Перекрестное опыление, или ксеногамия

При перекрестном опылении пыльца из пыльников переносится на рыльце пестика цветка другой особи того же вида.

При перекрестном опылении возрастают возможности рекомбина­ции генетического материала, образования более разнообразного гено­фонда потомства в результате соединения наследственно разнообраз­ных гамет. Потомство получается более жизнеспособное, чем при само­опылении, с большей амплитудой изменчивости и приспособляемости к различным условиям существования, то есть перекрестное опыление биологически выгоднее самоопыления. Поэтому оно закрепилось есте­ственным отбором и стало господствующим в растительном мире.

Для обеспечения перекрестного опыления и устранения самоопы­ления у растений имеется ряд приспособлений.

1. Автостерильность, или самобесплодность, — неспособность пыльцы прорастать на рыльце пестика того же самого цветка (встре­чается у большинства сортов яблони, груши, вишни);

2. дихогамия — неодновременное созревание в обоеполых цвет­ках тычинок и пестиков; причем у одних растений пыльники созревают раньше пестиков (некоторые бобовые, гвоздичные, гераниевые), у дру­гих — пестики в цветках созревают раньше тычинок (капустные, розо­вые, злаки);

3. такое расположение тычинок и пестиков, при котором пыльца не может попасть на рыльце пестика того же самого цветка (вероника, губоцветные);

4. гетеростилия, или разностолбчатость, когда у одних особей в цветках образуются длинные столбики, превышающие длину тычинок, у других в цветках столбики короткие, а тычинки — длинные (медуница, примула).

Приспособлением к перекрестному опылению является образова­ние однополых цветков (береза, дуб, орешник, кукуруза).

Рис. 20. Опыление растений насекомыми

Перекрестное опыление может происходить не только между особя­ми одного вида, но и между разными видами и разновидностями. В этом случае происходит скрещивание, или гибридизация, которая приводит к образованию половых гибридов со смешанной наследственностью.

При перекрестном опылении перенос пыльцы из пыльников на рыльце пестика может совершаться насекомыми, ветром, водой.

Считают, что первичные покрытосеменные были энтомофильными, то есть насекомоопыляемыми растениями. Анемофилия — ветроопыление — возникла на более поздних этапах эволюции и сопровожда­лась редукцией околоцветника.

В настоящее время энтомофилия у покрытосеменных наиболее распространенный способ опыления. Основными переносчиками пыль­цы являются пчелы, шмели, осы, бабочки, мухи, жуки, муравьи.

Посещая цветки, насекомые добывают себе пищу или откладыва­ют в цветках яички и, перелетая с цветка на цветок, невольно переносят пыльцу и производят опыление.

У растений имеется ряд приспособлений для привлечения насеко­мых. Многие цветки вырабатывают нектар, который служит пищей насе­комым. Нектар — это сахаристая жидкость, на 25 — 95% состоящая из воды и на 3 — 72% из глюкозы и сахара, выделяющегося из особых железок — нектарников, расположенных в глубине цветка. Проникая к нектарнику, насекомые вымазываются пыльцой и, перелетая с цветка на цветок, переносят ее.

Пыльца у насекомоопыляемых растений обычно крупная, и на поверхности ее имеются различные шипики, бородавочки, выросты, часто она клейкая — все это приспособления, облегчающие удержание ее на теле насекомого.

Цветки насекомоопыляемых растений имеют ярко окрашенный венчик, делающий их заметными для насекомых. А мелкие цветки обыч­но собраны в соцветия (зонтичные, астровые).

Большое значение для привлечения насекомых имеет также за­пах цветков, зависящий от выделения различных эфирных масел.

Следует также отметить, что у некоторых растений нет строгой специализации к опылению определенным видом насекомых. Так, цве­ток лютика посещают и маленькая ночная бабочка ради пыльцы, и дру­гие насекомые ради нектара.

А у других растений разнообразие формы их околоцветника свя­зано с тем, что у каждого вида форма околоцветника соответствует особенностям строения тела и поведения насекомого-опылителя. Так, строение цветков рода Aconitum (борец) приспособлено к строению тела и ротовых частей шмелей, и даже область распространения этого рода совпадает с областью распространения этих насекомых.

Анемофильные (ветроопыляемые) растения составляют около 10 — 15% всех семенных растений. К ним относится большинство древесных растений (все хвойные, береза, ольха, тополь, лещина, вяз, дуб и др.), почти все злаки, осоки, крапива, подорожник. При опылении с по­мощью ветра невозможен никакой направленный перенос пыльцы, как это наблюдается при опылении насекомыми. В этом случае проявля­ются действие законов случайности, зависимость успеха опыления от состояния воздушной среды.

Приспособления к ветроопылению проявляются в строении цвет­ков, их расположении в кроне и в строении пыльцы.

Цветки ветроопыляемых растений обычно невзрачные, мелкие, без околоцветника или со слабо выраженным околоцветником, так как крупный околоцветник препятствовал бы опылению. Пыльники на длин­ных, легко раскачиваемых ветром тычиночных нитях; пестики с волоси­стыми перистыми рыльцами, хорошо улавливающими пыльцу.

У ветроопыляемых растений образуется огромное количество мел­кой, легкой, сухой пыльцы. Одна тычинка ясеня образует до 12,5 тыс. пылинок, метелка кукурузы — до 50 млн. пылинок.

Пыльца способна разноситься на очень большие расстояния. Так, в Новой Зеландии находили пыльцу орешника, ольхи, березы и других растений, которая могла попасть туда из мест, отстоящих на 400 км.

У растений, погруженных в воду, таких, как роголистник, взморник, пыльцу переносит вода.