Опыление - это процесс переноса пыльцы с пыльников тычинок на приймочку пестика. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление.

  Самоопыление в пределах одного цветка всегда происходит у растений, которые имеют цветки не раскрываются (некоторые виды фиалок, арахиса, ячменя и т.п.), но наблюдается и в некоторых обоеполых цветков, которые раскрываются, когда на одном растении образуются и мужские, и женские цветки.

  Если перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей, то в этом случае опыление называют перекрестным, или алогамією. Этот тип опыления у цветковых растений является основным. Перекрестное опыление осуществляется различными способами: при помощи насекомых, птиц, летучих мышей, а также агентов неживой природы - ветра и воды (у водных растений).

 

 

Рис.41. Перекрестное опыление: 1 - опыление цветка из трубкоподібним венчиком колибри, питающиеся нектаром; 2 - опыление цветков юкки молью, которая откладывает яйца в завязь и одновременно осуществляет перенос пыльцы: а - раскрытый цветок; б - цветок, закрылась после опыления; в - цветок в разрезе (в середине моль); г - моль-запильниця.

 

 В процессе естественного отбора у растений выработались различные приспособления, облегчающие опыления. Так, у растений, опыляющихся насекомыми, лепестки цветков ярко окрашенные, хорошо заметны. Дополнительным средством привлечения опылителей служит сильный запах, выделяемый цветками, особенно для тех, которые распускаются ночью. Растения, которые опыляются ветром, имеют невзрачные цветки, околоцветник у них плохо развита или отсутствует. Растения, которые опыляются ветром, растут большими массивами, что облегчает опыление легким пыльцы, которая переносится ветром на десятки и сотни метров (лещина, береза, крапива, рожь, кукуруза). У водных растений пыльца распространяется или в толще воды (роголистник, виринниця т.п.), или на ее поверхности (валиснерия, элодея).

  Биологическая целесообразность перекрестного опыления, которое увеличивает генетическую разнообразие внутри вида, обусловила появление различных приспособлений, которые предотвращают самозапиленню. Наиболее эффективная дводомність (одностатевість) растений, при которой самоопыление исключено. Такими являются ивы, тополя, осина, облепиха, конопля и много других. В однодомних (двуполых) растений, к которым относятся огурец, тыква, кукуруза, дуб, береза и т.д., вероятность самоопыление (с помощью ветра или насекомых) повышается. К механизмам, которые предотвращают самозапиленню, относятся: самонесумісність, когда пыльца, попадая на приймочку пестика того же растения, не прорастает или же развитие пыльцевой трубки быстро прекращается; неодновременное созревание пыльников и пестиков; недоразвитость или дегенерация мужской или женской части цветка, при этом цветок функционирует как однополая.

  Однако самоопыление служит резервным способом опыления в тех случаях, когда неблагоприятные условия перекрестное опыление не произошло.

  В целом самоопыление, как вынужденное, так и постоянное, чаще наблюдается в однолетних растений, чем у многолетних. Это связано с сильными колебаниями численности однолетних растений в разные годы. Самоопыление позволяет образовать семена небольшому числу растений и сохранить таким путем популяцию.

  Для повышения урожайности культурных растений или выведения новых сортов человек осуществляет еще один вид опыления - искусственное опыление. При выведении новых сортов подбирают начальные виды и сорта растений для искусственного опыления, которое называют скрещиванием. Скрещивание двух или нескольких растений, которые наследственно различаются по тому или иному признаку, называют гибридизацией. С помощью гибридизации ученые вывели сорта многих культурных растений.

  Оплодотворения. Половое размножение у цветковых можно рассматривать как итог длительной эволюции полового процесса в направлении редукции гаплофази в жизненном цикле растений.

  Оплодотворению предшествует формирование мужского и женского гаметофітів. Мужской гаметофіт образуется таким образом. В мікроспорангіях пыльников тычинок путем мейоза формируются гаплоидные микроспоры. После окончания мейоза микроспоры покрываются оболочками, в которых есть специальные отверстия, которые служат для выхода пыльцевой трубки. Развитие мужского гаметофіта происходит в результате всего лишь двух митотических делений. Первый митотическое деление ядра микроспоры приводит к образованию двух клеток - вегетативной (клетка пыльцевой трубки) и генеративной. С этого момента мікроспора носит название пильного зерна. Следовательно, пыльца - это мужской, гаметофіт. Второй раздел осуществляет только генеративная клетка, образуя два спермии. Таким образом, мужской гаметофіт состоит из трех клеток - одной вегетативной и двух спермиев.

  После попадания пильного зерна на приймочку пестика оно прорастает. С вегетативной клетки развивается пыльцевая трубка, которая растет в направлении к зародышевого мешка. Спермии перемещаются вслед за кончиком пыльцевой трубки.

 

Рис. 42. Мікроспора и ее прорастания.

 

А - мікроспора; Б - пилкове зерно (мужской гаметофіт); В - формирование пыльцевой трубки; Г - конец пыльцевой трубки: 1-внешняя оболочка 2 - внутренняя оболочка, Из - вегетативная клетка, 4 - репродуктивная клетка, 5 - спермия.

 

  Зародышевый мешок - женский гаметофіт. Возникает он в результате трех последовательных митотических делений одной из клеток (мегаспор), образующихся в мегаспорангії.

 

Рис. 43. Схема двойного оплодотворения: 1 - вегетативное ядро; 2 - пыльцевая трубка; 3 - синергіди; 4 - яйцеклетка; 5 - зигота; 6 - триплоїдне ядро эндосперма; 7 - вторичное ядро; 8 - полярные ядра; 9 - антиподы; 10 - спермии.

 

  Мегаспорангієм у покрытосеменных является семенной зачаток. В результате разделений мегаспори в зрелом женском гаметофіті возникает гамета - яйцеклетка, ряд дополнительных клеток и центральная клетка зародышевого мешка, которая является диплоїдною. Когда пыльцевая трубка прорастает в зародышевый мешок и туда проникают два спермии, один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку. Образуется диплоїдна зигота, из которой развивается зародыш (греч. embryon). Другой спермий сливается с центральным (диплоидным) ядром, вследствие чего возникает триплоїдна клетка. Из нее развивается питательная ткань - эндосперм. Такой способ оплодотворения был открыт русским цитологом и эмбриологом растений 3. Г. Навашиным в 1898 г. и назван двойным оплодотворением.