Опыление

редактировать
Биологические процессы, происходящие в растениях Самка Xylocopa с пыльцой, собранной с цереуса, цветущего ночью Пчела, опыляющая сливовое дерево (Prunus cerasifera ).

Опыление - это перенос пыльцы с мужской части растения на женскую часть растения, что имеет значение оплодотворение и получение семян, чаще всего животным или ветром. Опыляющими агентами являются животные, такие как насекомые, птицы и летучие мыши; вода, ветер; и даже сами растения, когда Опыление часто происходит внутри одного вида. Когда опыление происходит между видами, оно может давать гибридное потомство в природе и в селекция растений работа.

У покрытосеменных после того, как пыльцевое зерно (гаметофит ) попало на рыльце, оно прорастает и образует пыльцеву ю трубку, которая растет до стиль, пока он не достигнет яичника. Две его гаметы перемещаются по трубке к тому месту, где гаметофит (ы), пользу женские гаметы, удерживаются внутри плодолистика. После проникновения в яйцеклетку через микропиле одно мужское ядро ​​сливается с полярными тельцами с образованием эндосперма тканей, а другое сливается с яйцеклеткой с образованием эмбриона. Отсюда термин: «двойное оплодотворение ». В результате этого процесса будет получено семя, состоящее как из питательных тканей, так и из зародыша.

У голосеменных семяпочка не находится в плодолистике, а находится на поверхности специального поддерживающего органа, например чешуи конуса, так что проникновение в ткань плодолистика не нужно. Детали процесса различаются в зависимости от подразделения рассматриваемых голосеменных растений. У голосеменных растений есть два основных способа оплодотворения. Цыды и гинкго имеют подвижную сперму, которая плавает непосредственно к яйцеклетке внутри семяпочки, тогда как у хвойных деревьев и гнетофитов сперма не может плавать, но переносится к яйцеклетке по пыльцевой трубке.

Изучение опытов охватывает многие дисциплины, такие как ботаника, садоводство, энтомология и экология. Процесс опыления как взаимодействие между цветком и переносчиком пыльцы впервые был рассмотрен в 18 веке Кристианом Конрадом Шпренгелем. Это важно в садоводстве и сельском хозяйстве, потому что что плодоношение зависит от удобрения: результата опыления. Изучение опыления насекомыми известно как антекология. Есть исследования по экономике, исследующие положительные и отрицательные преимущества опыления, как этот процесс влияет на самих опылителей.

Содержание

  • 1 Процесс опыления
  • 2 Методы
    • 2.1 Абиотический
      • 2.1.1 Ветром
      • 2.1.2 Водным
      • 2.1.3 Дождем
      • 2.1. 4 Методы переключения
    • 2.2 Биотический
  • 3 Механизм
  • 4 Коэволюция
  • 5 В сельском хозяйстве
    • 5.1 Улучшение опыления в регионах с субоптимальной плотностью пчел
  • 6 Воздействие на среду
    • 6.1 Примеры затронутых опылителей
    • 6.2 Продовольственная безопасность и сокращение количества опылителей
  • 7 Сети растений и опылителей
  • 8 Экономика опылителей
  • 9 См. Также
  • 10 Источники
  • 11 Примечания
  • 12 Внешние ссылки

Процесс опыления

Пыльцевые зерна, наблюдаемые в аэропланктоне. Южной Европы

Пыльца прорастание имеет три стадии; гидратация, активация и появление пыльцевой трубки. Зерна пыльцы сильно обезвожены, поэтому их масса уменьшается, что упрощает транспортировку от цветка к цветку. Прорастание происходит только после регидратации, поэтому в пыльнике не произойдет преждевременное прорастание. Гидратация позволяет плазматической мембране пыльцевого преобразователя в нормальную двухслойную организацию, эффективную осмотическую мембрану. Активация включает развитие филаментов актина по всей цитоплазме клетки, которые в конечном итоге концентрируются в точке выхода пыльцевой трубки. Гидратация и активация продолжаются по мере того, как пыльцевая трубка начинает расти.

У хвойных пород репродуктивные структуры несут на шишках. Шишки бывают либо пыльцевыми (мужские), либо овуляционными (женские), но некоторые виды однодомны, а другие раздельнополы. Конус пыльцы содержат микроспорангиевые, которые находятся на репродуктивных структурах, называемых спорофиллами. Материнские клетки спор в микроспорангиях делятся посредством мейоза с образованием гаплоидных микроспор, которые развиваются в результате двух митотических делений в незрелые мужские гаметофиты (пыльцевые зерна). Четыре клетки состоят из большой трубчатой ​​клетки, которая образует пыльцевую трубку, генеративную клетку, которая продуцирует два сперматозоида путем митоза, и двух проталлиальных клеток, которые дегенерируют. Эти клетки содержат очень редкий микрогаметофит, который содержит в устойчивой стенке пыльцевого зерна.

Пыльцевые зерна разносятся ветром к женскому конусу овуляции, которые образует состоящие из множества перекрываек чешуек (спорофиллов и, следовательно, мегаспорофиллов), каждая из которых защищает две семяпочки, каждая из которых состоит из мегаспорангия (нуцеллуса), обернутых двумя слоями ткани, покровом и купулой, которые произошли от сильно модифицированных ветвей предков голосеменные. Когда зерцевое зерно приземляется достаточно близко к верхушке семяпочки, оно втягивается через микропиле (поры в покровах, покрывающие верхушку семяпочки), часто с помощью капли жидкости, известной как капля опыления. Пыльца попадает в пыльцевую камеру рядом с нуцеллусом, где она может ждать год, прежде чем прорастет и образует пыльцевую трубку, которая прорастает через стенку мегаспорангия (= нуцеллуса), где происходит оплодотворение. За это время материнская клетка мегаспоры делится посредством мейоза с образованием четырех гаплоидных клеток, три из которых дегенерируют. Выживший как мегаспора и многократно делится, образуя незрелый женский гаметофит (яйцевой мешок). Затем внутри гаметофита развиваются или три архегонии, представленное яйцо. Между тем, весной второго года жизни две сперматозоиды продуцируются митозом клетки тела мужского гаметофита. Пыльцевая трубка удлиняется, протыкает и прорастает через стенку мегаспорангия и доставляет сперматозоиды к женскому гаметофиту внутри. Оплодотворение происходит, когда ядро ​​одной из сперматозоидов попадает в яйцеклетку в архегонии мегагаметофита.

У цветущих растений пыльники цветка производят микроспоры посредством мейоза. Они подвергаются митозу с образованием мужских гаметофитов, каждый из которых содержит две гаплоидные клетки. Между тем семяпочки производят мегаспоры посредством мейоза, при дальнейшем делении из них образуются женские гаметофиты, которые очень сильно уменьшены, каждая из которых состоит только из нескольких клеток, одна из которых является яйцеклеткой. Когда пыльцевое зерно прилипает к рыльцу плодолистика, оно прорастает, образует пыльцевую трубку, которая прорастает через ткань этого стиля и проникает в семяпочку через микропиле. Когда трубка достигает яйцеклетки, сперматозоиды проходят через нее в женский гаметофит и происходит оплодотворение.

Методы

Опыление может быть биотическим или абиотическим. Биотическое опыление зависит от живых опылителей, перемещают пыльцу с одного цветка на другой. Абиотическое опыление зависит от ветра, воды или даже дождя. Около 80% покрытосеменных зависит от биотического опыления.

Абиотическое опыление

Абиотическое опыление использует неживые методы, такие как ветер и вода, для перемещения пыльцы с одного цветок к другому. Это позволяет растению тратить энергию непосредственно на пыльцу, а не на привлечение опылителей с помощью цветов и нектара.

ветром

Около 98% абиотического опыления составляет анемофилия, опыление посредством ветра. Вероятно, это произошло из-за опыления насекомыми, скорее всего, из-за изменений в окружающей среде или доступности опылителей. Передача пыльцы более эффективна, чем считалось ранее; Ветроопыляемые растения развились, чтобы иметь определенную высоту, помимо специфических цветков, тычинок и положения стигмы, которые способствуют эффективному распространению и переносу пыльцы.

Водным

Опыление вода, гидрофильность, использует воду для переноса пыльцы, иногда в виде целых пыльников; они могут перемещаться по поверхности воды и переносить сухую пыльцу от одного цветка к другому. В Vallisneria spiralis неоткрытый мужской цветок всплывает на поверхность воды и, достигнув поверхности, раскрывается, и плодородные пыльники выступают вперед. Женский цветок, также плавающий, имеет свое рыльце, защищенное от воды, а его чашелистики слегка вдавлены в воду, позволяя мужским цветкам упасть внутрь.

Дождем

Опыление дождем используется небольшим процентом растений. Сильный дождь препятствует опылению насекомыми и повреждает незащищенные цветы, но сам по себе может рассеивать пыльцу подходящих растений, таких как Ranunculus flammula, Narthecium ossifragum и Caltha palustris. У этих растений излишки дождевых стоков позволяют контактировать с рыльцем. У некоторых орхидей возникает омброфилия, и брызги дождевой воды приводят к снятию крышки пыльника, позволяя обнажить пыльцу. После воздействия капли дождя заставляет пыльцу подниматься вверх, когда ножка тянет их назад, а затем падает в полость рыльца. Таким образом, для орхидеи Acampe rigida это позволяет растению самоопыляться, что полезно, когда количество биотических опылителей в окружающей среде уменьшается.

Методы переключения

Это возможно, если у растений есть различные методы опыления, включая биотическое, так и абиотическое опыление. Орхидея Oeceoclades maculata использует как дождь, так и бабочек в зависимости от условий окружающей среды.

Melissodes покрыты пыльцой

Биотик

Колибри обычно питаются красными цветами Файл: Пчела-опыление-земляника-цветок -чиба -2019-3-10.webm Воспроизвести медиа Пчела на цветке клубники

Чаще в опыление участвуют опылители (также называемые переносчиками пыльцы): организмы, которые переносят или перемещают пыльцевые зерна из пыльника цветка к рецептивной части плодолистика или пестику (рыльцу) другого. От 100 000 до 200 000 видов животных являются опылителями 250 000 видов цветковых растений в мире. Большинство этих опылителей - насекомые, но около 1500 видов птиц и млекопитающих посещают цветы и могут переносить пыльцу между собой. Помимо птиц и летучих мышей, которые являются наиболее частыми посетителями, это обезьяны, лемуры, белки, грызуны и опоссумы.

Энтомофилия, опыление насекомыми, часто встречающихся на растениях, у развились цветные лепестки. и сильный запах для привлечения насекомых, таких как пчелы, осы и иногда муравьи (Hymenoptera ), жуки (Coleoptera ), мотыльки и бабочки (Lepidoptera ) и мухи (Diptera ). Существование опыления насекомыми восходит к динозаврам эре.

В зоофилии опыление позвоночными, такими как птицы и летучие мыши, в частности, колибри, солнечные птицы, охотники на пауков, медоеды и фруктовые летучие мыши. Орнитофилия или опыление птицами - опыление птицами цветковых растений. Хироптерофилия или опыление летучими мышами - это опыление летучими мышами цветковых растений. Растения, приспособленные для использования в качестве опылителей летучих мышей или моли, обычно имеют белые лепестки, сильный запах и цветут, тогда как растения, использующие птиц в качестве опылителей, как правило, дают обильный нектар и имеют красные лепестки.

Насекомые-опылители, такие как медоносные пчелы (Apis spp.), шмели (Bombus spp.), И бабочки (например, Thymelicus flavus), по наблюдениям, вступали в контакт в постоянство цветов, что означает, что они с большей вероятностью передают пыльцу другим растениям того же вида. Это может быть полезно для опылителей, так как постоянство цветов предотвращает потерю пыли во время межвидовых полетов, а опылители - от забивания рыльц пыльцой других цветов. Это также увеличивает вероятность того, что опылитель найдет продуктивные цветы легко доступными и узнаваемыми по знакомым подсказкам.

Некоторые цветы имеют специальные механизмы, улавливающие опылителей для повышения эффективности. Другие цветы привлекают опылителей своимом. Например, таким образом орхидеи привлекают такие виды пчел, как Euglossa cordata, и было высказано предположение, что пчелы будут опьянены во время этих посещений цветов орхидей, которые длятся до 90 минут. В целом растения, в зависимости от переносчиков пыльцы, как правило, адаптируются к своему конкретному типу растения, например, дневно опыляемые виды, как правило, ярко окрашены, но если они опыляются в основном птицами или специализированными млекопитающими, как правило, крупнее и приносят больше нектара, чем виды, опыляемые строго насекомыми. Они также имеют тенденцию распределять свои награды на более длительные периоды, имея сезоны цветения; если бы сезон опыления был слишком коротким, их специализированные опылители, вероятно, умерли бы от голода.

Что относится к типам опылителей, которые известны репти-опылители. Наиболее часто встречаются насекомые, некоторые из наиболее экологически значимых видов, а иногда и птицы, являющиеся нестабильными и разнообразными. Таким образом, адаптация к недостатку животной пищи хищников способствует тому, что рептилии более редкими питательными веществами становятся пыльцой и нектаром. Большинство видов ящериц из семейств, которые кажутся важными для опыления, по-видимому, переносят пыльцу лишь случайно, особенно более крупные виды, такие как Varanidae и Iguanidae, но особенно некоторые виды Gekkonidae являются активными опылителями, как и по крайней мере один вид Lacertidae, Podarcis lilfordi, опыляет различные виды, но, в частности, является основным опылителем Euphorbia dendroides на различных островах Средиземного моря.

Существующие обычно не считаются опылителями, но некоторые грызуны, летучие опылители и сумчатые являются значительными опылителями, а некоторые даже специализируются на таких опылителях. В Южной Африке некоторые виды Protea (в частности Protea humiflora, P. amplexicaulis, P. subulifolia, P. decurrens и P. cordata) приспособлены к опылению грызунами (в частности, Cape Spiny Mouse, Acomys subspinosus) и землеройки-слоны (виды Elephantulus). Цветы растут у земли, пахнут дрожжами, не красочны, солнечные птицы отвергают нектар с его содержанием ксилозы. Мыши, по-видимому, могут переваривать ксилозу и поедают пыльцу в больших количествах. В австралийских странах, подозревающих себя в использовании, предполагающими и привязанными к млекопитающим. Примеры переносчиков различных видов, которые переносят пыльцу многих видов растений, являющиеся потенциальными или эффективными опылителями.

Механизм

A Европейская медоносная пчела собирает нектар, а пыльца накапливается на своем теле. африканизированные медоносные пчелы погружены в Opuntia engelmannii кактус пыльца Diadasia пчелиные пассажиры кактус плодолистики

Банка для опыления путем перекрестного опыления или самоопыления :

  • Перекрестное опыление, также называемое аллогамией, происходит, когда пыльца доставляется от тычинок одного цветка к рыльце цветка на другом растении того же вида. У растений, адаптированных к перекрестному опылению, есть несколько механизмов предотвращения самоопыления; репродуктивные органы могут созревать таким образом, что самооплодотворение маловероятно, или тычинки и плодолистики могут созревать в разное время.
  • Самоопыление происходит, когда пыльца одного цветка, один и тот же цветок или другие цветы того же человека. Считается, что он возник в условиях, когда опылители не были надежными переносчиками пыльцы, чаще всего встречается у короткоживущих однолетних видов и растений, которые колонизируют новые места. Самоопыление может переносится на женскую часть того же цветка; или гейтоногамия, когда пыльца переносится на другой цветок того же растения. Растения, приспособленные к самоопылению, часто имеют одинаковую длину тычинок и плодолистиков. Растения, способные опылять себя и давать жизнеспособное потомство, называются самооплодотворя наши. Растения, которые не могут оплодотворяться сами по себе, называются самоопыляемыми, это условие требует перекрестного опыления для получения потомства.
  • Клейстогамия : самоопыление, которое происходит до распускания цветка. Пыльца высвобождается из пыльника внутри цветка или пыльца на пыльнике вырастает трубочкой вниз к семяпочкам. Это тип полового размножения, в отличие от бесполых систем, таких как апомиксис. Некоторые клейстогамные цветы никогда не раскрываются, в отличие от хазмогамных цветков, которые раскрываются, а затем опыляются. Клейстогамные цветы по необходимости встречаются на самосовместимых или самовоспроизводящихся растениях. Хотя некоторые орхидеи и травы полностью клейстогамны, другие растения прибегают к этой стратегии в неблагоприятных условиях. Часто это может быть смесь как клейстогамных, так и хазмогамных цветков, иногда на разных частях растения, а иногда в смешанных соцветиях. молотая фасоль производит клейстогамные цветы под землей и смешанные клейстогамные и хазмогамные цветы наверху.

Примерно 48,7% видов растений являются либо раздельнополыми, либо самонесовместимыми облигатными ауткроссами.. Также подсчитано, что около 42% цветковых растений имеют в природе смешанную систему спаривания. В наиболее распространенном виде смешанной системы скрещивания отдельные растения дают один тип цветка, а плоды могут содержать самоопыляемые, перекрещенные или смешанные типы потомства.

Опыление также требует рассмотрения опылителей, растений, которые служат источником пыльцы для других растений. Некоторые растения самосовместимы (самооплодотворяются) и могут опылять и удобрять себя. Другие растения имеют химические или физические препятствия для самоопыления.

В сельском хозяйстве и садоводстве управление опылением хороший опылитель - это растение, которое обеспечивает совместимую, жизнеспособную и обильную пыльцу и цветение одновременно. как растение, подлежащее опылению или имеющее пыльцу, которую можно хранить и использовать при необходимости для опыления желаемых цветов. Гибридизация - это эффективное опыление между цветками разных видов или между разными линиями размножения или популяциями. см. также Гетерозис.

Персики считаются самооплодотворяющими, потому что коммерческие культуры можно производить без перекрестного опыления, хотя перекрестное опылениедолина Калифорнии определена Всемирной организации здравоохранения как место наибольшего загрязнения воздуха в стране. Пчелы-опылители миндаля, примерно 60% пчел в США, как упоминалось выше, будут смешаны с пчелами из других ульев, предоставленных разными пчеловодами, что сделают их экспоненциально восприимчивы к болезням и , чем любой из них мог мог бы нести. Смерть не ограничивается коммерческими пчелами, поскольку есть свидетельства значительного распространения патогенных микроорганизмов на других опылителей, включая диких шмелей, заражающих до 35-100% диких пчел в радиусе 2 км от промышленного опыления. Отрицательный внешний эффектом частных служб опыления сокращение биоразнообразия из-за гибели коммерческих и диких пчел.

На графике используется средняя сумма в долларах, полученная пчеловодами на каждую семью, в зависимости от опыляемого урожая.

Несмотря на то, что каждый год пчеловоды теряют около трети своей рабочей силы, пчеловоды продолжают сдавать своих пчел в аренду миндальным фермам из-за высокой заработной платы из миндальной промышленности. В 2016 году колония, сданная в аренду для опыления миндаля, принесла пчеловодам доход в размере 165 с каждой арендованной семьи, что примерно в три раза больше, чем в среднем для других культур, использующих услугу для опыления. Краткое исследование, опубликованное в Oxford Academic's Journal of Economic Entomology, показало, что когда-то затраты на содержание пчел специально для опыления миндаля, включая зимовку, летний уход и замену умирающих пчел Считается, что опыление миндаля ужас ли или невыгодно для среднего пчеловода.

См. также

Ссылки

Примечания

Внешние ссылки

Поищите pollination в Викисловарь, свободный запрос.
Викискладе есть материалы, связанные с Опыление.
Последняя правка сделана 2021-06-02 10:16:05
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте