Головна ⇒ 📌Біологія ⇒ Запліднення рослин

Запліднення рослин

Розділ 1 РОСЛИНИ

Тема 2. РОЗМНОЖЕННЯ І РОЗВИТОК РОСЛИН

21. Запліднення рослин

Поки квітки не відцвітуть, плоди не зав’яжуться.

Китайське прислів’я

Основне поняття: ЗАПЛІДНЕННЯ

Знайомтеся:

Вивчаючи розмноження лілії лісової (іл. 21.2), вітчизняний учений Сергій Гаврилович Навашин (1857-1930) (іл. 21.1), професор Київського університету Святого Володимира (нині – Київський Національний університет імені Тараса Шевченка), установив, що в неї запліднення відбувається не так, як у інших рослин. Він назвав відкритий ним процес

подвійним заплідненням і доповів про нього на X з’їзді природодослідників і лікарів, який відбувся в Києві 24 серпня 1898 р. Це відкриття принесло вченому всесвітню відомість. За двадцять років роботи в Київському університеті С. Г. Навашин опублікував близько 70 праць, створив школу, до якої належать багато відомих українських вчених.

Іл. 21.1. С. Г. Навашии

Іл. 21.2. Лілія лісова

О Сновний Зміст

Як ви вже знаєте, запліднення – це процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин з утворенням зиготи. Чоловічі статеві клітини в наземних рослин

дуже дрібні й називаються сперміями. Жіночі гамети – яйцеклітини – значно більші за розмірами. У рослин запліднення може відбуватися за допомогою води (наприклад у вищих спорових рослин) і без участі води (у насінних рослин тощо). У насінних рослин перед заплідненням має відбутися запилення.

Чому запліднення в лілії лісової та в усіх рослин, які мають квітки, називають подвійним? Пригадайте, де у квітці знаходяться спермії та яйцеклітина? Так, спермії знаходяться в пилковому зерні, а яйцеклітина – у зародковому мішку насінного зачатка. Пилок потрапляє па приймочку маточки і проростає, утворюючи пилкову трубку. Пилкова трубка через стовпчик маточки проникає до зав’язі, де знаходяться насінні зачатки із зародковими мішками. Коли пилкова трубка доростає до зародкового мішка, входить до нього – вона лопається. Спермії, яких два, здійснюють запліднення – один спермій зливається з яйцеклітиною, а другий – з іншою клітиною, яку називають центральною, оскільки вона дійсно розташована в центрі зародкового мішка. Отже, відбулося подвійне запліднення, у результаті якого утворюється не лише зародок, а й запасаюча тканина (ендосперм). Подвійне запліднення має важливе біологічне значення, оскільки створює рослинам ефективне пристосування до умов довкілля.

Після запліднення з насінних зачатків формується насіння, а сама квітка перетворюється на плід.

Іл. 21.3. Види тичинок

Іл. 21.4. Пиляк у розрізі

ПОГЛИБЛЕННЯ ТЕМИ

Чому тичинки та маточки є найважливішими частинами квітки?

Тичинка – це частина квітки, у якій утворюється пилок. Кожна тичинка складається з тичинкової нитки, на кінці якої прикріплені два мішечки – пиляки (іл. 21.3). Після дозрівання вони лопаються поздовжньою щілиною і висипають пилок, зазвичай, жовтого кольору. Кожна пилинка – пилкове зерно – є округлою клітиною з товстою оболонкою (іл. 21.4). Зовнішня поверхня оболонки нерівна й покрита шипиками та горбками, що допомагає пилковим зернам триматися на тілі тварини-запилювача та на приймочці маточки. Оболонка також має пори, через які здійснюється вихід пилкової трубки. У зрілому пилковому зерні міститься клітина пилкової трубки й два спермії. В одній квітці може бути від однієї (наприклад у канни) до кількох сотень тичинок (наприклад у півонії). Кількість тичинок та їхня будова є систематичними ознаками.

Маточка – це частина квітки, у якій утворюються насінні зачатки. Маточка складається, як ви пам’ятаєте, з приймочки, стовпчика та зав’язі (іл. 21.5). На поверхні приймочки виділяється липка рідина, що утримує пилок. Тут клітина пилкової трубки проростає. Утворення пилкової трубки стимулюється речовинами, які виділяються приймочкою у відповідь на споріднений пилок, що потрапив на неї. Пилкова трубка росте між клітинами приймочки, потім просувається по спеціальному каналу чи міжклітинниках стовпчика і, нарешті, проникає в порожнину зав’язі. У зав’язі містяться насінні зачатки із зародковими мішками (іл. 21.6). У зрілому зародковому мішку є клітини, з яких виділяються центральна клітина та яйцеклітина. Отже, тичинки і маточки є найважливішими частинами квітки, оскільки саме в них утворюються пилок і зародковий мішок зі статевими клітинами, які беруть участь у заплідненні.

Іл. 21.6. Схема запліднення в квітці:

1 – приймочка з пилком; 2 – стовпчик маточки з пилковою трубкою; 3 – пиляк з пилковими зернами;

4 – стінка зав’язі; 5 – зародковий мішок

Іл. 21.7. Схема подвійного запліднення рослин

Що відбувається в насінному зачатку під час запліднення?

Кожний насінний зачаток має покрив, у якому на верхівці є вузький канал – пилковхід, що веде до зародкового мішка. У більшості квіток саме через цей отвір пилкова трубка проникає в насінний зачаток. Досягнувши яйцеклітини, кінчик пилкової трубки розривається, з неї виходять два спермії, а пилкова трубка руйнується. Один зі сперміїв зливається з яйцеклітиною з утворенням зиготи, а інший – із центральною клітиною, з якої буде утворюватися ендосперм із запасом поживних речовин (іл. 21.7). Таким чином два спермії зливаються з двома клітинами зародкового мішка, тобто відбулося так зване подвійне запліднення. З часу потрапляння пилинки на приймочку маточки до здійснення подвійного запліднення в різних рослин проходить від 20-30 хвилин до кількох діб, а в деяких дерев (дуб, береза тощо) до 2-3 місяців. Отже, у насінному зачатку внаслідок подвійного запліднення утворюються зигота й запліднена центральна клітина. З першої буде розвиватися зародок, з другої – запасаюча тканина для його розвитку.

Що відбувається в насінному зачатку після запліднення?

Після запліднення першою ділиться запліднена центральна клітина, утворюючи особливу тканину – ендосперм, що заповнює зародковий мішок і де нагромаджуються поживні речовини, потрібні для розвитку зародка (у злаків тощо). У багатьох рослин (наприклад у квасолі, гарбуза) поживні речовини відкладаються в клітинах самого зародка, у його зародкових листках, які називають сім’ядолями. Після нагромадження поживних речовин в ендоспермі починає розвиватися запліднена яйцеклітина – зигота. Ця клітина ділиться багато разів і поступово формується багатоклітинний зародок насінини, з якого буде розвиватися нова рослина. Сформований зародок містить зародкову бруньку, зародкові листки – сім’ядолі, зародкове стебло та зародковий корінь. З покривів насінного зачатка утворюється насінна шкірка, що захищає зародок. Отже, після запліднення з насінного зачатка утворюється насінина, яка складається з насінної шкірки, зародка насінини та запасу поживних речовин.

А що сховано в насінині квасолі (іл. 22.1)? Для того щоб зазирнути в середину насінини, візьміть набубнявілу у воді квасолину й зніміть із неї шкірку. І ви (за допомогою лупи) краєчком ока торкнетеся великих таємниць природи й побачите зародок майбутньої рослини. Як, коли, чому, для чого із цього малесенького утвору виростає велика доросла рослина?