Примеры насекомоопыляемых растений. Раннецветущие растения опыляемые ветром

раннецветущие растения опыляемые ветром

1. Раннецветущие растения: ветренница лютичная, ветренница дубравная, чистях весенний, хохлатка плотная, копытень европейский, мать-мачеха, гусиный лук желтый, пролеска сибирская, береза повислая, обха серая, осина.
   Опыляемые ветром: береза повислая, обха серая, осина.

   Значение раннего цветеня заключается в том, что для образования семян требуется много света,
   поэтому они цветут до распускания листьев на деревьях.
   К тому же отсуствие листьев облегчает опыление, особено при помощи ветра

   У растений, опыляемых ветром, цветки диаметрально противоположны цветкам, которые опыляются насекомыми.
   Ветер стихийный фактор и может нести пыльцу в разных направлениях.
   Чтобы использовать его, растениям необходимы совсем другие цветки, как при опылении насекомыми.
   При опылении ветром нет надобности тратить ценные материалы на яркую окраску цветочных покровов, на образование сладкого нектара, душистого аромата.
   Здесь вырабатывались другие приспособления, направленные в сторону упрощения строения цветка.

   Поэтому цветки ветроопыляемых (анемофильных) растений невзрачны, не издают никакого запаха, не выделяют нектара. Околоцветник у них очень слабо развит или совсем отсутствует. Он здесь и не нужен. Напротив, выдвинутые далеко наружу пыльники свободно овеваются ветром (злаки, осоки) , который выдувает из них пыльцу и рассеивает по воздуху. Даже легкий ветерок качает сережки, метелки, тычинки.

   Наши деревья и кустарники (тополь, орешник и др.) цветут обычно весной, когда дуют сильные ветры и еще не распустилась листва, так что ветер без помехи сдувает пыльцу на цветки. Опыляемые ветром растения не растут в одиночку, а образуют большие заросли, что также увеличивает шансы опыления их цветков. Ветер рассеивает бесполезно очень много пыльцы, поэтому растения образуют ее в огромных количествах. Например, в сережке обыкновенной лещины насчитывается до миллиона пыльцевых клеток. А когда цветет сосна, то в воздухе поднимаются целые облака желтой пыльцы, которая оседает на землю в виде так называемого серного дождя. Пылинки сосны к тому же имеют специальные приспособления для летания в виде двух воздушных шаров. И вообще у всех ветроопыляемых растений пыльца мелкая, легкая, сухая. Благодаря этому ветер легко выдувает ее из пыльников.

   И рыльца в свою очередь хорошо приспособлены к улавливанию пыльцы. Так же как и пыльники, в период цветения они выставляются далеко наружу и имеют вид густых перьев (злаки) , длинных нитей (кукуруза, осоки) или кисточек (лещина) .

   С помощью ветра в Средней Европе опыляется около 19% растений. Среди них такие распространенные деревья и кустарники, как ель, сосна, дуб, ольха, береза, осина, вяз, ясень, граб, и травянистые растения злаки, осоки и растущие в воде рдесты. Опыление ветром происходит в сухую погоду, во время же дождя пыльца не высыпается.

   ru.wikipedia.org/wiki/Ветроопыляемые_цветки

   http://atloka.narod.ru/Opulenie/opulenie.htm

Нас окружают сотни видов растений, пестрящих яркими и ароматными цветами. Мы настолько привыкли к ним, что даже не задумываемся о том, что их жизнь является результатом удивительного взаимодействия с внешней средой — насекомыми, ветром, водой и птицами. Для семенных растений необходимо опыление, без него они не смогут продолжить свой род и полностью реализоваться. В результате эволюции представители флоры нашли много способов передачи пыльцы. Для того чтобы опыление было удачным, пыльца с тычинки должна попасть на рыльце пестика другого цветка, принадлежащего к тому же виду.

Растения ветроопыляемые

Около 20% на нашей планете опыляются при помощи ветра. Строение их цветов идеально приспособлено для этого процесса, как и время цветения. В большинстве случаев цветут ветроопыляемые растения весной, до того момента, как начнут распускаться первые листья. Этот выбор сделан ими не случайно, так как листва делает трудоёмкий процесс опыления при помощи ветра ещё сложнее, оставляя бедолагам слишком мало шансов на размножение.

Растения ветроопыляемые обычно растут большими группами, чтобы им было легче выполнить свою непростую задачу. Цветки у них не выделяются ни яркими сочными расцветками, ни сильным манящим ароматом. Они небольшого размера и собраны в крупные соцветия. Тычинки у ветроопыляемых цветов свисают вниз и обычно имеют волоски, задерживающие пролетающую пыльцу. Также для этих целей может использоваться специальная клейкая жидкость. Растения ветроопыляемые имеют сухую лёгкую пыльцу гладкой формы, чтобы ветер мог легко подхватить и унести её.

Насекомоопыляемые растения

Их цветки — полная противоположность цветам ветроопыляемых растений. Они имеют яркую окраску и сильный аромат. Всё это нужно для того, чтобы насекомые смогли заметить цветок, скрывающий в своих недрах заветное лакомство. Летнее разнообразие цветов наглядно демонстрирует всё многообразие уловок, которыми пользуются растения для привлечения насекомых-опылителей. Насекомоопыляемые и ветроопыляемые растения преследуют абсолютно разные цели. Именно поэтому они так сильно отличаются по своему строению. Большинство цветов, которые принято считать красивыми, выглядят так для того, чтобы их можно было легко заметить с воздуха и отличить от других.

Ещё одно средство привлечения насекомых — аромат. Разным насекомым нравятся совершенно различные запахи. Так, например, пчёлы и шмели любят сладкие цветочные ароматы, которые так нравятся людям. Другое дело — мухи, предпочитающие аромат гниющего мяса. Поэтому цветы, опыляемые мухами, источают столь неприятные гнилостные запахи.

Удивительная гармония

Опыление растений — невероятно важное дело, благодаря которому существует наша экосистема. Насекомые делают это отнюдь не для общего блага, они лишь ищут нектар, которым питаются. И благородные растения готовы предоставить им пищу, но взамен они пачкают пыльцой тело насекомого, чтобы оно принёсло её на другой цветок. Для этого используются самые хитроумные и невероятные системы, созданные природой. Некоторые растения даже держат опылителей в заложниках внутри цветка, пока на них не попадёт достаточное количество пыльцы. Разные растения опыляются разными видами насекомых, что обусловлено конструкцией их цветов. Окрас также имеет большое значение, так, белые цветы опыляются в основном ночью. Цвет помогает их заметить, как и аромат, который они испускают только поле захода солнца.

Не менее интересны и растения ветроопыляемые. Их пыльца расходуется весьма не экономно, распространяясь на огромные расстояния, чтобы выполнить свою важную миссию. А ведь ветроопыляемыми растениями являются многие сельскохозяйственные культуры. Но у них уж точно нет проблем с опылением, так как их посевы занимают целые гектары. Куда бы ни полетела пыльца, она наверняка попадёт в цель. В дикой природе ветроопыляемые растения также растут группами, но, к сожалению, не столь многочисленными.

Самоопыление

Самоопылением называют процесс, при котором пыльца с тычинки цветка попадает на его же пестик. Чаще всего это случается ещё до того, как цветок раскроется. Это явление стало вынужденным ходом из-за того, что у некоторых видов растений не было возможности произвести перекрёстное опыление. Со временем эта особенность закрепилась, став постоянной для многих цветов. Особенно часто самоопыление встречается среди сельскохозяйственных культур, но некоторые дикорастущие растения также размножаются подобным образом.

Однако самоопыление не является уникальной особенностью одного вида, к его помощи может прибегнуть обычное растение, если его некому опылить. Также и самоопыляемые цветки могут быть опылены перекрёстным способом, если такая возможность будет им предоставлена.

Удивительные цветы

Теперь вы знаете, какие растения ветроопыляемые, а какие опыляются насекомыми. Как оказалось, бок о бок с нами существует целый удивительный мир, в котором всё тесно взаимосвязано между собой. Мир, в котором исчезновение одной маленькой букашки может повлечь за собой гибель многих видов. Растения имеют поразительные способности к адаптации. Некоторые цветы могут быть опылены лишь одним видом насекомых, так как их нектар спрятан очень глубоко. Другие из них выстраивают надёжную защиту от нежеланных гостей, желающих полакомиться их нектаром. Например, шипы или волоски на стеблях многих цветов, которые не позволяют муравьям добраться до желанной добычи. Мир растений — это мир гармонии и практичности. Большая удача, что мы смогли хоть немного приобщиться к его красоте.

Ветроопыляемые цветки - существуют энтомофильные растения (опыляемые насекомыми) и анемофильные растения (опыляемые с помощью ветра).

Особенности

Ветроопыляемые растения имеют, как правило, ряд характерных особенностей: очень мелкие и многочисленные цветки, вырабатывают много пыльцы . Одно растение способно вырабатывать миллионы пыльцевых зерен. У многих ветроопыляемых растений (лещина , осина , ольха , шелковица) цветки появляются ещё до распускания листьев.

Пчёлы предпочитают собирать пыльцу с насекомоопыляемых растений. Но если в природе мало цветущих энтомофильных растений, а пчёлы нуждаются в пыльце, они собирают её и с ветроопыляемых растений.

Опыление цветковых растений осуществляется двумя основными способами - ветром и животными, чаще всего насекомыми. Как в том, так и в другом случае у растений вырабатываются специфические приспособления. Для насекомоопыляемых растений характерны крупные, ярко окрашенные одиночные цветки, а также соцветия, состоящие из ярких цветков различной формы. Как правило, они имеют сильный запах. В них развиты особые железы - нектарники , вырабатывающие сладкий жидкий секрет - нектар . Цветки насекомоопыляемых растений богаты пыльцой . Пыльцевые зёрна , как правило крупные и клейкие, а их оболочка нередко имеет разнообразные выросты. У ветроопыляемых растений околоцветник частично или полностью редуцируется, а их мелкие и невзрачные цветки, как правило, собраны в соцветия. Пыльцы у ветроопыляемых растений, по сравнению с насекомоопыляемыми, образуется значительно больше. Однако пыльцевые зёрна у них мелкие и сухие, хорошо переносимые ветром. Они образуются в крупных пыльниках , очень часто свисающих на длинных

Рано весной в широколиственном лесу еще издали бросается в глаза с лиловыми цветками медуница лекарственная (мдуница неясная)(Pulmonaria officinalis или P. obscura ) (рис. 136), семейство бурачниковые (Boraginaceae). Медуница – растение, обладающее ярко выраженным подснежным развитием. Цветочные почки после созревания плодов отмирают. Вегетативные побеги не обладают подснежным развитием, они ассимилируют летом при полном затенении, сохраняясь в зеленом виде до глубокой осени.

Только что раскрывшиеся цветки имеют ярко-розовую окраску, в дальнейшем она становится фиолетовой, и наконец, синей. Здесь имеет место изменение реакции клеточного сока от кислой (розовая окраска) к щелочной (синяя окраска). За это свойство цветков менять свою окраску в народе называют медуницу «Иван-да-Марья». Такое название имеют растения с двойной окраской венчика. Цветки медуницы обладают еще одной интересной особенностью. Они имеют так называемую гетеростилию, или разностолбчатость, своеобразное приспособление, обеспечивающее растениям перекрестное опыление. Если сравнивать цветки медуницы, то более крупные имеют длинный столбик и короткие ты-

чинки, доходящие лишь до середины трубки венчика, другие же, менее крупные цветки снабжены длинными тычинками, достигающими почти зубцов венчика и коротким пестиком. На одном стебле медуницы располагаются цветки лишь одного типа. Цветы медуницы с нектаром, выделяемым четырехлопастной железкой под завязью. При самоопылении, а также при опылении пыльцой других экземпляров той же формы, плоды не развиваются. Если же искусственно задержать посещение цветов насекомыми, то плоды также не образуются. Отбор насекомых-опылителей производится расположением нектара в самом основании трубки венчика, вследствие чего его могут достать только такие насекомые, у которых хоботок не короче 8 мм. Перекрестное опыление производится шмелями и бабочками.

На фоне ярких цветов ранневесенников рано весной выделяется своими перезимовавшими темнозелеными листьями копытень европейский(Asarum europaeum ) (рис. 18). Цветение у копытня начинается очень рано, как только его темно-красные цветки покажутся из почек, находящихся непосредственно на корневищах, лежащих на земле. Цветы невзрачны и малозаметны под листьями. Они имеют трехчленный околоцветник, нижняя завязь и 12 тычинок, которые первоначально отогнуты книзу; в центре помещается столбик с широким 6-лопастным рыльцем. В цветке наблюдается одновременное созревание половых органов. Рыльце копытня бывает готово для восприятия пыльцы значительно раньше, чем раскрываются пыльники, даже до того, как раскроется сам цветок. До раскрытия цветка, когда листочки околоцветника еще соединены, в щели между ними проникают различные мелкие мушки и, если они побывали до этого на другом цветке и испачкались в его пыльце, опыляют цветок. Насекомых, по-видимому, привлекает в цветке копытня своеобразный перечный запах, присущий всем частям растения. В дальнейшем при созревании пыльников, листочки околоцветника расходятся, насекомые пачкаются в пыльце и, опсыпанные ею выбираются наружу и перелетают на соседний цветок.

В начале цветения у копытня бывают отогнуты вниз, впоследствии же по мере отцветания они меняют свое положение и, выпрямляясь, соприкасаются своими пыльниками с лопастями рыльца. В результате происходит самоопыление, которое здесь является резервным. Цветки копытня обладают высокой плодовитостью.

Семена распространяются муравьями, которые съедают мясистый придаток, не трогая само семя, и растаскивают их по всему лесу. В народе копытень называют лесным перцем, за легкий приятный аромат свежерастертых листьев, а англичане его зовут диким имбирем.

В широколиственных лесах часто встречаются также пролесник многолетний (Mercurialis perrenis ) (рис. 25) из семейства молочайных, но без млечного сока. Несмотря на свое раннее развитие, которое начинается еще с осени и продолжается под снегом зимой, пролесник сохраняет зеленые листья до глубокой осени и летом господствует в травяном покрове леса. Ранней весной на ее еще невысоких стеблях в пазухах листьев бывают заметны длинные, несколько согнутые сережки, состоящие из мелких, невзрачных цветков. Они однополые. Мужские цветы состоят из трехраздельных околоцветников и 9-12 тычинок, а женские имеют двухгнездную завязь с двумя нитевидными столбиками и клейкими рыльцами. Пролесник двудомное растение, мужские и женские цветы находятся на различных экземплярах, так как пролесник прекрасно размножается при помощи подземных корневищ, он всегда растет большими зарослями-клонами; одни из них являются мужскими, а другие – женскими. Пролесник опыляется при помощи ветра, поэтому ее цветки лишены нектара и аромата, они невзрачные.

В истории ботаники пролесник известен тем, что он был одним из первых объектов опытов Р. Камерариуса в 1691 году по доказательству существования пола у растений. Почти все части пролесника ядовиты.

Наиболее широко распространенными раннецветущими растениями широколиственного леса являются вереницы, хохлатка, чистяк, гусиные луки.

Ветреница лютичная (Anemone ranunculoides ) (рис. 139) представляет собой корневищное растение с невысоким тонким стеблем, несущим мутовку из трех тройчаторассеченных листьев, которые отличаются от листьев, отходящих от корневища, только короткими черешками. Зацветает в конце апреля – начале мая; к концу мая надземные части растения отмирают и под землей остаются лишь корневища, состоящие из утолщенных коротких члеников.

Цветки одиночные или в числе двух (редко более), на длинных цветоножках, правильные. Околоцветник простой, венчиковидный из 5 ярко-желтых, снаружи опушенных лепестков. Тычинки и пестики многочисленные.

Когда после снегосхода коленчато-изогнутый стебель пробивается сквозь почву и лесную подстилку, листья защищают бутон цветка с простым околоцветником, выполняя роль чашечки. Ветреницы подобно всем раннецветущим растениям обладают подснежным развитием. Осенью на верхушке корневища в почве можно видеть все части растения, которые разовьются весной, но для нормального развития растения требуется длительное воздействие низких температур. Рост почки начинается в январе, в феврале на побегах можно видеть сформированные бутоны, в марте растение выходит из почвы и развивается под снегом. В середине апреля стебли со свернутыми листьями и развитыми бутонами имеют 3 см длины.

Цветет ветреница лютичная в пригороде г. Чебоксар в третей декаде апреля – первой декаде мая, в июне надземные части растения отмирают, а заложившиеся почки впадают в состояние покоя. За этот короткий срок в корневище откладываются питательные вещества, благодаря которым становится возможным раннее цветение. В цветке ветреницы лютичной образуются большое количество пыльцы, за которой прилетают пчелы, шмели и другие насекомые. Ночью и в плохую погоду цветки закрываются и поникают, это защищает пыльцу от сырости.

Сходными биологическими особенностями характеризуются ветреница дубравная, цветки которой имеют белую окраску и больше по размеру (крупнее). Ветреница дубравная в Чувашии является охраняемым растением, так как ее численность ежегодно сокращается в лесах вокруг больших населенных пунктов.

В наших лесах широко распространены гусиный лук желтый (Gagea lutea ) (рис. 140) и гусиный лук малый(G. minima ) семейство лилейные (Liliaceae ), зимующим органом которых является луковица. У гусиного лука желтого осенью на луковицах имеются маленькие побеги. Весеннее развитие начинается в январе; в конце февраля листочки пробивают опавшие листья и соприкасаются со снегом; ко времени снегосхода листья имеют зеленую окраску и достигают до 10 см длины. Хлорофилл образуется под снегом в конце зимы. До распускания соцветия защищено двумя стеблевыми листьями; прикорневой лист имеет шиловидную верхушку, пробивающую лесную подстилку. Цветки гусиного лука не имеют запаха, закрываются на ночь и в пасмурную погоду. При основании листочков околоцветника имеются нектарники. Перекрестное опыление при помощи пчел и жучков возможно только вначале цветения, благодаря слабой протерогонии. Ко времени созревания плодов – трехгранных коробочек, стебель поникает до земли. Это облегчает доступ к семенам муравьев, которые растаскивают семена, имеющие маслянистые придатки.

Гусиный лук малый отличается меньшими размерами, двумя луковицами и иными условиями существования, т. е. в пониженных местах рельефа.

Рис. 139. Ветреница лютичная Рис. 140. Гусиный лук желтый

(Anemone ranunculoides ) (Gagea lutea )

Спутником гусиного лука в широколиственных лесах являют-

ся хохлатки(Corydalis ). В лесах Чувашии распространены 3 вида: хохлатка Галлера(C. Halleri ) (рис. 141), хохлатка средняя (C. intermedia )и х. Маршалла(C. Marschalliana ) семейство дымянковые (Fumariaceae ). Они широко встречаются всюду, где растут дубы и подобно другим раннецветущим растениям, характеризуются подснежным развитием. Клубнелуковицы прорастают осенью, в течение первой половины зимы находятся в состоянии покоя, а в феврале трогаются в рост. Первый лист хохлатки Галлера и средней отличаются от остальных, сильно изрезанных листьев. Он имеет светлую и заостренную верхушку. Первоначально все соцветие защищено листом, пробивающим сквозь почву. Зигоморфные цветки собраны в соцветие – кисть и издает аромат. Нектарник скрытый в глубине длинного шпорца верхнего лепестка, и опыление производится длиннохоботными пчелами; шмели и муравьи часто прогрызают шпорец, собирая нектар. Семена распространяются муравьями, поедающими мясистые придатки.

Надземные побеги в конце мая полностью отмирают, в почве остается клубнелуковица, которая ежегодно обновляется. У хохлатки смена клубнелуковицы начинается еще до цветения растения. Если ранней весной, когда хохлатка только начинает разви-

ваться, сделать срез через клубень, то в середине старого клубня можно заметить белое колечко нарастающегося нового молодого клубня. Это колечко будет постепенно утолщаться и к разгару цветения хохлатки превратится в новый клубень. В прошлогоднем клубне расходуются питательные вещества на развитие растения, позднее совсем вытесняются нарастающими изнутри новым клубнем. Новая клубнелуковица прикрывается отмершим прошлогодним.

Рис. 141. Хохлатка Галлера.

1 – цветонос и пластинка листа, 2 – клубнелуковица в разрезе, 3 – цветок,

4 – цветок (увеличенный)

Процесс смены клубнелуковицы хохлатки, а также чистяка можно проследить на одной экскурсии, только для этого надо отыскать как цветущую, так и начинающие только развиваться особи и, уловив на них отдельные моменты наблюдаемого явления.

Клубнелуковицы хохлатки имеют стеблевое происхождение.

Клубни чистяка (Ficaria verna ) (рис. 142) представляют собой утолщенные придаточные корни. Во время цветения чистяка насекомых мало, поэтому растение размножается главным образом вегетативно. Вегетативное размножение происходит при помощи корневых клубней и выводковых почек, образующихся в пазухах листьев. Вскоре после отцветания образуются единичные плоды, и все растение желтеет и отмирает в первой половине июня. В течение лета чистяк находится в состоянии покоя. Его развитие начинается в сентябре-октябре, когда прорастают стеблевые бульбочки и корнеклубни. Однако даже в теплую, продолжительную осень дальнейшего развития не происходит, т. е. для нормального развития чистяка требуется промораживание клубней. С ноября по январь наблюдается зимний период покоя, а в январе под снежным покровом почки трогаются в рост. Каждый побег, развивается из клубня, имеет форму клина, который пробивает землю благодаря футляру из кожистых бесцветных листочков. В конце января побеги появляются на поверхность почвы и покровные листочки прекращают рост. В марте начинается развертывание настоящих листьев, а в середине апреля стебли достигают 5-6 см в длину и имеют слабо позеленевшие листочки и бутоны.

Цветы одиночные на длинных цветоножках, актиноморфные, с двойным околоцветником. Чашечка из трех желтовато-зеленых листочков, опадающих вскоре после распускания цветка. Венчик из 6-14 золотисто-желтых блестящих лепестков. У основания лепестка нектарная ямка, прикрытая маленькой, двулопастной чешуйкой. Тычинки и пестики многочисленные. Опылителей у чистяка много: его нектар доступен для мух. Многие весенние насекомые кормятся на желтых цветках чистяка: мухи, пчелы, жуки и др.

На ночь цветки чистяка закрываются. Лепестки смыкаются и в дождливую погоду. Пыльца защищена от сырости. Органы размножения цветка не страдают от ночных холодов. Семена чистяка разносят муравьи.

Рано весной у чистяка уже можно найти зачатки новых клубней. В это время они появляются под землей в виде маленьких выростов в нижней части стебля. К началу зацветания растения они значительно подрастают. К моменту цветения чистяка белые выросты превращаются в новые клубни, резко выделяющиеся среди прошлогодних клубней. Клубни прошлого года тоже изменяются, питательные вещества расходуются на развитие растения и клубни из твердых делаются постепенно мягкими, а позднее совсем сморщиваются и сгнивают. Для следующего года питательные вещества откладываются в новых клубнях.

Рис. 142. Чистяк весенний (Ficaria verna )

В пазухах расширенных черешков листа чистяка формируются грязно-желтые почки, похожие на клубни. Они заполнены запасом питательных веществ. Когда чистяк отцветает и начинают вянуть, почки выпадают из листовых пазух. Потоки дождевой воды могут далеко унести их от материнского растения; чистяк расселяется. Но многие почки останутся на месте, и за их счет расширяется заросль чистяка.

Чешуи, покрывающие побеги и корневища Петрова креста – видоизмененные листья. В них есть полости, открывающиеся наружу узкими щелями. Предполагают, что эти полости служат для испарения воды: особые приспособления к условиям подземной жизни. Цветки Петрова креста неправильные. Опыляют насекомые – шмели, которые обеспечивают перекрестное опыление. Раньше в цветке созревает рыльце, чем тычинки, пыльников которых еще долгое время остаются замкнутыми. В это время цветки могут опыляться пыльцой, доставляемой шмелями с других более развитых экземпляров. Затем подрастают тычинки, а столбик, ранее крючковидно загнутый, выпрямляется, благодаря чему рыльце отодвигается от пыльников. В этой стадии прилетающее насекомое сначала встречает на свеем пути рыльце, и оставив на нем часть принесенной пыльцы, достигает пыльников. Эти пыльники сомкнуты в виде шипчиков и, раздвигая их, насекомое пачкается в пыльце. Если многие цветы Петрова креста остаются неопыленными насекомыми, то ко времени отцветания столбик завядает, подрастающие тычиночные нити выставляют пыльники за край венчика и пыльцу может перенести ветер на соседнее более молодые цветки той же кисти, с еще не завядшим пестиком. Это является своего рода резервом на случай, если цветки остались, не посещенными шмелями и в пыльниках сохранилось достаточное количество пыльцы.

Петров крест образует большое количество мельчайших семян. Их рассеивает ветер. Лишь немногие из семян дадут новые растения: и не всегда корешки проростка достигают корня живого лиственного дерева.

Как было отмечено выше, у растений, характеризующихся способностью вегетировать и цвести ранней весной, существует определенная зависимость между скоростью их развития и осенней подготовкой зимующих почек. Раньше зацветают растения, у которых в зимующей почке имеется вполне сформировавшийся цветок.

Рано весной, даже люди, которые не знакомые с ботаникой, обращают внимание на ранние цветки мать-и-мачехи (рис. 143) (Tusillago farfara ), семейство сложноцветные (Asteraceae), расцветающие еще до полного удаления снежного покрова в начале апреля, на южных хорошо прогреваемых, защищенных местах. Мать-и-мачеха встречается повсеместно. Соцветия – корзинки сидят на едва возвышающихся над землей толстых бледно-зеленых стеблях, покрытых розоватыми чешуйчатыми листочками. Настоящие листья у мать-и-мачехи появляются позже. В земле находятся сочные мясистые корневища с запасом питательных веществ, образованных прошлогодними листьями. На корневище имеются маленькие чешуйки.

Как только сходит снег, из нескольких почек корневища поднимаются цветочные побеги. Обычно мать-и-мачеха массово зацветает сразу после снегосхода. Соцветия мать-и-мачехи полностью сформированы в конце лета и располагаются они почти у поверхности почвы. Некоторые ботаники считают, что генеративный побег, сформированный в прошлом году, весной заканчивает свое развитие. После цветения из других почек корневища вырастают новые побеги, но уже без цветов, а с большими зелеными листьями. Эти листья будут в течение лета синтезировать органические вещества, которые обеспечат растению возможность цветения будущей весной. В ясную солнечную погоду соцветия поворачиваются в сторону солнца, к вечеру и в пасмурную погоду корзинки поникают, а листочки обертки выпрямляются, так что все соцветие замыкается. Это способствует сохранению пыльцы, еще не успевшей высыпаться из треснувшихся пыльников. Цветы опыляются насекомыми, вблизи завязи выделяется нектар, пыльца клейкая, рыльца созревают раньше пыльников. Мать-и-мачеха является первым медоносом и лекарственным растением. При закрывании и открывании цветка возможно самоопыление.

Таким образом, корневище мать-и-мачехи выполняют две функции: 1) как вместилище запасных питательных веществ; 2) орган вегетативного размножения, они располагаются в несколько ярусов, на разной глубине.

1 б

1а

Рис. 143. Мать-и-мачеха (Tusillago farfara )

1 – листья (с верхней стороны – справа (б), с нижней – слева (а)), 2 – общий вид цветущего растения, 3 – соцветие корзинка, 4 – трубчатый цветок, 5 – язычковый цветок, 6 – плодоносящая корзинка, 7 – семя с хохолком

Ранней весной на разрыхленных участках леса и по обрывам появляются сочные красновато-бурые весенние спороносные побеги хвоща полевого (Equisetum arvense ) (рис. 144). В весеннем побеге почти нет хлорофилла, он растет и образует споры за счет питательных запасов подземного побега – корневища и клубеньки

ков на нем. При помощи простого опыта, иодной реакции, можно убедиться, что клубеньки хвоща богаты крахмалом. От основного подземного корневища отходят ветви, которые дают однолетние надземные побеги. Корни выходят из узлов подземных осей и сильно разветвляются.

Рис. 144. Хвощ полевой (Equisetum arvense ):

1 – летний побег, 2 - весенние спороносные побеги с корневищем и клубеньками, 3 – спорофилл со спорангиями, 4 – спора с развернутыми элатерами, 5 – узел стебля со сросшимися листьями

Подземные и надземные стебли состоят из полых внутри междоузлий, отделенных одно от другого поперечными перегородками. Спороносные побеги развиваются еще с осени и весной только разрастаются; они оканчиваются колоском спорофиллов, т. е. видоизмененных, несущих спорангии листьев. Спорангии имеют вид шестиугольных чешуй, на ножках; они располагаются тесными мутовками и с нижней стороны несут по 5 мешковидных спорангиев, однослойная стенка, которых при созревании лопается продольной трещиной. Созревшие споры зеленого цвета, они содержат хлорофилл и бывают шаровидной или яйцевидной. Наружный слой их оболочки принимает вид двух спирально завитых вокруг тела лент, которые во влажном воздухе скручиваются, а в сухом расправляются; они называются пружинками или элатерами и служат для сцепления спор друг с другом; так как спроы дают при прорастании однополые заростки, то сцепление спор обеспечивает близкое соседство женских и мужских заростков, что весьма важно для обеспечения оплодотворения. Заростки листовидны, зеленого цвета, разветвлены или рассечены неправильно, мужские заростки мельче женских. На заростке развиваются антеридии и архегонии, сходные с таковыми у папоротников.

Спороносные побеги хвоща полевого могут быть до 30 см высоты, светло-красновато-бурого цвета с длинными междоузлиями, беловатыми колокольчатыми влагалищами, с 8-12 ланцетными, острыми темно-бурыми зубцами; толщина побегов от 3 до 5 мм. Спороносные колоски 3,5 см длины с ясно заметной осью.

Бесплодные побеги хвоща бороздчатые, шереховатые, с цилиндрическими, неплотно прилегающими светло-зелеными листовыми влагалищами, несущими 12-18 треугольноланцетных черноватых с белой каймой зубцов.

На подземных побегах образуются клубневидные вздутия. Выкопать корневище хвоща, рассмотреть и зарисовать.

Задания и порядок работы

I. Весенние явления в жизни древесных растений.

1. Определить дату начала сокодвижения у клена остролистного и березы. Сокодвижение у клена остролистного и березы отмечают датой, когда у 2-3 деревьев (взрослые) из заранее сделанного прокола или надреза в коре до древесины (на высоте 1,5 м с южной стороны) впервые появляются капли сока. Прокол следует сделать в начале марта у клена, в середине марта у березы, Чтобы зафиксировать сокодвижение, надо каждый день навещать эти деревья. После регистрации начала сокодвижения отверстие надо замазать садовым варом или глиной.

2. Отметить сроки набухания почек у разных древесных пород.

3.Определить дату начала и полного облиствениия деревьев и кустарников. Облиствение отмечается датой, когда у 2-3 растений данного вида на побегах появляются первые листья с уже развернувшейся листвой пластинкой.

4. Выделить цветущие деревья и кустарники:

а) до распускания листьев;

б) одновременно с распусканием листьев;

в) после распускания листьев.

Чем объяснить цветение ветроопыляемых деревьев и кустарников до распускания листьев?

г) начало цветения: отмечают день, когда у 2-3 экземпляров данного вида появляются цветки с полностью раскрывшимся венчиком у насекомоопыляемых видов или начинают пылить пыльники у ветроопыляемых;

д) массовое цветение наблюдается тогда, когда зацвело не менее 50% растений данного вида;

е) конец цветения отмечают по последним цветущим 2-3 экземплярам.

5. Выявить способы опыления деревьев и кустарников.

6. Изучить особенности цветения ветроопыляемых цветков:

Образование многочисленных тычиночных соцветий, раскачивающихся от ветра;

Обильное образование сухой и мелкой пыльцы с гладкой оболочкой (рассмотреть под микроскопом);

Образование однополых цветков и соцветий у однодомных и двудомных деревьев и кустарников;

Строение тычиночных и пестичных цветков, слабое развитие околоцветников или замена его прицветными чешуйками, невзрачная окраска цветков, отсутствие нектара;

Образование крупных, ветвистых или снабженных волосками липких рылец, улавливающих пролетающую пыльцу;

Сравнить цветки и соцветия ольхи и орешника, тополя и клена остролистного, березы и дуба, зарисовать их;

Собрать коллекцию – гербарий цветущих веток деревьев и кустарников.

7. Изучить строение тычиночных и пестичных цветков и соцветий различных видов ивы и зарисовать:

Проследить и описать поведение пчел и шмелей на цветках ивы;

Собрать гербарий цветущих веток ивы.

8. Рассмотреть и зарисовать строение пестичных, тычиночных и обоеполых цветков клена остролистного и отметить:

а) способ опыления;

б) какие насекомые опыляют.

9. Рассматривая распускающиеся почки у клена остролистного, сирени, липы, яблони, шиповника установить происхождение почечных чешуй. Выяснить, у всех ли растений почечные чешуи одинакового происхождения (объяснение в тексте). Зарисовать переход почечных чешуй у клена, липы, яблони, шиповника.

10. Рассмотреть строение почки и проследить рост побега в длину. Отметить 5 побегов этикетками или цветной ниткой в начале его появления из почки и измеряют сантиметровой линейкой его прирост в длину вначале весны через 3 дня, а затем 5, когда будет видно, что прирост в длину почти прекратился. Следует отметить продолжительность (в днях) роста элементарного побега весною, а также срок окончания прироста в длину.

11. Наблюдать как происходит рост листовой пластинки и сколько времени растет. Для этого на контрольных побегах берут под наблюдение 5 листьев, сразу после выхода их отмечают цветными нитками, на пластинке наносят равномерно сеточку тушью, примерно через 1 мм, в последующем ежедневно наблюдают увеличение расстояний между черточками.

Можно сантиметровой линейкой измерять длину черешка и пластинки листа. Данные заносят в дневник наблюдений и затем подсчитывают продолжительность роста листьев в днях. Нетрудно убедиться, что увеличение размера листьев происходит лишь в течение небольшого отрезка времени, причем удлинение черешка продолжается обычно дольше, чем увеличение размеров пластинки того же листа, чем обеспечивается образование листовой мозаики.

12. Одновременно с наблюдением роста побегов и листьев проследить изменение окраски листьев после выхода из почки и другие приспособления для предохранения от неблагоприятных явлений весны. Изготовить феногербарий листьев дуба, орешника, клена остролистного, березы, где будут видны все изменения формы, величины, цвета и другие особенности листьев, возникающие с возрастом.

13. Найдите на почве проростки разных древесных растений. Сравните семядоли клена остролистного, дуба, рябины, липы с листьями взрослой генерации. Зарисуйте проростки обнаруженных деревьев.

II. Весенние явления в жизни многолетних травянистых растений

1.Выяснить, благодаря каким условиям происходит подснежное развитие растений:

Каково состояние почвы рано весной (мерзлая, полумерзлая, талая)?

Какова обеспеченность почвы влагой?

Какова температура поверхности почвы под снегом?

2. Осторожно, чтобы не повредить растения и проростки очистить от снега участок 50×50 см и выяснить способы прорастания и выхода на поверхность побегов ранневесенних растений:

Зарисовать проростки всех видов растений, показав на рисунке формы проростков и все их органы, обратив внимание на морфологические особенности первых листочков;

Описать окраску проростков;

Отметить высоту проростков, количество листочков, опушенность и т. д.

3. Определить в какой фазе цветения находится растение в данный момент. Разобрать строение цветков травянистых раннецветущих растений: ветреницы, лютика кашубского, хохлатки, гусиного лука, медуницы, копытня, мать-и-мачехи, пролесника многолетнего. Описать строение цветков и зарисовать внешний вид; назвать способы опыления. Написать формулы цветков.

4. Наблюдать посещение цветков раннецветущих травянистых растений насекомыми:

Изменение окраски венчика у медуницы;

Явление гетеростилии у медуницы и первоцвета;

Выделение нектара в основании венчика цветков;

Виды насекомых, посещающих цветки раннецветущих;

Интенсивность посещений розовых и голубых цветков медуницы. Для этого выделить 2 группы наблюдателей, одна – ведет наблюдение за розовыми цветками, другая – за голубыми в единицу времени. Затем подводятся итоги и делается вывод.

5. Выявить причину раннего цветения у травянистых растений широколиственного леса.

6. Описать и зарисовать подземные органы: корневища у мать-и-мачехи, копытня, пролесника; луковицу у гусиного лука, корневые клубни у чистяка; клубнелуковицу у хохлатки.

7. Определить видовой состав раннецветущих травянистых растений широколиственного леса.

III. Ознакомиться со строением и биологией хвощей.

IV. Выявить раннецветущие осоки и злаки и изучить особенности их строения.

Примечание . Во время экскурсий по наблюдению сезонных изменений необходимо вести дневник. Все полевые записи обязательно делать аккуратно на месте работы простым карандашом или шариковой ручкой без черновиков. Ручку, лупу для удобства привязать на шнурке и надеть на шею.

Фенофазы отмечают такими значками:

Вегетация до цветения.

ˆ бутонизация.

) зацветание.

О полное цветение.

(отцветение.

Незрелые плоды.

Вегетация после цветения.

Примерная схема описания цветка: тип и вид соцветия. На цветоножке или сидячий, правильный (актиноморфный) или неправильный (зигоморфный); обоеполый или однополый. Околоцветник простой или двойной. Чашечка (Са) 6 число, расположение чашелистиков, раздельная, сростнолистная, опушенная, голая.

Венчик (Со): число и расположение лепестков, раздельно- и сростнолепестный. Форма венчика. Окраска.

Андроцей (А): число тычинок, их форма, расположение, свободные, сросшиеся.

Гинецей (G): число пестиков, расположение в цветке. Цветоложе (выпуклое, плоское, вогнутое), положение завязи (верхняя, нижняя, среднее и т. д.).

Приспособления к перекрестному опылению: гетеростилия – разностолбчатость, ветроопыление, насекомоопыление, самоопыление.

В процессе исторического развития, тесно связанного с эволюци-ей образа жизни и морфологии высших насекомых, у растений вы-работался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопыле-нию и обеспечивающих перекрестное опыление.

Приспособления растений к перекрестному опылению.

Среди мно-гообразия форм подобных приспособлений можно выделить сле-дующие.

Пространственное разделение мужских и женских генеративных ор-ганов. Более всего оно выражено у двудомных растений, у которых на одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а на других – только женские с пестиками (клубника, ивы, конопля). У однодомных раздельнополых растений, так же как у двудомных, цветки однополые (они имеют или тычинки, или пестики), но они развиваются на одном и том же растении (огурец, тыква, дуб и др.).

Изоляция генеративных органов цветков происходит у растений не-которых видов и в обоеполых цветках (например, у гречихи). При этом в цветках у одних растений тычинки длинные, а пестик корот-кий, а в цветках других, наоборот, длинный пестик и короткие ты-чинки.

Пыльники у одних цветков находятся на такой высоте, на какой находятся рыльца у других цветков. Замечательно то, что в пыльниках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, кото-рая в случае попадания на рыльце длинностолбчатого пестика, как правило, не сможет осуществить оплодотворения, так как прораста-ющая коротенькая пыльцевая трубочка не доходит до завязи.

Разновременное созревание мужских и женских генеративных орга-нов в обоеполых цветках.

В одних случаях раньше созревают пыльни-ки, чем рыльца, как у подсолнечника, иван-чая (кипрея), крыжов-ника и герани. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них вы-сыпается или собирается насекомыми. Ко времени созревания рылец, ее в этом цветке не остается, а опыление происходит за счет пыльцы с других цветков этого или другого растения.

У ряда растений (яблоня, груша, подорожник и др.) раньше со-зревает рыльце.

Опыление происходит пыльцой с других цветков до того, как созреет собственная пыльца.

Физиологическая несовместимость. У многих растений хотя мужс-кие и женские генеративные органы созревают одновременно, но при попадании на пестик собственной пыльцы самоопыления не про-исходит. Это объясняется тем, что собственная пыльца, даже попав на рыльце, совершенно не прорастает или в некоторых случаях про-растает значительно медленнее, чем пыльца с другого цветка (у кле-вера и других бобовых кормовых трав).

Это явление называют само-бесплодностью или автостерильностью.

У некоторых растений пыльца не прорастает не только на рыльце собственного цветка, но и на рыльце других цветков того же расте-ния. Наконец, у ряда сортов плодовых и ягодных культур (яблоня, груша и др.) пыльца не прорастает даже на рыльце другого растения того же сорта и перекрестное опыление возможно только между рас-тениями разных, иногда строго определенных сортов.

Для перекрестного опыления с помощью насекомых у энтомофиль-ных растений в процессе их эволюции выработался ряд специальных приспособлений.

Это прежде всего выделение нектара, приманиваю-щего насекомых и служащего для них источником корма. Более тяже-лую, менее сыпучую, чем у ветроопыляемых растений, пыльцу, на-секомые легко могут собрать, сформировать в виде обножки, пере-нести в гнездо для выращивания расплода и собственного белкового питания.

Цветки энтомофильных растений, как правило, крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растений. Мелкие цветки часто со-браны в крупные соцветия, легко различимые с далекого расстояния.

При этом у некоторых видов (например, у подсолнечника и других сложноцветных) часть цветков вокруг корзинки лишена генератив-ных функций и яркая окраска сильно развитых лепестков служит как бы зрительной приманкой для привлечения насекомых.

Интерес-но, что цветки подавляющего большинства энтомофильных расте-ний имеют такую окраску, которую легко различают насекомые (жел-тую, синюю), или отражают легко воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи.

Немаловажное значение для привлечения насекомых имеет и аромат цветков, особенно тех, которые не отличаются яркой окраской лепес-тков, например у липы, некоторых зонтичных и других растений.

Роль различных насекомых в опылении растений.

Наиболее важное значение в становлении эволюции энтомофильных растений имели различные представители перепончатокрылых, в частности пчели-ные. Последние и сохранили свою ведущую роль в осуществлении перекрестного опыления возделываемых человеком растений.

Не все насекомые, посещающие цветки ради нектара, полезны для перекрестного опыления. Некоторые жуки и клопы, например, хотя и лакомятся нектаром, но приносят растениям больше вреда, чем пользы.

Очень незначительную роль в опылении цветков играют бабочки (среди которых довольно много вредителей), блестянки, наездники и короткохоботные осы.

Среди диких представителей энтомофауны существенное значение как опылители имеют шмели, одиночные пчелы, некоторые виды настоящих ос и цветочных мух. При этом каждая из указанных групп представляет интерес для опыления рас-тений определенных видов.

Ветроопыляемые растения

Например, длиннохоботные шмели ус-пешнее, чем другие насекомые, опыляют цветки красного клевера. Некоторые представители одиночных пчел хорошо приспособлены к вскрытию цветков и опылению люцерны.

Цветочные мухи хорошо опыляют семенники моркови. Однако численность диких насекомых резко изменяется в разные годы, не говоря уже о том, что в связи с распашкой межей, пустующих земель и массовым внедрением хими-ческих мер борьбы с вредителями и болезнями растений количество диких насекомых-опылителей резко сокращается. В современных ус-ловиях, особенно в районах интенсивного земледелия, их роль как опылителей сводится почти к нулю.

Основная роль в опылении сельскохозяйственных энтомофиль-ных культур принадлежит медоносным пчелам, строение и образ жизни которых в процессе эволюции наилучшим образом приспо-соблены к выполнению этой функции.

Они живут большими семья-ми, численность которых в период цветения важнейших медоносов достигает нескольких десятков тысяч. Для собственного питания, выращивания расплода и создания кормовых запасов пчелиная семья собирает в период цветения энтомофильных растений свыше 200 кг нектара и 20–25 кг пыльцы. Чтобы собрать такое количество некта-ра, пчелы каждой семьи должны посетить свыше 500 млн. цветков, в каждом из которых содержится 0,5 мг нектара.

Почти такое же коли-чество посещений цветков требуется для сбора пыльцы. Таким обра-зом, сильная пчелиная семья за сезон посещает свыше миллиарда цветков. Ни один другой вид насекомых не может сравниться с ме-доносной пчелой по объему проводимой опылительной работы. Но дело не только в количественных показателях. Важно, что медонос-ные пчелы зимуют большими семьями. Весной, когда численность диких насекомых-опылителей резко сокращается (у шмелиной се-мьи, например, остается только матка), пчелиная семья может на-править на сбор нектара и пыльцы 10-ти тысячную армию рабочих пчел, число которых по мере увеличения количества цветущих расте-ний возрастает с каждым днем.

В то время как большинство видов одиночных пчел относят к насекомым монотрофным (посещают цветки растений только одно-го рода или вида) или олиготрофным (посещают цветки ряда видов одного семейства), медоносная пчела, как политрофное насекомое, собирает нектар и пыльцу со всех доступных ей энтомофильных растений, принадлежащих к разным семействам, родам и видам.

При этом рабочие пчелы быстро переключаются на посещение целых мас-сивов растений тех или иных видов с начала их массового цветения, т. е. в периоды наибольшей потребности в опылителях. Для загрузки медового зобика за один вылет пчела должна посетить в зависимос-ти от нектаропродуктивности растения 80–150 цветков. Такое же число цветков она должна посетить для сбора пыльцы и формирова-ния обножек. В двух обножках пчелы массой около 15–20 мг содер-жится свыше 3 млн.

пыльцевых зерен. К телу пчелы, покрытому волосяным покровом, при многократном посещении цветков при-стают тысячи разнокачественных пыльцевых зерен, которые пере-носятся на рыльца пестиков. При этом каждый цветок посещается пчелами в течение его жизни обычно не один, а много раз.

Тем самым обеспечиваются наилучшие условия для избирательного опы-ления и оплодотворения. Вот почему в условиях интенсивного зем-леделия правильная организация опыления энтомофильных культур пчелами служит необходимым элементом агротехнического комп-лекса для получения высоких урожаев, улучшения качества продук-ции и снижения ее себестоимости.

Насекомоопыляемые растения

Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок – нектар, который выделяют особые желёзки – нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика.

Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.

Следовательно, наличие нектарников – важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.

У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них.

Приспособленность растений к опылению

Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.
Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев: под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу.

Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.

Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток.

Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью – их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух – запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие
зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь).

Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше. Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.

Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят.

Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки – белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители – бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.

Самый крупный в мире цветок – раффлезия – окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее.

Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.

У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции выработалось ряд приспособлений:

1. Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.

4. Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень — издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.

Наиболее широко известны и демонстративны приспособления цветов в отношении насекомых-опылителей. Так, клевер луговой имеет венчик, сросшийся в длинную трубку, поэтому его могут опылять насекомые с длинным хоботком.

Если у вида или группы видов растений формируется наличие какого- то признака, то, они совпадают по внешнему виду с посетителями. Общая структура многих цветков удивительно совпадает с размерами и строением тела насекомого – опылителя, при этом совпадают и территории их географического распространения – ареалы.

Хорошие примеры тому – виды родов борца и клевера, опылители которых – шмели и длиннохоботковые пчелы, так как цветки этих растений имеют венчик, сросшийся в длинную трубку. Когда клевер был впервые привезен в качестве сельскохозяйственной культуры в Австралию и Новую Зеландию, где не было этих насекомых, перекрестного опыления не происходило, семена не вызревали.

Для получения семян потребовалось завести в специальных коробках шмелей, и только после этого урожай семян клевера был получен.

Цветки, опыляемые жуками

Ряд современных видов покрытосеменных опыляется исключительно или преимущественно жуками. Цветки у них либо крупные одиночные (как у магнолиевых, лилейных, шиповника), либо мелкие и собраны в соцветие, как у бузины, кизила, спиреи и многих зонтичных.

Часто такие цветки посещают представители 16 семейств жуков, хотя основной пищей им служит сок вегетативных частей растений, плоды, помет или гниющие остатки. У жуков обоняние развито гораздо сильнее зрения, поэтому опыляемые ими цветки часто белые или неяркие, но имеют сильный запах, обычно фруктовый, пряный или напоминающий неприятный запах брожения. Некоторые опыляемые жуками растения выделяют нектар, в других эти насекомые кормятся непосредственно лепестками или пыльцой.

В большинстве случаев семяпочки хорошо защищены завязью и находятся вне досягаемости жующих челюстей опылителей.

Цветки, опыляемые пчелами, осами и мухами

Пчелы – важнейшая группа животных, посещающих цветки. Они опыляют больше видов растений, чем кто-либо еще. Пчелы живут за счет нектара, а рабочие особи собирают еще пыльцу на корм личинками. Их ротовой аппарат, щетинки на теле и другие придатки являются специальными приспособления, облегчающими сбор и перенос этих продуктов.

Многие виды пчел высоко специализированны в выборе посещаемых цветков, при этом они имеют морфологические и физиологические приспособления. Так, если они посещают растения крупных цветков, то аппарат для ее сбора снабжен грубыми щетинками, а если собирают нектар из цветков с длинной трубкой, то их ротовые придатки удлиненные.

Опыление растения пчелой.

Цветки, эволюционирующие вместе с пчелами, имеют броские, ярко окрашенные лепестки, обычно голубые или желтые, часто с особым узором, по которому насекомые могут без труда их опознать.
Для «пчелиных» цветков типичны нектарники у основания трубки венчика; они часто погружены так, что доступны только для специализированных ротовых придатков пчел и недосягаемы, например, для грызущего аппарата жуков.

Такие цветки, как правило, имеют своего рода «посадочные площадки». Например, мытник, растение, относящееся к семейству губоцветных и имеющее неправильной формы цветок. Тычинки его сложены вместе и таким образом, что пыльники оказываются в узкой шлемообразной губе венчика.

Отогнутая нижняя губа служит для насекомого посадочной площадкой. Чтобы достать глубоко спрятанный нектар, шмелям приходится с силой протискивать голову внутрь цветка. Они неизбежно расширяют щель верхней губы. При этом пыльники трутся друг о друга и порошкообразная пыльца сыплется прямо на голову насекомого.

Конечно же, шмель не испытывает от этого никакого неудобства: забрав нектар из одного цветка, он летит к следующему. Рыльце пестика у цветка мытника выступает из-под верхней губы так, что при первой же попытке проникнуть в цветок шмель непременно касается его своей обсыпанной пыльцой головой. Пыльца прилипает к липкой поверхности рыльца. Так совершается опыление – тот краткий акт, для осуществления которого предназначено все «оснащение» цветка: нектар, окраска, запах и, наконец, сложные конструктивные формы его.

Один из наиболее обычных посетителей цветков в северном умеренном поясе – шмели. Они не способны к полету, пока температура их мышц, приводящих в движение их крылья, не достигнет 32 ° С; для ее поддержания они должны постоянно кормиться на богатых нектаром цветках.

Такие растения, как живокость, люпин и иван-чай, регулярно посещаются шмелями.
Некоторые наиболее эволюционно продвинутые цветки, особенно у орхидных, образовали сложные проходы и ловушки, заставляющие пчел проникать внутрь них и выходить наружу по определенному пути. В результате пыльник и рыльце прикасаются к телу насекомого в определенной точке и в необходимой последовательности.

Цветки, опыляемые бабочками

Цветки, опыляемые бабочками, обычно бывают красными или оранжевыми.

У видов, как правило, опыляемых ночными бабочками, белые или бледно окрашенные очень ароматные цветки, как, например, у некоторых видов табака, причем их сильный сладкий запах часто проявляется только после захода солнца.

В цветках, опыляемых бабочками, нектарники часто находятся в основании длинной узкой трубки венчика или шпорца, откуда его могут достать только эти насекомые с их вытянутым сосущим ротовым аппаратом. Бражники, например, обычно не залазают в цветок, как пчелы, а зависают над ним, вставляя свой длинный хоботок в цветочную трубку.

Соответственно эти цветки не имеют «посадочных площадок», ловушек и сложного внутреннего устройства, как наблюдается при опылении пчелами. Есть и менее специализированные виды бабочек-опылителей, которые посещают более мелкие цветки с относительно короткими трубками. Насекомые по ним просто ползают.

Для растений, опыляемых насекомыми, характерны следующие признаки: – крупные одиночные цветки или мелкие, но собранные в хорошо заметные соцветия; – яркая окраска лепестков или листочков простого околоцветника; – наличие нектара или аромата; – крупная, липкая, шероховатая пыльца. Разные виды растений опыляются “своими” насекомыми, которые посещают только их цветки.

Насекомоопыляемые растения

Насекомое, заползая внутрь цветка, проникает своим хоботком в нектарник — в особое вместилище сладкого сока — нектара. Одни насекомые, например пчелы, собирают нектар в запас, другие тут же питаются им. Попутно насекомые вымазываются золотисто-желтой пыльцой. Перелетая с цветка на цветок, они переносят пыльцу на рыльца пестиков и, таким образом, способствуют опылению.

Эти «почтальоны» надежнее ветра, и потому растения, опыляемые насекомыми, образуют значительно меньше пыльцы, чем растения, опыляемые ветром. Примеры растений, опыляемыми насекомыми: бузина, крушина, липа, лютик, лапчатка, дербенник извилистый, переступень белый, ветренница лютиковая, У растений, опыляемых ветром, цветки диаметрально противоположны цветкам, которые опыляются насекомыми. Для растений, опыляемых ветром, характерны следующие признаки: – невзрачные мелкие цветки, часто собранные в соцветия, но мелкие, малозаметные; – перистые рыльца и пыльники на длинных свисающих нитях; – очень мелкая, легкая, сухая пыльца.

Поэтому цветки ветроопыляемых (анемофильных) растений невзрачны, не издают никакого запаха, не выделяют нектара. Околоцветник у них очень слабо развит или совсем отсутствует. Он здесь и не нужен. Напротив, выдвинутые далеко наружу пыльники свободно овеваются ветром (злаки, осоки) , который выдувает из них пыльцу и рассеивает по воздуху.

Даже легкий ветерок качает сережки, метелки, тычинки. Примеры ветроопыляемых растений: тополь, ольха, дуб, береза, орешник, рожь, кукуруза, ель, осина, вяз, ясень, граб, пшеница, просо.

Яркая окраска лепестков, наличие нектара и аромата, пыльца

Пчелы переносят пыльцу с одного цветка на другой, тем самым опяляя растения

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.

Энтомофильные растения

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.

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.

Опыление — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестиков.

Различают 2 типа опыления: самоопыление и перекрестное (насекомыми, искусственное, ветром).
Опыление — важный процесс, без которого не происходит образование плодов и семян.

Перенесение пыльцы с цветка одного растения на цветки другого называется перекрестным опылением.

Чаще всего перекрестное опыление осуществляется насекомыми, ветром, но может еще переноситься водой, птицами, животными.

У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции выработалось ряд приспособлений:

Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.
2. Мелкие соцветия обычно собраны в соцветия, тоже яркоокрашенные.
3. Сладкий сок нектар, расположенный в глубине цветка и вырабатываемый особыми железками — нектарниками.
4.

Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень — издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.

5. Пыльца крупная, липкая, шероховатая легко прилипает к мохнатому телу насекомых. Опыление насекомыми наиболее экономичный и эффективный способ, который широко применяется в сельском хозяйстве для повышения урожайности растений. С этой целью на полях гречихи, с садах специально расстанавливают ульи и получают в 2-3 раза урожай выше.

У ветроопыляемых растений выработались свои приспособления, отличающиеся от насекомоопыляемых:

Растут большими скоплениями.
2. Созревают много пыльцы.
3. Пыльца сухая, мелкая.
4. Зацветают раньше, чем распустятся листочки, чтобы пыльца не задерживалась.

5. Цветки мелкие, невзрачные, обычно собраны в соцветия, не издают запаха.
6. Пыльники на длинных ножках свисают из цветка.
7. Крупные и пушистые рыльца, как и тычинки, высовываются из цветка.
8. Не имеют нектарников. В природе опыление многих растений происходит с помощью ветра.

Что такое рефлекс? Рефлекторная дуга на примере коленного рефлекса.

Pефлекс — реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

Рефлекторная дуга — это путь, по которому раздражение (сигнал) от рецептора проходит к исполнительному органу.

Структурную основу рефлекторной дуги образуют нейронные цепи, состоящие из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Именно эти нейроны и их отростки образуют путь, по которому нервные импульсы от рецептора передаются исполнительному органу при осуществлении любого рефлекса.

Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:

1.рецепторов , воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением.

Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления рецепторов образуют органы чувств (глаз, ухо и т.

Роль опылителей в природе и сельском хозяйстве

2. чувствительного (центростремительного) нервного волокна , передающего возбуждение к центру; нейрон, имеющий данное волокно, также называется чувствительным.

3. нервного центра , где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства двигательных рефлексов находятся в спинном мозге.

В головном мозге расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный и т. д. В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного и двигательного нейрона.

4.двигательного (центробежного) нервного волокна , несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; Центробежное волокно — длинный отросток двигательного нейрона.

Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра.

5. эффектора — рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Коленный рефлекс относится к группе безусловных рефлексов.

Его можно проверить, попросив больного положить одно колено на другое и легко, но резко ударить в область под надколенником (в ямку). В норме конечность совершит разгибание. Физиология процесса основана на том, что при воздействии на мышечное сухожилие (четырехглавой мышцы бедра), оно растягивается и действует на мышцу разгибающую ногу. Это провоцирует самопроизвольное выпрямление ноги. Значение коленного рефлекса в обеспечении функции поддержания позы и равновесия.

Схема передачи основана на том, что импульс, полученный во время удара, от рецепторов (нервно-мышечных веретен) передается по аксонам к телам чувствительных нейронов (клеток, находящихся в узлах около спинного мозга).