Приспособления в цветковых растениях для перекрестного опыления.

Цветковые растения и пчелы эволюционировали одновременно. Несомненно, что на эволюцию цветковых, какими мы их теперь знаем, большое влияние оказали пчелы. Установлено, что существование большинства цветковых растений (примерно 90 % видов) невозможно без насекомых-опылителей, основными среди которых являются пчелы. Перекрестное опыление, т. е. перенос пыльцы с цветка одного растения на цветок другого растения того же вида способствует выживанию и процветанию видов. В процессе эволюции у растений выработался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопылению и обеспечивающих перекрестное опыление.

Одно из приспособлений, препятствующих самоопылению, — пространственное разделение мужских и женских генеративных органов (пестиков и тычинок). У двудомных растений это разделение ярко выражено: на одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а на других — только женские с пестиками (например, клубника, ива, конопля). У однодомных растений мужские и женские цветки развиваются на одном растении, но они однополые (они имеют или тычинки, или пестики, как, например, у огурца, тыквы, дуба). У растений с обоеполыми цветками выработался иной, более сложный механизм, препятствующий самоопылению. Например, у гречихи в цветках одних растений тычинки длинные, а пестик короткий, а в цветках других растений, наоборот, длинный пестик и короткие тычинки. Такое явление получило название гетеростилии, или разностолбчатость. Кроме того, установлено, что в пылинках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, которая в случае попадания на рыльце длинностолбчатого пестика не производит оплодотворения из-за короткой прорастающей пыльцевой трубочки, которая не достает завязи.

Другой путь, препятствующий самоопылению, — неодновременное созревание мужских и женских генеративных органов в обоеполых цветках, или временное разделение. Отмеченное явление получило название дихогамии. Так, у одних растений значительно раньше созревает в цветке рыльце, и опыление происходит пыльцой других цветков, до того как созреет собственная. Напротив, у других растений раньше созревают пыльники, чем рыльца. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них высыпается, но пестик не готов к ее приему. Ко времени созревания рылец пыльцы в цветке не остается, и опыление происходит пыльцой других цветков.

Кроме того, в процессе эволюции высших растений выработалась физиологическая несовместимость к самоопылению. Известно, что у многих растений собственная пыльца, попав на рыльце пестика, совершенно не прорастает или прорастает значительно медленнее, чем пыльца другого цветка, следовательно, и не производит оплодотворения. Это явление называется самобесплодностъю, или автостерилъно- стъю.

Наконец, для перекрестного опыления с помощью насекомых у энто- мофильных растений в процессе их эволюции выработался еще целый ряд специальных приспособлений: выделение нектара, приманивающего насекомых; образование тяжелой, менее сыпучей, чем у ветроопыляемых растений, пыльцы, служащей источником белка и жира для насекомых. Взаимозависимость между цветковыми растениями и пчелами заключается в том, что благодаря опылению растение обеспечивает себе размножение и продолжение рода, а насекомые находят на цветущих растениях корм — источник своего существования.

Первичные приспособления для сбора нектара и пыльцы постепенно развивались и, в конце концов, превратились в высокоспециализированные органы рабочей пчелы. Весь организм пчелы стал подчинен сбору нектара и пыльцы. Цветки же растений и тело насекомых стали соответствовать по форме друг другу.

Так, очень замысловатый опылительный механизм имеют цветки шалфея лугового (рис. 57). Цветок этого растения двугубый и имеет две тычинки. Каждая тычинка напоминает собой неравноплечий рычаг. Длинный конец этого рычага расположен вдоль верхней губы цветка и заканчивается пыльниками. Короткий конец рычага несколько расширен и расположен на месте соединения обеих губ цветка таким образом, что преграждает вход насекомому внутрь цветка. Проникая за нектаром, насекомое должно оттолкнуть мешающее ему препятствие — короткие рычаги тычинок, что обеспечивает резкое движение тычинок вниз. Пыльники, ударяясь о спину насекомого, лопаются, и вся пыльца высыпается на тело последнего. Вслед за этим насекомое посещает другие цветки шалфея со зрелыми рыльцами пестика, свисающими с верхней губы. На рыльца попадает пыльца, прилипшая к спинке насекомого, — происходит опыление.

Приспособление в цветке шалфея, обеспечивающее перекрестное опыление при помощи насекомых

Рис. 57. Приспособление в цветке шалфея, обеспечивающее перекрестное опыление при помощи насекомых:

кп — короткое плечико тычинки, на которое давит насекомое при посещении цветка (стрелкой показано направление, в котором проникает пчела в цветок); пд — подпорки, на которых подвижно укреплены тычинки; тч — тычинка;

пс — пестик

Английский исследователь К. Батлер отмечает тот факт, что многие наши цветы с их удивительным многообразием форм, аромата и окраски обязаны своим существованием пчелам.

Цветки энтомофильных растений, как правило, крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растений. На фоне зелени пчелы их хорошо видят благодаря яркому венчику. Интересно, что цветки подавляющего большинства энтомофильных растений имеют такую окраску, которую легко отражают воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи.

Установлено, что центральная часть цветка поглощает ультрафиолетовые лучи, а лепестки, напротив, их отражают. Как только пчела приближается к центральной части цветка, она сразу же наклоняет голову и выбрасывает хоботок. Реакция наклона головы и вытягивания хоботка на ультрафиолетовый узор цветка является врожденной и связана с поиском корма.

На привлечение насекомых определенное влияние оказывает аромат цветков. Запах цветка побуждает пчел более тщательно обследовать его и служит опознавательным знаком для сборщиц корма. Причем пчелы ориентируются по запаху лучше, чем по цвету. Установлено, что у растений, имеющих цветки без яркой окраски лепестков, например у липы и ряда других растений, всегда более интенсивное выделение эфирных масел, определяющих аромат цветков. Окраску и аромат цветков следует рассматривать как своеобразную «рекламу» для привлечения насекомых-опылителей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >