Половое размножение растений¶

Половое размножение растений — способ воспроизведения, при котором образуются гаметы, происходит их слияние (оплодотворение) и формируется зигота, из которой развивается новый организм с комбинированным наследственным материалом двух родительских особей. В отличие от вегетативного размножения, половое обеспечивает генетическое разнообразие потомства и является основным механизмом эволюции растений. Среди высших растений половой цикл доминирует, хотя многие виды дополнительно размножаются вегетативно.

¶Основные понятия

Половое размножение основано на чередовании двух фаз жизненного цикла — гаметофита (гаплоидная фаза, несущая половые клетки) и спорофита (диплоидная фаза, развивающаяся из зиготы). У мохообразных преобладает гаметофит, у сосудистых растений — спорофит.

Ключевые процессы:

• Мейоз — деление диплоидных клеток с образованием четырёх гаплоидных спор;
• Спорообразование — формирование спор в спорангиях;
• Прорастание споры и развитие гаметофита;
• Гаметогенез — образование мужских (антерозоидов) и женских (яйцеклеток) гамет;
• Оплодотворение — слияние гамет с образованием зиготы;
• Развитие зародыша и формирование семени у семенных растений.

¶Способы оплодотворения

¶Нахождение гамет

У большинства водных растений и мхов оплодотворение требует наличия воды: антерозоиды плавают к архегонию. У голосеменных и покрытосеменных растений водная среда для оплодотворения не нужна — пыльца переносится ветром, насекомыми или животными, а пыльцевая трубка доставляет спермии непосредственно к яйцеклетке.

¶Совпадение пола

У двудомных растений (конопля, облепиха, ива, тополь) мужские и женские цветки расположены на разных особях. У однодомных — на одной особи, но в разных цветках (кукуруза, орешник, берёза). У большинства двудомных растений оплодотворение возможно только между особями разного пола, что исключает самоопыление.

¶Опыление

Опыление — перенос пыльцы с пыльников на рыльце пыльника. Оно предшествует оплодотворению и может быть:

• Ветроопыляемое (анемофильное) — пыльца лёгкая, сухая, выделяется в большом количестве; характерно для злаков, берёзы, орешника, тополя;
• Насекомоопыляемое (энтомофильное) — цветки яркие, с нектаром и ароматом; характерно для яблони, вишни, гречихи, лаванды;
• Водоопыляемое — редко, у ряда водных растений (волосовидные, роголистник);
• Самоопыление (автогамия) — пыльца попадает на рыльце собственного цветка; характерно для пшеницы, томата, гороха;
• Взаимоопыление (ксеногамия) — пыльца переносится с цветка одного растения на цветок другого того же вида.

¶Оплодотворение у семенных растений

У голосеменных (сосны, ели, кедра) пыльца попадает на семязачаток, прорастает пыльцевая трубка, и спермии достигают архегония. У покрытосеменных оплодотворение двойное: один спермий сливается с яйцеклеткой (образуется зародыш), другой — с центральной клеткой (образуется эндосперм, питательная ткань семени). Этот механизм открыт русским ботаником С. Г. Навашиным в 1898 году.

¶Роль и значение

Половое размножение обеспечивает комбинативную изменчивость за счёт кроссинговера при мейозе и случайного сочетания гамет. Это повышает приспособленность популяций к изменяющимся условиям среды и является основой селекции культурных растений. В сельском хозяйстве половое размножение используется для выведения новых сортов, а вегетативное — для их массового размножения и сохранения признаков.

¶Источники

• Тимонин А. К. Ботаника. Том 2. — М.: Академия, 2009.
• Чекалин В. М. и др. Ботаника с основами анатомии и физиологии растений. — М.: КолосС, 2013.
• Муравьёва Д. А. Ботаника: учебник для вузов. — М.: КолосС, 2011.
• Сапегин Л. Л. Ботаника: учебник для вузов. — М.: КолосС, 2010.