа создаёт такие разные формы, линии, цвета, запахи? Зачем такое разнообразие? Пройдёт человек, сорвёт красивый цветок, зачем ему тогда рождаться красивым? Ведь природа мудра, в природе нет ничего лишнего.

Как вы думаете для кого или для чего эта красота? (насекомых, для опыления).

Тема нашего урока: В гостях у цветка. Опыление.

Как вы думаете, что мы должны узнать на уроке? (как происходит опыление, какое значение оно имеет для растений)

Сегодня мы работаем с учебником и интерактивной доской. Не забывайте во время урока делать зарядку для глаз. Перед вами опорный конспект, в него вы будите записывать информацию, в нём выполнять задания. В конце нашей работы вы составите интеллект-карту сегодняшней темы.

Вспомним строение цветка. Ваша задача ответить на вопросы интерактивного теста. Отправляемся в гости к цветку. Вспомним, что называют опылением? (Опыление это перенос пыльцы насекомыми с одного цветка на другой).

Откройте учебник. Прочитайте определение опыления по учебнику. Выделите его в тексте ! – выучить.

Я предлагаю вам посмотреть фрагмент. Во время посмотрите фрагмента фильма запишите ответ в 1 пункте опорного конспекта о значении опыления в жизни растений. Делаем вывод. (Опыление нужно, чтобы произошло оплодотворение, и образовались плоды с семенами).

Одни растения для опыления предпочитают собственную пыльцу, вторые – пыльцу растений того же вида, а третьим всё равно, своя пыльца попадает на рыльце пестика или чужая. Поэтому выделяют несколько типов опыления. Наша задача выяснить, какие. Для этого предлагаю вам решить биологическую задачу. Я её зачитаю, а вы следите по тексту.

Учёные провели эксперимент:

Цветки гороха и яблони, когда они находились в фазе бутона, накрыли марлевыми мешочками. После цветения у гороха образовались плоды, а у яблони нет. Почему? Выдвиньте научные гипотезы. По схематичному рисунку 5.49 учебника определите, какой тип опыления характерен для гороха, а какой для яблони. На обдумывание 3 минуты.

(Горох опылился своей пыльцой внутри бутона, а яблоне нужна чужая пыльца, её переносят насекомые.Для гороха характерно самоопыление – схема А, а для яблони перекрёстное опыление схема Б). Запишите в конспект.

Что называют процессом самоопыления, подсказка схема А? (Самоопыление – это перенос пыльцы с тычинок цветка на пестик этого же цветка).

По словарю проверим ваш ответ. ! Как мы видим, самоопыление – это гарантия того, что растение независимо от условий обязательно будет опылено и даст плоды с семенами.

На экране растения, имеющие самоопыление, запишите в конспект примеры: фасоль пшеница, картофель, люпин.

А теперь используя схему Б, дайте определение процессу перекрёстного опыления.

(Перекрёстное опыление - это перенос пыльцы с одного цветка на другой).

Давайте по словарю проверим ваш ответ. ! Мы видим, что при перекрёстном опылении новый организм объединяет в себе признаки отцовского и материнского организмов и будет более приспособлен к меняющимся условиям среды, чем организм, сформировавшийся при самоопылении.

На экране растения, имеющие перекрёстное опыление, запишите примеры в конспект: дуб, ромашка, шиповник, ольха.

Самоопыление и перекрёстное опыление встречаются в природе, поэтому их относят к естественному опылению.

Мы познакомились с самоопылением, перекрёстным опылением. Обратите внимание на схему, назовите отличительные черты каждого вида опыления. Кроме естественного опыления выделяют ещё искусственное опыление, его проводит человек. Определите по схеме с каким типом опыления оно сходно. Найдите в учебнике значение искусственного опыления (Искусственное опыление используется человеком для выведения новых сортов, для повышения урожайности растений). !

Чаще всего в природе встречается перекрёстное опыление. Кто или что переносит пыльцу с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка? (Насекомые, птицы, ветер, вода)

А теперь, познакомимся с особенностями строения цветов ветроопыляемых растений. Прочитайте учебник, раздел «Опыление растений ветром», выберите признаки цветов ветроопыляемых растений, эти данные мы запишем в таблицу «Сравнение ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений»

Заполняем таблицу вместе.

название признаков признаки цветов
ветроопыляемые растения насекомоопыляемые растения
пыльца   крупная, тяжёлая, липкая, на поверхности шипы, выросты, образуется мало
нектар    
запах    
размер цветка    
окраска    
время цветения растений   во время распускания или после распускания листьев

Вопросов нет, все заполнили таблицу?

На экране, у меня в руках ветроопыляемые растения. Докажите, что перед вами ветроопыляемые растения, какими признаками они обладают. (Неяркий околоцветник, цветки мелкие, пыльца мелкая, сухая, у берёзы она разносится на расстояние 40 км, её много, не имеют запаха).

Цветы привлекают очень многих, но всё-таки чаще всего к ним в гости прилетают насекомые. Давайте выясним кому из насекомых, какой цветок подходит. Во время моего рассказа вы записываете в таблицу опорного конспекта признаки насекомоопыляемых цветов. По окончании беседы вы должны будете ответить на ряд вопросов по теме, будьте внимательны, постарайтесь понять и запомнить.

Некоторых цветочных гостей привлекает пыльца, в ней содержатся белки, жиры, углеводы, витамины. Она служит пищей для пчёл, жуков. Посмотрите на экран перед вами изображение пыльцы, увеличенное в тысячи раз. Обратите внимание на особенности пыльцы в отличие от ветроопыляемых растений. Пыльца насекомоопыляемых: крупная, тяжёлая, липкая, у неё на поверхности есть шипы, крючки, её образуется не так много как у ветроопыляемых растений. Всё это приспособления для прикрепления к мохнатому телу насекомого. Посмотрите на пчелу, всё её тело покрыто пыльцой, кроме этого она ещё собирает пыльцу в специальные корзиночки на задних ногах.

Цветок для своих гостей заготовил и лакомство – это нектар, ещё К.Линней назвал его «пищей богов», найдите в учебнике за какую его особенность? (Нектар – это сладкая жидкость). Добраться до нектара не так просто, он находится на дне венчика в нектарниках. Например, пчёлы, бабочки достают нектар своими хоботками из глубоких венчиков, жуки до него добраться уже не могут.

Послушайте рассказ об опылении цветов льнянки шмелями. Оказывается, что у насекомых есть любимые цветы, которые они выбирают, но и у цветов есть свои любимые опылители. Посмотрите на цветок наперстянки рис. 5.50, ведь, наверное, не зря его называют «пчелиным» цветком.

Какие приспособления возникли у цветов для привлечения насекомых, как насекомые разыскивают цветы?

Одно из приспособлений это наличие запаха. Насекомые хорошо различают запахи. Орган обоняния у них находится на усиках: бабочек привлекают душистые цветы, пчёл – сладкие, жуков – фруктовые ароматы, мухи летят к цветам с запахом гниющего мяса.

Насекомые замечают крупные цветы или мелкие собранные в соцветия.

А вот окраску околоцветника насекомые видят иначе, чем мы с вами, но цветы должны быть в отличие от ветроопыляемых растений, яркими, выделяющимися на фоне листвы, ведь многие насекомоопыляемые растения цветут после распускания листвы.

Обратите внимание на экран:

  • Пчёлы опыляют – жёлтые, фиолетовые, синие, белые цветы, а вот красные цветы их пугают.
  • Бабочки – нежно-красные, розовые, белые, фиолетовые, жёлтые.
  • Жуки – белые, жёлто-зелёные, нежно-розовые, но неглубокие цветы.

Экран. В природе встречаются удивительные по форме цветы-орхидеи, её околоцветник по внешнему виду напоминает самку длинноусой пчелы, чем привлекает самцов этих насекомых, участвующих в опылении растения

«Сравнение ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений» 

название признаков признаки цветов
ветроопыляемые растения насекомоопыляемые растения
пыльца лёгкая, мелкая, сухая, поверхность пылинки ровная, образуется очень много, крупная, тяжёлая, липкая, на поверхности шипы, выросты, образуется мало
нектар +
запах +
размер цветка крупный или соцветие мелкие
окраска яркая, заметная невзрачные
время цветения растений до распускания листвы во время распускания или после распускания листьев

Посмотрите, все графы таблицы у вас заполнены? Проверьте. Эта информация нам нужна для защиты творческого проекта. Прочитайте задание №4 в опорном конспекте.

Мы разобрали опыление типичными опылителями, но есть и нетипичные животные-опылители. Перед вами цветок крупный, красный, со слабым запахом, выскажите гипотезы, кем он будет опыляться? (птицы) (нектарницы, колибри, цветочницы опыляют яркие красные, оранжевые цветы). Подтверждение на экране.

А этот цветок крупный, обладает сильным запахом, околоцветник у него неяркий, белый, раскрывается после заката, ночью, цветы с такими признаками опыляют летучие мыши. Экран.

Вы обратили внимание, какое разнообразие животных опылителей. Учёные отмечают, что в настоящее время на нашей планете господствующее положение занимают цветковые растения. У цветковых растений в ходе исторического развития выработались многочисленные приспособления к опылению. Запишите это как вывод.

Мы видим, что у цветов есть свой язык красоты, свои особенности. В очередной раз убеждаешься, как мудра природа.

Проверим усвоение материала, подведём итоги: в опорном конспекте составьте интеллект-карту по теме сегодняшнего урока. Взаимопроверка интеллект-карты по слайду. Кто справился с заданием? Поднимите руку. Исправьте неточности, если они есть. Мы сегодня познакомились с разными способами опыления, прочтите интеллект-карту, начните с главного слова «Опыление».

Мы справились с задачей урока, разобрали виды опыления цветковых растений. А вот как происходит чудесное превращение цветка в плод, как образуются семена, мы разберём на следующем уроке. Оцените, как вы усвоили тему, поставьте значок температуры в опорном конспекте, как мы это делаем на классных часах: 36,6 – усвоили тему, 38 – вам было сложно, тему не поняли.

Д. З.

Параграф №36, вопросы.

Творческое задание на выбор, по желанию (оформить на отдельном листе):

  • Решите биологические задачи:
    1. Капитан одной команды КВН предложил капитану другой команды установить логическую связь между звеньями цепи: клевер – шмели – мыши – численность кошек в деревне. Как вы думаете, какую логическую связь между звеньями цепи установил капитан второй команды.
    2. Народная мудрость гласит: «Нет сада без пасеки, а плодов – без пчёл. Каков её биологический смысл?
  • Напишите сочинение от имени цветка или насекомого на тему « Как мне повезло!»

Опорный конспект урока, Анализ урока.

Биология растений: опыление

Опыление

Что означает слово «опыление»? иметь в виду?
Опыление - это перенос пыльцы от тычинки к пестику. Опыление начинается производство семян.
А как насчет растений, нет цветов?
У некоторых растений нет цветов. Такие растения, как мхи и папоротники, размножаются спорами. Шишковые растения, такие как, например, сосна или ель, размножаются с помощью пыльцы, производимой мужской шишкой и переносящейся ветром к женской шишке того же вида.Затем семена развиваются в женской шишке.
Найти узнать больше об опылителях!


Пой Песня об опылении!
Учителя - загрузите планы уроков, чтобы использовать их в классе!

Опыление очень важно. Это приводит к появлению новых семян, из которых вырастают новые растения.

Но как работает опыление? Что ж, все начинается в цветке. Цветковые растения состоят из нескольких частей, которые важны для опыления.У цветов есть мужские части, называемые тычинками, которые производят липкий порошок, называемый пыльцой. У цветков также есть женская часть, называемая пестиком. Верхушка пестика называется рыльцем и часто липкая. Семена закладываются у основания пестика, в семяпочке.

Для опыления пыльцу необходимо переместить с тычинки на рыльце. Когда пыльца с тычинок растения переносится на клеймо того же растения, это называется самоопылением. Когда пыльца с тычинок растения переносится на рыльце другого растения, это называется перекрестным опылением.Перекрестное опыление дает более сильные растения. Растения должны быть одного вида. Например, только пыльца одной маргаритки может опылить другую маргаритку. Пыльца с розы или яблони не подойдет.

Но как пыльца с одного растения перемещается на другое?

Как опыляются растения?

Опыление происходит несколькими способами. Люди могут переносить пыльцу с одного цветка на другой, но большинство растений опыляются без посторонней помощи. Обычно растения полагаются на животных или ветер, чтобы опылить их.

Когда животные, такие как пчелы, бабочки, мотыльки, мухи и колибри, опыляют растения, это случайно. Они есть не пытаясь опылить растение. Обычно они прибывают на растение, чтобы добыть пищу, липкую пыльцу или сладкий нектар, сделанный у основания лепестков. Во время кормления животные нечаянно трутся тычинками и пыльца налипает на себя. Когда они переходят на кормление к другому цветку, часть пыльцы может попасть на рыльце этого нового растения.


Растения, опыляемые животными, часто ярко окрашены и имеют сильный запах, привлекающий животных-опылителей.

Другой способ опыления растений - ветром. Ветер собирает пыльцу с одного растения и переносит ее на другое.

Растения, опыляемые ветром, часто имеют длинные тычинки и пестики. Поскольку им не нужно привлекать животных-опылителей, они могут быть тускло окрашенными, без запаха, с маленькими лепестками или без них, поскольку насекомым не нужно на них садиться.

Методы опыления - Science Learning Hub

Цветущие растения нуждаются в передаче пыльцы от одного цветка к другому, внутри растения для самоопыления или между растениями одного вида для перекрестного опыления.Однако пыльца не может двигаться сама по себе, поэтому животные или ветер (и в редких случаях вода) перемещают пыльцу для растений.

Животные-опылители

Большинство местных цветковых растений Новой Зеландии опыляются животными - в основном насекомыми, но некоторые птицы или даже летучие мыши. Растения дают животным нектар и пыльцу в качестве съедобной награды за посещение цветка. Когда животное в поисках награды тянется к цветку, оно касается пыльника, и часть пыльцы прилипает к его телу. Когда животное посещает другой цветок, часть этой пыльцы попадает на рыльце - произошло опыление.Пыльца опыляемых животными растений имеет шероховатую поверхность, которая помогает ей прилипать к опылителю.

Привлечение насекомых

Многие цветы используют цвета для привлечения насекомых, иногда этому помогают цветные ориентиры. У некоторых есть ультрафиолетовые метки, которые могут видеть насекомые, но невидимые для человеческого глаза. Цветки часто имеют такую ​​форму, чтобы обеспечить посадочную площадку для посещения насекомых или заставить их задеть пыльники и рыльца. Пухутукава ( Metrosideros excelsa ) использует цвет по-другому.У него только очень маленькие лепестки, но большие ярко-красные грозди тычинок.

Некоторые цветы обладают ароматом, привлекающим насекомых. Многие из этих запахов приятны и людям, но не всем - некоторые цветы привлекают мух запахом гниющего мяса. Цвета не видны в темноте, поэтому запах важен для цветов, опыляемых ночными летающими насекомыми, такими как моль.

Привлечение птиц

Опыляемые птицами цветы, как правило, большие и красочные, поэтому птицы могут легко их увидеть на фоне листьев.Kōwhai ( Sophora видов), лен ( Phormium tenax harakeke) и кака-клюв ( Clianthus puniceus , kōwhai ngutu-kākā) являются примерами местных растений, опыляемых птицами. Некоторые цветы даже меняют цвет, чтобы указать птицам, когда их посетить. Цветки древесной фуксии ( Fuchsia excorticata , kōtukutuku) зеленоватые, когда готовы к посещению птицами, но после опыления они становятся красными, чтобы птицы перестали приходить.

Большинство цветов, опыляемых птицами, содержат много нектара, часто в нижней части трубки из лепестков.Птицы должны задеть пыльники и рыльца, когда тянутся за сладкой наградой своими длинными клювами. У некоторых птиц, таких как туи, птички-колокольчики и птички-колокольчики, есть специальные щеточки на языке, которые помогают им впитывать нектар.

Опыление ветром

Травы опыляются ветром, как и некоторые из наших местных деревьев и кустарников, такие как бук ( Nothofagus видов), kawakawa ( Macropiper excelsum , перечное дерево) и многие виды Coprosma .Опыление ветром бывает очень случайным. Ветер может подобрать пыльцу с травяного цветка и разбросать ее повсюду. Только случайно немного пыльцы попадет на другой цветок того же вида. Чтобы восполнить эти отходы, опыленные ветром цветы производят огромное количество пыльцы, о чем знают больные сенной лихорадкой.

Цветки, опыляемые ветром, обычно имеют маленькие тусклые лепестки или, в случае трав, вообще не имеют лепестков. Им не нужны лепестки, цвет, нектар или запах, чтобы привлекать животных.Зерна пыльцы не липкие, как у опыляемых животными цветов, что снижает вероятность их прилипания к листьям и другим препятствиям. Рыльца получаемых цветов липкие, чтобы удерживать пыльцу, переносимую легким ветерком.

Об опылителях | Pollinator.org

Вы нужны опылителям. Вам нужны опылители.

Птицы, летучие мыши, пчелы, бабочки, жуки и другие мелкие млекопитающие, опыляющие растения, ответственны за то, что приносят нам один из каждых трех укусов пищи.Они также поддерживают наши экосистемы и производят наши природные ресурсы, помогая растениям воспроизводиться.

Животные-опылители путешествуют с растения на растение, неся пыльцу на своем теле в жизненно важном взаимодействии, которое позволяет передавать генетический материал, критически важный для репродуктивной системы большинства цветковых растений - тех самых растений, которые

  • приносят нам бесчисленные фрукты, овощи и орехи,
  • ½ мировых масел, волокон и сырья;
  • предотвращает эрозию почвы,
  • и увеличивает связывание углерода.

Эта почти невидимая экосистемная услуга является ценным ресурсом, который требует внимания и поддержки - и, согласно тревожным свидетельствам, обнаруженным во всем мире, все больше и больше находится под угрозой.Партнерство опылителей (P2) призывает вас знать, как эта система поддерживает вас и как ваши действия могут помочь поддержать здоровое и устойчивое опыление.

Что такое опыление?

Когда пыльцевое зерно перемещается от пыльника (мужской части) цветка к рыльцу (женской части), происходит опыление. Это первый шаг в процессе получения семян, фруктов и растений следующего поколения.Это может происходить в результате самоопыления, опыления ветром и водой или в результате работы векторов, перемещающих пыльцу внутри цветка и от цветения к цветению.

Кто опылители?

Птицы, летучие мыши, бабочки, мотыльки, мухи, жуки, осы, мелкие млекопитающие и, самое главное, пчелы - опылители. Они посещают цветы, чтобы пить нектар или питаться пыльцой и транспортировать пыльцевые зерна, когда они перемещаются с места на место.

Почему опылители важны?

Некоторые из многих пищевых продуктов, которые зависят от опылителей

Где-то от 75% до 95% [1] всех цветковых растений на Земле нуждаются в помощи в опылении - им нужны опылители. Опылители предоставляют услуги по опылению более 180 000 различных видов растений и более 1200 сельскохозяйственных культур. Это означает, что 1 из каждых трех укусов пищи, которую вы съели, был получен из-за опылителей [2, 3].Если мы хотим говорить о долларах и центах, опылители добавляют 217 миллиардов долларов в мировую экономику [4,5], и одни только медоносные пчелы несут ответственность за от 1,2 до 5,4 миллиардов долларов в производительности сельского хозяйства в Соединенных Штатах [6]. Помимо пищи, которую мы едим, опылители поддерживают здоровые экосистемы, которые очищают воздух, стабилизируют почвы, защищают от суровой погоды и поддерживают других диких животных [7].

ЧТО МЫ ЗНАЕМ ОБ ИХ СТАТУСЕ?

Популяции опылителей меняются.Многие популяции опылителей находятся в упадке, и это сокращение наиболее серьезно связано с утратой среды обитания для кормления и гнездования [8, 9]. Загрязнение, неправильное использование химикатов, болезни и изменения климатических условий - все это способствует сокращению и перемещению популяций опылителей. В некоторых случаях данных для оценки ответа недостаточно, и это вызывает еще большее беспокойство.

Чем вы можете помочь?

Опылителям нужна помощь, но мы знаем, как им помочь! Ученые P2 и партнеры по исследованиям, изучающие опылителей более трех десятилетий, смогли показать, что методы сохранения работают.Если все - домовладельцы, местные органы власти, национальные правительства и частный сектор - приложат усилия, мы сможем изменить будущее опылителей и обезопасить свое собственное.

Пожертвовать

ПЛОЩАДЬ ОБИТАНИЯ -

Добавление естественной среды обитания в фермерские системы работает. Фермы, расположенные ближе к естественной среде обитания, производят больше урожая [9], поскольку привлекают больше опылителей [10].Добавление среды обитания к системам ферм тоже работает - фермы, которые превратили свои поля в зеленые насаждения, получили больше общего урожая [11]. Владельцы дома тоже могут помочь! Домашние сады могут привлекать и привлекают опылителей [12], и во многих случаях было показано, что в пригородах и городах есть более разнообразные сообщества опылителей, чем в близлежащих диких землях [13,14]. Похоже, что городская жизнь не влияет на опылителей, пока есть участки и участки с цветами, их будут посещать голодные пчелы [15,16]. Выращивание опылителей возле общественных садов также увеличивает урожайность городского сельского хозяйства [17].Если вы его построите, они придут и помогут вам собрать больше и лучше урожай!

ЗАВОД ПРАВИЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ

К счастью, компания P2 разработала руководства по посадке, которые помогут вам выбрать правильное растение для правильного места [20]. Высаживайте правильные растения на шоссе, фермах, школах, приусадебных участках, корпоративных ландшафтах и ​​в общественных местах. Это действительно будет иметь значение для всех нас.

НЕ ОСТАНАВЛИВАЙТЕСЬ ТАМ!

  • Расскажите о важности опылителей.
  • Поддержите фермеров и пчеловодов, купив местный мед и экологически чистые продукты местного производства.
  • Сделайте пожертвование, чтобы поддержать исследователей, чтобы они могли заполнить пробелы. Чем больше мы знаем, тем больше мы можем помочь пчелам!
  • Присоединяйтесь к Партнерству опылителей в качестве члена.

Вспомогательная наука
  1. Олертон Дж., Уинфри Р. и Таррант С. (2011) Сколько цветковых растений опыляются животными? Ойкос 120: 321-326.
  2. Klein AM., Vaissiere B, Cane JH, Steffan-Dewenter I, Cunningham SA, Kremen C (2007) Значение опылителей сельскохозяйственных культур в изменении ландшафтов мировых культур. Труды Королевского общества B: Биологические науки 274: 303–313;
  3. Бухманн С., Набхан Г.П. (1996) Забытые опылители. Island Press, Нью-Йорк.
  4. Gallai N, Salles JM, Settele J, Vaissiere BE (2009) Экономическая оценка уязвимости мирового сельского хозяйства в условиях сокращения количества опылителей. Ecological Economics 68: 810–821
  5. Losey JE, Vaughan M (2006) Экономическая ценность экологических услуг, предоставляемых насекомыми. Биология 56: 311–323.
  6. Саутвик Е.Е., Саутвик Л. (1999) Оценка экономической ценности медоносных пчел (Hymenoptera: Apidae) как сельскохозяйственных опылителей в Соединенных Штатах. Журнал экономической энтомологии 85: (3): 13
  7. Костанза Р., д'Арж Р., де Гроот Р., Фабер С., Грассо М., Ханнон Б., Лимбург К., Наим С., О'Нил Р. В., Паруэло Дж., Раскин Р.Г., Саттон П. и ван ден Белт М.1997. Стоимость мировых экосистемных услуг и природного капитала. Nature 387: 254-260.
  8. Национальный исследовательский совет национальных академий (2006) Статус опылителей в Северной Америке. National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия.
  9. Kremen C, Williams NM, Thorp RW (2002) Опыление сельскохозяйственных культур местными пчелами, подверженными риску в результате интенсификации сельского хозяйства. Proc. Natl Acad. Sci. США. 99: 16812–16816.
  10. Klein AM., Vaissiere B, Cane JH, Steffan-Dewenter I, Cunningham SA, Kremen C (2007) Значение опылителей сельскохозяйственных культур в изменении ландшафтов мировых культур. Труды Королевского общества B: Биологические науки 274: 303–313.
  11. Morandin L, Winston ML (2005) опылители обеспечивают экономический стимул для сохранения естественных земель в агроэкосистемах. Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда 116 (3–4): 289–292
  12. Matteson KC, Ascher JS, Langellotto GA (2008) Богатство и изобилие пчел в городских садах Нью-Йорка. Ежегодные обзоры Энтомологического общества Америки 101: 140–150
  13. Винфри Р., Грисволд Т., Кремен С. (2007) Влияние антропогенного вмешательства на пчелиные сообщества в лесной экосистеме. Conservation Biology 21: 213–223
  14. Кейн Дж., Минкли Р., Кервин Л., Рулстон Т., Уильямс Н. (2006) Комплексные реакции гильдии пустынных пчел (перепончатокрылые: apiformes) на фрагментацию городской среды обитания. Экологические приложения 16: 632–644
  15. Войчик В.А., Макбрайд Дж. Р. (2011) Общие факторы влияют на поиск пищи пчелами в городских и диких ландшафтах. Городские экосистемы, DOI 10.1007 / s11252-011-0211-6.
  16. Войчик, Вирджиния (2011) Обилие и распределение ресурсов стимулируют посещение пчелами в развивающихся тропических городских ландшафтах. Журнал экологии опыления. 4 (7): 48-56, http://www.pollinationecology.org/articles/jpe_2011_vol_4_48.pdf
  17. Werrell PA, Langellotto GA, Morath SU, Matteson KC (2009) Влияние размера сада и цветочного покрова на Отложение пыльцы в городских садах. Города и окружающая среда. 2 (1) http://digitalcommons.lmu.edu/cate/vol2/iss1/6/
  18. Frankie GW, Thorp RW, Schindler M, Hernandez JL, Ertter B, Rizzardi M (2005) Экологические образцы пчел и их декоративные цветы в двух городах северной Калифорнии. Журнал Канзасского энтомологического общества 78: 227–246;
  19. Frankie GW, Thorp RW, Hernandez JL, Rizzardi M, Ertter B, Pawelek JC, Witt SL, Schindler M, Coville R, Wojcik VA (2009) Местные пчелы - богатый природный ресурс в городских садах Калифорнии. Сельское хозяйство Калифорнии 63: 113–120

Опыление: цветущие растения, опылители и все чудо

Опыление - термин, знакомый почти каждому.Мы понимаем, что цветы должны быть опылены , обычно различными насекомыми, чтобы растение могло дать плоды и семена. Мы видели заголовки, в которых утверждалось, что популяции насекомых-опылителей сокращаются, что ставит под угрозу эти важные процессы. Мы знаем, что пыльца - это та желтая пыль, которая покрывает наши автомобили ранней весной, и мы виним ее в нашей сезонной аллергии. Для многих из нас это почти все. Но если вы потратите время на то, чтобы посмотреть глубже, это может привести к некоторым удивительным открытиям.

Отдельные растения за миллионы лет разработали свои собственные, часто уникальные и узкоспециализированные структуры и методы опыления.Взаимозависимость растений и опылителей превратилась в главный фактор, способствующий как размножению растений, так и питанию опылителей. Вдумчивый взгляд на это добавляет ясности, почему поддержание биологического разнообразия так важно для здоровья Земли и ее людей. Итак, давайте кратко и, надеюсь, проницательно рассмотрим основы.

Основы работы

Графическое изображение «полного» цветка любезно предоставлено сайтом greatgarden.com, https: // www.printablediagram.com/flower-diagrams-printable/

Опыление - это система воспроизводства цветковых растений . В частности, это действие по переносу пыльцы с мужского «пыльника» на женское «рыльце» цветка для получения семян и обеспечения возможности размножения. Пыльца - это мелкие пылевидные частицы, которые развиваются внутри пыльника и собираются на его поверхности. Пыльцевые зерна уникальны по своей форме и моделированию жесткой внешней поверхности. Для успешного опыления пыльца должна быть доставлена ​​к рыльцу того же вида растения в нужное время.

Иллюстрация пыльцевой трубки: backyardnature.net

Когда пыльца попадает на рецептивное рыльце, одна из двух внутренних клеток пыльцевого зерна прорастает и создает пыльцевую трубку, по сути туннель через рыльце и стигму, формируя путь к семяпочке внутри завязи цветка. Вторая клетка в пыльцевом зерне делится на две сперматозоиды, которые перемещаются по пыльцевой трубке к семяпочек. Одна сперматозоид соединяется с яйцеклеткой, создавая зародыш и, в конечном итоге, семя.Другой соединяется с клеткой в ​​семяпочке, чтобы создать эндосперм, который обеспечивает питательные вещества для эмбриона и, в некоторых случаях, для раннего роста семян. В яичниках может быть одна или несколько семяпочек. В семена развиваются только оплодотворенные семяпочки. Если не все семяпочки оплодотворены отдельными пыльцевыми зернами, разовьется меньше семян, и полученный «плод», вероятно, будет иметь странную форму. Осознание того, что семена фруктов и овощей, которые мы едим, на самом деле являются завязями растений, может немного отталкивать, но, тем не менее, это интересный факт.

Сегодня мы узнаем более 250 000 цветущих растений, которым для размножения требуется опыление. Около 80% из них требует биотического опыления животными. Из 20% растений, опыляемых абиотически, 98% опыляются ветром и 2% опыляются водой.

Типы растений и цветов

Немного ботаники имеет большое значение для большинства из нас, но несколько основных терминов поучительны.

Готовые цветы и Неполные цветы относятся к общей структуре цветов:

  • Готовые цветки имеют чашелистики, лепестки, пестики и тычинки на каждом цветке, как на рисунке выше:
    • Мужские и женские репродуктивные органы
    • Чашелистики защищают бутоны во время развития
    • Лепестки привлекают опылителей к цветку, способствуя опылению
  • Неполные цветы отсутствуют одна или несколько из этих функций

Идеальное / несовершенное цветов относится только к половым частям цветка:

  • Perfect flowe rs имеют мужскую (тычинную) и женскую (пестичную) части на одном и том же цветке.Их относят к гермафродитам и составляют около 90% видов цветов.
  • Несовершенные цветы Отсутствует один комплект репродуктивных частей

Цветет самец (слева) и самка (справа) бегонии. Фотография: `` Ральф Морини

''.

Женские и мужские цветы тыквы. Фото plantbreeding.coe.uga.edu

Несовершенные цветков одного из двух типов растений:

  • Однодомные растения (фотографии выше) имеют оба пола на одном растении на отдельных несовершенных цветках.Примеры включают кукурузу, дыни, огурцы, тыкву, тыкву, орехи пекан, бегонию и клематисы.
  • Двудомные растения имеют отдельные мужские и женские растения. Холли и ивы являются примерами.

Растения могут быть самоопыляемыми или перекрестноопыляемыми :

  • Самоопыляемое означает , удобренное собственной пыльцой
  • Перекрестное опыление означает, что оплодотворение происходит между пыльцой и семяпочками разных растений одного вида.

Преобладает перекрестное опыление. Разнообразие помогает растениям адаптироваться к изменяющейся окружающей среде. Цветы предотвращают случайное самоопыление несколькими способами, в том числе варьируя время выпуска пыльцы и восприимчивость стигмы, пространственное расположение пыльников и рыльц, а также разделяя мужские и женские цветы на одних и тех же растениях. Удивительно, но некоторые растения, которые обычно имеют барьеры для самоопыления, могут изменить структуру и химический состав, чтобы принять собственную пыльцу, если перекрестное опыление не происходит своевременно из-за погодных условий или отсутствия активности опылителей.

Иллюстрация опыления воды. Предоставлено Марион Линдси Кэмпбелл, slideplayer.com, https://slideplayer.com/slide/5283099/

Опыление воды

Опыление воды может происходить как под водой, так и на поверхности. В обоих случаях выделяется большое количество пыльцы, и это зависит от течения или ветра, чтобы привести ее в контакт с восприимчивым клеймом.

Ленточный сорняк - пример опыления поверхностных вод. Это двудомное растение с отдельными мужскими и женскими растениями.Женские цветы, привязанные к материнскому растению, располагаются на поверхности воды, создавая ямочку в воде. Мужские цветы выпускаются из мужского растения и плавают на поверхности, полагаясь на ветер или дрейф, чтобы найти путь к ямочке. Цветок скользит вниз в ямочку, сталкиваясь с женским цветком, в результате чего пыльца катапультируется на рыльце. Успешное опыление воды связано с большими шансами, что может объяснить относительно небольшое количество опыляемых водой растений.

Опыление ветром

Хвойные и около 12% цветковых растений опыляются ветром.Примеры: дуб, береза, тополь, зерновые культуры, травы и амброзия. Ветровые опылители не тратят энергию на красочные или ароматные цветы. Их пыльники производят огромное количество легкой, гладкой пыльцы, которая легко переносится ветром. Их рыльца перистые и липкие, чтобы ловить плавающую пыльцу, поскольку она распространяется относительно непредсказуемо. Ветроопыляемые растения могут быть однодомными или двудомными.

Пыльники (кисточки) и рыльца (шелк) кукурузные. Фото: Gardensouth.org

.

Кукуруза иллюстрирует опыление зерновых растений ветром. Однодомный. Верхние кисточки - это мужские пыльники, а шелка, растущие из шелухи, - женские рыльца. Пыльца кукурузы тяжелая и приподнятая. Когда он выпущен, он дрейфует к земле, на длину его пути влияет погода (ветер и дождь). Каждый шелк - клеймо одного ядра. Шелк покрыт липкими волосками, которые помогают им улавливать проходящую пыльцу. Обычно шелк появляется за день или два до высвобождения пыльцы и остается восприимчивым около 6 дней.

Когда зерно пыльцы приземляется на шелк, оно должно войти через шелк и пройти вниз к початку.Пыльца имеет обычные две клетки, первая создает пыльцевую трубку через шелк к семяпочкам. Вторая клетка следует за первой к яйцеклетке, где она разделяется на две сперматозоиды, одна из которых оплодотворяет яйцеклетку, образуя зародыш семян. Второй формирует эндосперм, окружающий семя по мере его развития. В течение 4 дней после опыления шелк отделяется и высыхает.

Шелк с кончика початка является последним, выходящим из шелухи, и может быть погребен под существующим шелком, что затрудняет удобрение и объясняет, почему передний конец початка кукурузы часто заселен неразвитыми зернами.Початок кукурузы, покрытый полностью развитыми зернами, имеет все около 1000 шелков в шелухе, удобренных примерно 2000 пыльцевыми зернами на шелк, выпущенными окружающими кистями и доставленными ветром. Неэффективно, но на удивление успешно, учитывая кажущуюся случайность процесса. Это также объясняет, почему кукурузу лучше сажать густо, группируя ее в несколько коротких рядов, а не раскладывая меньшим количеством длинных рядов.

Биотическое опыление или опыление животными

Около 80% цветковых растений, в том числе 35% наших продовольственных культур, опыляются животными.Примерно 200 000 видов животных действуют как опылители, в том числе около 3500 видов местных пчел, 1000 видов колибри, а также летучих мышей, мелких млекопитающих и всевозможных насекомых.

Люди думают о цветах как о красивом пейзаже или украшении дома. Однако их реальная цель в природе состоит в том, чтобы заманить опылителей к растению, чтобы они по ошибке забились в пыльники, собирая пыльцу и откладывая ее на восприимчивых рыльцах, когда они направляются к нектару, а в некоторых случаях и к пыльце, которая им нужна для собственное выживание.Некоторые растения опыляются разными опылителями, другие - одним типом.

Различные характеристики цветов привлекают разных опылителей; например:

  • Жуки , одни из первых опылителей, восходящих к мезозойской эре, обычно любят цветы в форме чаш, простой или тусклой окраски, раскрывающиеся в течение дня. Они ищут ароматы, варьирующиеся от нулевых до фруктовых, до чего-то напоминающего разлагающуюся плоть и умеренное количество нектара. Примеры: магнолия, прудовая лилия, золотарник и спирея.

Колибри в трубчатом алом цветке. Фотография: `` Раймонд Кастро

''.

  • Птицы , около 2 000 видов которых во всем мире питаются нектаром, предпочитают трубчатые цветы с изогнутыми лепестками, которые создают гостеприимный вход, сидят на опорах и имеют ярко-красный, желтый и оранжевый цвет. Запах не важен. Цветы должны быть открытыми в течение дня, иметь большое количество нектара и структуру пыльцы, которая опрыскивает голову и спину птиц, когда они собирают нектар.Колибри являются фаворитами, на которых можно наблюдать, как их длинные тонкие клювы уходят глубоко в цветы за нектаром, уходя от них лицом, присыпанным пыльцой.
  • Бабочки - дневные опылители, которые любят яркие цветы с посадочными площадками и запахами, имитирующими запахи, которые они производят, для привлечения противоположного пола.
  • Мух привлекают бледные и тусклые цвета с сильным, часто гнилостным запахом. Они являются обычными опылителями туннельных и сложных ловушечных цветов.Примеры - домкрат за кафедрой, папайя и скунс.

Погружение от моли для нектара в ипомеи. Фото: pollinators.blogspot.com

  • Мотыльки обычно питаются ближе к вечеру или ночью гроздьями белых или бледных цветов с сильным сладким запахом, которые предлагают площадку для приземления и скрытый нектар, до которого они могут добраться своим хоботком. Ипомея, табак, юкка и гардения являются примерами.

  • Пчелы-опылители Пчелы являются наиболее известными и наиболее важными опылителями с точки зрения нашего продовольственного снабжения .Их привлекают яркие белые, желтые и синие цветы. Их зрение чувствительно к ультрафиолетовому излучению, поэтому они могут выделяться бледными цветочными элементами. Направляющие для нектара - это тот случай, когда линии на лепестках цветов визуально ведут пчелу к колодцу, содержащему нектар, и часто к посадочной площадке.

Львиный зев (см. Фото слева вверху) имеют видимую для пчел зону посадки. Их половые органы и нектар скрыты, но когда пчела подходящего размера приземляется на обозначенное место, лепестки раскрываются, обнажая тайник нектара и органы опыления внутри.

Колонизирующие пчелы также собирают пыльцу, непреднамеренно в качестве опылителя и намеренно в качестве рабочих в улье, поскольку пыльца является важным источником пищи. Колонизирующие пчелы совершают 12 или более поездок в день, чтобы посетить несколько тысяч цветов, обычно по одному типу цветов за поездку, поскольку они добывают корм, чтобы принести еду в улей, чтобы вырастить свое следующее поколение.

Композитные цветы

Комбинированный цветок (подсолнечник) опыление. Автор фотографии wackybadger

Составные цветы - это широко распространенный класс цветов, который имеет общие черты среди своих членов.Сложные цветы - это плоские открытые цветы, в которые входят подсолнухи, астры, георгины, циннии, хризантемы и черноглазые сьюзанки. То, что кажется их лепестками, на самом деле является «лучевыми цветами». которые бесплодны и лишены одной из половых частей. Центр состоит из множества «дисковых цветов», которые представляют собой множество лепестков, сформированных в трубчатые формы, каждый из которых представляет собой законченный цветок, включая нектар. С широкими посадочными площадками и нектаром в пределах легкой досягаемости композитные цветы доступны для самых разных насекомых, поэтому являются отличными аттракторами для опылителей.

Выводы

Если эта статья о чем-то сообщает, я надеюсь, что опыление - это нечто большее, чем большинство из нас замечает. Совместная эволюция и непреднамеренный симбиоз растений и опылителей, которые за миллионы лет превратились в функционирующую систему воспроизводства, поддерживающую жизнь на нашей планете, одновременно ошеломляют и внушают благоговение. То, что он находится под угрозой, вызывает беспокойство. Взаимозависимость многих растений и конкретных опылителей друг от друга ставит во главу угла необходимость поддержания разнообразия как растений, так и организмов.И, надеюсь, это мотивирует нас вносить свой вклад в защиту и развитие природных процессов в будущем.

Для меня открыло глаза то, что я более внимательно посмотрел на цветочные структуры в наших садах и даже на «сорняки» на нашем газоне. Наблюдение за соответствием между опылителями, подходящими к каждому цветку, и дизайном цветка, отвечающим возможностям и потребностям опылителей, предлагает наглядную визуальную демонстрацию адаптируемости и взаимозависимости обоих. По сути, это наглядно иллюстрирует взаимозависимость всего живого друг от друга.

Много написано о том, как сделать нашу микросреду более благоприятной для опылителей. В Garden Shed есть несколько статей, затрагивающих эту тему. В августовском номере будет статья о насекомых, например, о . И это еще не все. Я надеюсь, что вы исследуете это и присоединитесь к нам, чтобы стать постоянными учениками и пропагандистами опылителей, опыления и, в более широком смысле, естественного образа жизни.

Источники:

Половая жизнь цветов , (Миз и Моррис, 1984).

Ботаника для садоводов, (Capon, Timber Press, 2010).

https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/main/national/plantsanimals/pollinate/

https://powhatan.ext.vt.edu/content/dam/powhatan_ext_vt_edu/files/honeybee-pollination.pdf

https://www.fs.fed.us/wildflowers/pollinators/Plant_Strategies/index.shtml

https://www.fs.fed.us/wildflowers/pollinators/What_is_Pollination/index.shtml

https://ipm.missouri.edu/ipcm/2012/7/Corn-Pollination-the-Good-the-Bad-and-the-Ugly-Pt-3/

https: // edis.ifas.ufl.edu/in868

https://www.sites.ext.vt.edu/newsletter-archive/cses/2005-08/cornsilking.html

Monoecious vs. Dioecious

http://www.backyardnature.net/fl_comps.htm

Реакция опылителей на изменение цвета, нектара и запаха цветков способствует воспроизводству Quisqualis indica (Combretaceae)

  • Melendez-Ackerman, E., Кэмпбелл, Д. Р. и Васер, Н. М. Поведение колибри и механизмы отбора по цвету у Ipomopsis . Экология 78, 2532–2541 (1997).

    Артикул Google Scholar

  • Арагон, С. Дж. И Акерман, Д. Имеет ли значение изменение окраски цветков при обмане опыления Psychilis monensis (Orchidaceae)? Экология 138, 405–413 (2004).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Вайс, М.R. Изменение цвета цветов: широко распространенное функциональное слияние. Являюсь. J. Bot. 86, 167–185 (1995).

    Артикул Google Scholar

  • Вайс, М. Р. и Ламонт, Б. Изменение цвета цветков и опыление насекомыми: динамическая взаимосвязь. Isr. J. Plant Sci. 45, 185–199 (1997).

    Артикул Google Scholar

  • Уиллмер П., Стэнли Д. А., Стейвен К., Мэтьюз И. М.& Nuttman, C.V. Двунаправленное изменение цвета и формы цветка дает вторую возможность для опыления. Curr. Биол. 19, 919–923 (2009).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Стэнтон, М. Л., Сноу, А. А., Гендель, С. Н. и Берецки, Дж. Влияние полиморфизма окраски цветов на модели спаривания в экспериментальных популяциях дикого редиса ( Raphanus raphanistrum L). Evolution 43, 335–346 (1989).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • Кэмпбелл, Д. Р., Васер, Н. М. и Мелендес-Акерман, Э. Дж. Анализ опосредованного опылителями отбора в зоне гибридов растений: модели посещения колибри в трех пространственных масштабах. Являюсь. Nat. 149, 295–315 (1997).

    Артикул Google Scholar

  • Schemske, D. W. & Bradshaw, H. D. Предпочтение опылителей и эволюция цветочных признаков у обезьяньих цветов ( Mimulus ).P. Natl. Акад. Sci. USA 96, 11910–11915 (1999).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Стрейсфельд, М. А. и Кон, Дж. Р. Контрастные паттерны цветочных и молекулярных вариаций на склоне в Mimulus aurantiacua . Evolution 59, 2548–2559 (2005).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Эндресс, П. К. Цветочная структура и эволюция примитивных покрытосеменных растений - последние достижения.Plant Syst. Evol. 192, 79–97 (1994).

    Артикул Google Scholar

  • Ларсон, Б. М. Х. и Барретт, С. К. Х. Экология опыления опыляемого жужжанием растения Rhexia virginica (Melastomataceae). Являюсь. J. Bot. 86, 502–511 (1999).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Низенбаум, Р. А., Пацелас, М. Г. и Вайнер, С. Д. Меняется ли окраска цветов у опылителей Aster vimineus cue? Am.Midland Nat. 141, 59–68 (1999).

    Артикул Google Scholar

  • Ламонт, Б. Значение изменения цвета цветов у восьми видов кустарников, встречающихся одновременно. Бот. J. Linn. Soc. 90, 145–155 (1985).

    Артикул Google Scholar

  • Вайс, М. Р. Изменение цвета цветов как признак опылителя. Nature 351, 227–229 (1991).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Джонс, К.Э. и Крузан, М. Б. Цветочные морфологические изменения и репродуктивный успех у оленьих сорняков ( Lotus scoparius , Fabaceae). Являюсь. J. Bot. 86, 273–277 (1999).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Оберрат Р. и Бёнинг-Гезе К. Изменение цвета цветков и привлечение насекомых-опылителей в медуницах ( Pulmonaria collina ) Oecologia 121, 383–391 (1999).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Ида, Т.Y. & Kudo, G. Изменение цвета цветков у Weigela middendorffiana , (Caprifoliaceae): уменьшение гейтоногамного опыления шмелями. Являюсь. J. Bot. 90, 1751–1757 (2003).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • Sun, S. G., Liao, K., Xia, J. & Guo, Y.H. Изменение цвета цветков у Pedicularis monbeigiana (Orobanchaceae). Plant Syst. Evol. 255, 77–85 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • Наттман, К.& Willmer, P. Как посещение насекомыми вызывает изменение цвета цветков? Ecol. Энтомол. 28. С. 467–474 (2003).

    Артикул Google Scholar

  • Перейра, А. К., да Силва, Дж. Б., Гольденберг, Р., Мело, Г. А. Р. и Варассин, И. Г. Изменение цвета цветов, ускоренное опылением пчелами у Tibouchina (Melastomataceae). Флора 2011. Т. 206. С. 491–497.

    Артикул Google Scholar

  • Ида, Т.Ю. и Кудо, Г. Модификация поведения шмелей путем изменения цвета цветков и последствия для переноса пыльцы в Weigela middendorffiana . Evol. Ecol. 24. С. 671–684 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • Zhang, Y. W., Zhao, X. N., Huang, S.J., Zhang, L.H. & Zhao, J.M. Временной паттерн изменения цвета цветков и сохранение времени цветков после смены у Weigela japonica var. sinica (Caprifoliaceae).J.Syst. Evol. 50, 519–526 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • Лунау К. Однонаправленность изменения окраски цветков. Plant Syst. Evol. 200, 125–140 (1996).

    Артикул Google Scholar

  • Chen, J. & Turland, N. J. Quisqualis L. in Flora of China Vol. 13 (редакторы Wu, Z. Y. и Raven, P.H.) 315–316 (Пекин, Science Press. Китай и Сент-Луис, Missouri Botanical Garden Press, 2007).

  • Eisikowitch, D. & Rotem, R. Ориентация и изменение окраски цветков у Quisqualis indica и их возможная роль в разделении опылителей. Бот. Бюллетень 148, 175–179 (1987).

    Артикул Google Scholar

  • Фенстер, К. Б., Армбрустер, В. С., Уилсон, П., Дудаш, М. Р. и Томсон, Дж. Д. Синдромы опыления и цветочная специализация. Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики 35, 375–403 (2004).

    Артикул Google Scholar

  • Feagri, K. & Van der Pijl, L. Принципы экологии опыления 3-е изд. 115–119 (Oxford, Oxford University Press, 1979).

  • Фенстер, К. Б., Армбрустер, В. С., Уилсон, П., Дудаш, М. Р. и Томсон, Дж. Д. Синдромы опыления и специализация флоры. Анну. Rev. Ecol. Evol. Syst. 35, 375–403 (2004).

    Артикул Google Scholar

  • Круден, Р.У., Герман, С.М. и Петерсон, С. Паттерны производства нектара и коэволюции опыления растений В биологии нектарников (ред. Бентли, Б. и Элиас, Т.) 80–125 (Нью-Йорк, Columbia University Press, 1983).

  • Редди, Т. Б. и Редди, С. С. Опыление бабочек Clerodendrum infortunatum (Verbenaceae). J. Bomb. Nat. Hist. Soc. 92, 166–173 (1995).

    Google Scholar

  • Хардер, Л.Д. и Барретт, С. С. Х. Стоимость спаривания крупных цветочных проявлений у растений-гермафродитов. Nature 373, 512–515 (1995).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Бурд, М. «Избыточное» производство цветов и селективный фруктовый аборт: модель потенциальных преимуществ. Экология 79, 2123–2132 (1998).

    Google Scholar

  • Ходжес, С. А. Влияние выработки нектара на поведение, самоопыление и семенную продуктивность ястреба у Mirabilis multiflora (Nyctaginaceae).Являюсь. J. Bot. 82, 197–204 (1995).

    Артикул Google Scholar

  • Юнкер, Р. Р. и др. Ответы на обонятельные сигналы отражают сетевую структуру взаимодействий цветок – посетитель. J. Anim. Ecol. 79, 818–823 (2010).

    PubMed Google Scholar

  • Zvi, M. M. B. et al. Взаимосвязанные эффектные черты: совместная инженерия биосинтеза запаха и цвета у цветов. Plant Biotechnol.J. 6, 403–415 (2008).

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Чаппелл, Дж. И Джонс, Р. Л. Биохимия и молекулярная биология пути биосинтеза изопреноидов в растениях. 529–530 (Пало-Альто, Калифорния, Annual Reviews Inc., 1995 г.).

  • Дударева Н., Пичерский Э. и Гершензон Дж. Биохимия летучих веществ растений. Plant Physiol. 135, 1893–1902 (2004).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Цукер, А.и другие. Изменение цвета и аромата цветов путем антисмыслового подавления гена флаванон-3-гидроксилазы. Мол. Разведение 9, 33–41 (2002).

    CAS Статья Google Scholar

  • Рагузо, Р. А. и Пичерски, Э. Цветочные летучие вещества из Clarkia breweri и C. concinna (Onagraceae): недавняя эволюция цветочного аромата и опыление молью. Plant Syst. Evol. 194, 55–67 (1995).

    CAS Статья Google Scholar

  • Ямазаки, М., Макита Ю., Спрингоб К. и Сайто К. Регуляторные механизмы биосинтеза антоцианов у хемотипов Perilla frutescens var. crispa . Biochem. Англ. J. 14, 191–197 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • Takos, A. M. et al. Светоиндуцированная экспрессия гена MYB регулирует биосинтез антоциана в красных яблоках. Plant Physiol. 142, 1216–1232 (2006).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Альберт, Н.У., Льюис, Д. Х., Чжан, Х., Ирвинг, Л. Дж., Джеймсон, П. Э. и Дэвис, К. М. Светоиндуцированная вегетативная антоциановая пигментация у петунии . J. Exp. Бот. 60, 2191–2202 (2009).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Ю. Б. и др. Выделение генов биосинтеза антоцианов у красной китайской песчаной груши ( Pyrus pyrifolia Nakai) и их экспрессия в зависимости от органа / ткани, сорта, упаковки и стороны плода.Sci. Hortic. 136, 29–37 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • Дафни, А. Полевые методы в экологии опыления. 25 (Хайфа, Израиль, Институт эволюции Хайфского университета, 2001 г.).

  • Родригес-Риано, Т. и Дафни, А. Новая процедура оценки жизнеспособности пыльцы. Секс. Завод Репрод. 12. С. 241–244 (2000).

    Артикул Google Scholar

  • Чен, К.и другие. Частный канал: одно необычное соединение обеспечивает привлечение особого опылителя в Ficus semicordata . Функц. Ecol. 23, 941–950 (2009).

    Артикул Google Scholar

  • R Development Core Team, R: язык и среда для статистических вычислений. Фонд R для статистических вычислений, Вена, Австрия (2013). Доступно по адресу http://www.R-project.org/.

  • Узнайте, почему опыление растений не случайное

    Это 5 а.м. на полевой станции UWM, природной территории недалеко от Соквилля, штат Висконсин, примерно в 45 минутах к северу от главного кампуса UWM. Студенты-биологи под руководством постдокторанта Дороти Кристофер вытаскивают несколько из сотен пронумерованных горшечных растений из домика-обруча и помещают каждое из них на лужайке в щель на нарисованной аэрозольной краской сетке. Затем надевают фары и срезают все цветы с каждого растения, кроме одного.

    Установив контролируемую среду, они готовы к появлению шмелей, которые приходят на корм около 6:15 a.м. Для достижения цели этого дня - вслед за полетом шмелей, которые проникают в их импровизированный сад - они упростили задачу, ограничив количество доступных цветов.

    «Мы используем местные обезьяньи цветы, потому что их цветы живут только одно утро», - говорит Кристофер, который работает в лаборатории Джеффри Каррона, профессора биологических наук в Колледже литературы и науки. «Когда мы приходим, только что распустившиеся цветы содержат полную пыльцу».

    Шмели ищут большое количество пыльцы, и они, как правило, придерживаются определенных видов растений, которые приносят их.Во время кормления их тела покрываются пыльцой, причем верхний слой берется с цветка, который они в настоящее время посещают, а более глубокие слои - с цветов на ранее посещенных растениях.

    Karron находится в авангарде количественной оценки отцовства среди цветущих растений. В конечном итоге его интересует, что влияет на успешное размножение растений и почему почти все цветущие растения являются гермафродитами, то есть мужскими и женскими частями каждого цветка.

    Работа Каррона важна, - говорит Рэндалл Митчелл, профессор биологии Университета Акрона, ведущий ученый в этой области.Понимание сложности воспроизводства с помощью опылителей необходимо для защиты сельскохозяйственных культур, дикорастущих растений и жизнеспособности исчезающих растений.

    Для растений, которые производят семена, которые превращаются в сильные и здоровые новые растения, большая часть репродуктивного процесса зависит от выбора опылителя. Хотя цветы растения содержат как яйца, так и сперматозоиды, пыльца начинает процесс связывания этих двух компонентов внутри цветка с образованием потомства - семян.

    На полевой станции UWM Джеффри Каррон пытается узнать больше о взаимосвязи между пчелами и цветами, которые они посещают.

    Объединив генетическую информацию с тщательным картированием опылителей, Каррон (на фото) ответил на вопросы о воспроизводстве растений, которые не удалось сделать никому другому. (Фото UWM / Трой Фокс)

    Когда пчела посещает цветок, ее тело покрывается пыльцой, которая затем смешивается с пыльцой, уже собранной с других цветов.

    Исследователи прикрепляют очистители труб к стеблям цветков обезьян для сбора и отслеживания данных. Цвет устройства для чистки трубок обозначает дату, когда пчела посетила завод. (Фото UWM / Трой Фокс)

    На полевой станции UWM исследовательская группа Каррона сделала ряд открытий, касающихся репродуктивных стратегий растений.(Фото UWM / Трой Фокс)

    Но сначала пыльцу нужно переместить с мужской части цветка, называемой пыльником, на женскую часть, называемую рыльцем. А пыльца может поступать с того же растения или с цветов других растений того же вида. Фактически, пыльца с нескольких растений обезьяньего цветка могла остаться во время одного визита пчелы.

    Еще больше усложняет ситуацию то, что размножение растений может происходить двумя разными способами.Женские части цветка могут получать пыльцу со своих пыльников или с пыльников разных растений одного вида - независимо от того, какое растение пчела посещала в последний раз.

    Когда пыльца поступает с цветов одного и того же растения, это называется самоопылением или «самоопылением», а размножение с участием цветов двух разных растений называется перекрестным опылением. Производство семян после самоопыления значительно ниже, чем при перекрестном опылении, и полученные всходы не такие здоровые. Пониженная приспособленность аналогична последствиям инбридинга у животных и является результатом спаривания с ограниченным генофондом.Из семян перекрестного опыления вырастает гораздо более здоровое растение второго поколения.

    Источником удобряющей пыльцы считается мужской цветок, от которого произошли семена, а цветком, на который попала пыльца, является материнский цветок. Из-за этих различных возможных результатов поведение опылителей имеет значение, и важно знать, какие цветы посещала пчела и в каком порядке.

    «Когда пчела посещает первый цветок растения, 80 процентов полученных семян подвергаются перекрестному опылению», - говорит Каррон.«К тому времени, когда он опускается на четвертый цветок этого растения, почти все семена самоопыляются».

    Как бы важно ни было установить, откуда взялась пыльца для каждого семени, эту информацию получить нелегко, учитывая натиск природных факторов. Но с помощью искусно спланированных экспериментов, таких как пчелиный сад Кристофера с одним цветком, Каррон отслеживает пчел. Он может определить, где они собирают свою пыльцу и где ее оставляют, и он устанавливает истории спаривания обезьяньего цветка.

    Внутри его домика на полевой станции растения в эксперименте пронумерованы, и к концу каждого исследования к некоторым стеблям прикрепляют средства для чистки труб разных цветов. Подобно медицинскому браслету больничного пациента, устройства для чистки труб являются частью системы подробного учета. Они обозначают, где в саду рос цветок, а цвет устройства для чистки трубок указывает на дату посещения пчелы.

    Основная анатомия цветка.

    Каррон полагается не только на человеческое наблюдение.Каждое растение, используемое в эксперименте, подвергается генотипированию, прежде чем оно будет перемещено на улицу и начнется картирование пчел. Таким образом, у исследователей есть «подпись», которую они впоследствии могут сопоставить с генетическим профилем семян.

    «Мы вложили массу усилий в переднюю часть, - говорит Кристофер, - чтобы мы могли различать пыльцу различных растений. Вот как мы можем отследить, как далеко распространилась пыльца ".

    Полевая станция

    UWM обеспечивает необходимый для исследования участок нетронутой природы, который учитывает не только экологические факторы, такие как численность опылителей, но и генетические переменные, такие как форма цветов.«Я могу воспроизвести популяции на полевой станции, чтобы посмотреть, как их брачные привычки меняются в разных условиях или средах», - говорит Каррон. «И я могу легко клонировать популяции растений, просто разделив растения. Вы не можете сделать это с птицами или млекопитающими ».

    Какими бы трудоемкими ни были эти эксперименты, самая сложная часть, по словам Каррона, - это управление масштабом. В конце его последнего исследования было собрано и генетически проанализировано 8000 семян.

    Объединив генетическую информацию с тщательным картированием опылителей, Каррон ответил на вопросы о воспроизводстве растений, которые не удалось сделать никому другому.Митчелл, давний научный сотрудник, говорит, что Каррон определяет, что влияет на поведение пчел, и связывает это с их эволюционным влиянием на воспроизводство растений. Это позволило Каррону начать разгадывать, почему репродуктивная стратегия гермафродитов так успешна, несмотря на то, что самоопыление является препятствием для долгосрочного выживания растений.

    Преимущество, как показал Каррон, состоит в том, что двойные половые роли удваивают количество потенциальных партнеров, которые может иметь родительское растение. Это увеличивает генетическое разнообразие семян, разнообразие, которое обеспечивает общую зимостойкость сеянцев.

    Исследовательская группа Каррона сделала другие долгожданные открытия. Они продемонстрировали, что сочетания пар для отдельных цветов на одном и том же растении могут сильно различаться. То есть пыльца, которая дала семена в любых двух цветках, могла быть от самого растения или от цветков того же вида за много миль.

    Они были первыми, кто продемонстрировал, что реакция опылителей на эффектные цветочные проявления увеличивает скорость самоопыления растений.Причина? После посещения одного цветка пчелы часто «обманывают» или «угощают» следующим ближайшим цветком, часто на том же растении.

    И исследовательская группа Каррона показала, что присутствие конкурирующих видов цветковых растений усиливает модели самоопыления у обезьяньего цветка, потому что конкурент часто отвлекает пчел. Перекрестное опыление происходит только тогда, когда пчелы последовательно садятся на разные растения обезьяньих цветов. По его словам, даже виды шмелей (их пять на полевой станции UWM) могут изменять модели спаривания.

    Отслеживание диких опылителей и количественная корреляция их пыльцы с отцовством семян - это кропотливая работа, которую предпринимали немногие биологи-растения. Но скрупулезная полевая работа Каррона дала множество научных доказательств, доказывающих, что репродуктивная стратегия растения не случайна.

    «Я люблю разрабатывать эволюционные эксперименты», - говорит он. «Если мы сделаем это правильно, мы сможем заставить пчел объяснить свое поведение».

    Цветы и пчелы - ēdn

    В то время как большинство людей любят цветы, независимо от того, выращивают ли их в садах или покупают в магазине, мы часто забываем о том, что важно для роста цветов: пчелах.

    Пчелы, как никто другой, имеют симбиотические отношения с цветами. Это означает, что в то время как цветы получают пользу от опыления, пчелы также получают взамен пользу.

    Пчелы считаются одними из первых преднамеренных опылителей, которые совпали с цветковыми растениями, появившимися 120 миллионов лет назад. В отличие от случайных опылителей, таких как жуки и мухи, которым удалось случайно перенести пыльцу с цветка на цветок, пчелы фактически отправились опылять землю.

    Пчелы отвечают за сбор пыльцы с цветов, на которые они приземляются своими крошечными волосками, а затем передают ее следующему цветку, с которого они собирают пыльцу. Перенос пыльцы с цветка на цветок - вот то, как большинство растений могло размножаться уже миллионы лет.

    Пыльца играет жизненно важную роль в воспроизводстве жизни как цветов, так и пчел. Пыльца является основной частью рациона пчел, и когда вода смешивается с цветочным сахаром, образуется нектар, который также необходим для выживания пчел.Нектар - это источник пищи, который обеспечивает пчелам энергию, позволяющую им перемещаться с растения на растение для перекрестного опыления.

    Цветы полагаются на пчел для перекрестного опыления своих женских растений. Когда пчелы питаются пыльцой, их тело собирает излишки через собирающие пыльцу волосы, которые затем высвобождаются, когда они приземляются. Пыльца действует как семя цветка, что необходимо для выживания этого вида цветов.

    Помимо цветочных видов, пчелы несут ответственность за опыление многих пищевых продуктов, потребляемых людьми.Только медоносные пчелы несут ответственность за опыление яблок, черники, дынь, клюквы и, конечно же, меда. Это также означает, что по мере сокращения популяции пчел доступность этой продукции будет одновременно сокращаться и, в конечном итоге, исчезнет.

    Пчелы опыляют посевы около 100 миллионов лет. Из-за их зависимости друг от друга эволюция вооружила их, чтобы они могли лучше служить друг другу.Например, пчелы оснащены опылением жужжанием , которые представляют собой мускулы полета, которые создают жужжание, чтобы вытеснить пыльцу с цветов для облегчения сбора. Некоторые пчелы даже развили эволюционную характеристику, называемую цветочным постоянством , которая позволяет виду специализироваться на обнаружении только одного вида цветов. Со временем пчелы также эволюционировали, чтобы лучше собирать пыльцу с помощью корзин для пыльцы , которые расположены рядом с их задними лапами и переносят пыльцу обратно в пчелиную семью с помощью их собирающих пыльцу волос.

    У цветов есть навыки привлечения, в отличие от других. Цвет, запах, форма, размер, время и награда (нектар или пыльца) цветка могут увеличить или уменьшить количество посещений определенных опылителей. Например, пчелы могут видеть ультрафиолетовый свет, но не красный свет, поэтому их привлекают цветы, которые находятся в ультрафиолетовом диапазоне, а не в красном.

    Цветы даже сделали период опыления намного более эффективным, сигнализируя об опылении с помощью изменения цвета, чтобы привлечь их только тогда, когда они больше всего нужны.Пчелы будут отдавать предпочтение цветам с более сладким или мятным запахом для опыления, поэтому ароматный цветок может привлечь пчел на большие расстояния.

    Людям важно понимать, что сохранение пчел напрямую связано с выживанием наших экосистем. Пчелы не только опыляют цветы, которыми мы восхищаемся, но и удобряем наши посевы, от которых мы полагаемся, чтобы есть. Из-за этого время позволило пчелам и цветам развиваться и становиться более эффективными на протяжении всего их жизненного цикла, что приносит прямую пользу человечеству.Без тесной связи между цветами и пчелами мы потеряли бы около двух третей наших запасов пищи.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *