Багато дачники при виборі посадкового матеріалу в описі до того чи іншого сорту рослин зустрічають згадка про різні способи запилення або самозапиленні. Це поняття, які ми всі вивчали ще в школі на уроках ботаніки. Але не всі вже пам'ятають, що вони означають. Давайте освіжимо нашу пам'ять і згадаємо типи запилення у рослин та їх біологічне значення. А заодно дізнаємося, чому не дають плодів деякі наші рослини, висаджені на дачі чи на підвіконні.

Генеративний орган вищих рослин

Квітка – це видозмінений пагін, де формуються спори і гамети. Вищі рослини (покритонасінні) мають складно влаштовані квітки з безліччю пристосувань до різних типів запилення. Різноманітний по деталям квітка поєднує в собі процеси як статевого, так і безстатевого розмноження. Головними компонентами квітки є його репродуктивні частини – чоловічий андроцей (тичинки) і жіночий гинецей (маточка із зав'яззю, стовпчик і рильця). Квітки можуть бути двостатеві (є і маточка і тичинки) і одностатеві (є або маточка, або тичинки). Інші складові частини квітки дуже різноманітні і виконують специфічні функції.

Зустріч тичинок і маточки

Запилення – це процес перенесення пилку з тичинок на рильце маточки. Без цього неможливо розмноження рослин, формування плодів і насіння. У процесі еволюційного розвитку рослини виробили кілька способів здійснення цього переносу при використанні біотичних і абіотичних факторів природи. В екології виділяють два типи запилення:

Перенесення пилку з однієї квітки на маточку іншої. Цей процес називається перехресним запиленням, або ксеногамией. Він здійснюється за допомогою біотичних (комахи, птахи, кажани) та абіотичних (вітер, вода) факторів.

Автогамия (самозапилення). Це перенесення пилку на рильце з однієї квітки. Автогамия не так часто зустрічається у дикоростучих форм.

Це типи запилення, які можуть чергуватися у деяких рослин.

Умови самозапилення

Але обов'язковою умовою здійснення самозапилення є обоеполость квітки. Випадкове самозапилення квіток – нерідке подія. Але воно може відбуватися тільки при фізіологічній сумісності пыльцевого зерна і маточки. У багатьох рослин пилок не проростає в пилкову трубку, що є обмежувачем для перекрестноопыляемых рослин. Чинників, які сприяють випадкової автогамии, досить багато. Регулярне самозапилення рослин (приклад – горох, квасоля) може мати гравітаційний механізм. У цьому випадку пилок потрапляє на рильце під дією сили тяжіння. В інших випадках самозапилення відбувається як контактна автогамия – тичинка стикається з приймочкою маточки. Переносниками пилку в середині квітки можуть виступати краплі роси і дрібні комахи (трипси), які живуть у квітці. У деяких рослин процес відбувається в бутоні і повністю виключає можливість перехресного запилення.

Факультативне самозапилення

Особливістю такого типу автогамии є наявність нестабільних умов, які не сприяють перехресному запиленню. Такий тип самозапилення зустрічається у злакових, росички, ковили. У цих рослин у посуху або при знижених температурах формуються квітки одностатеві, а у теплу і вологу погоду – двостатеві. Перехресне запилення цих рослин здійснюється за допомогою вітру, і в умовах утруднення здійснення такого запилення біологічно доцільно вдатися до самозапилення.

Еволюційне значення

Самозапилення в еволюційному плані має від'ємне значення. Згідно з сучасними уявленнями, для еволюції необхідно вільне схрещування, яке забезпечується перехресним запиленням. Саме воно підвищує різноманітність алелей (ступеня прояву гена) в популяціях. А самозапилення, навпаки, веде до гомозиготності (типовості) алелів. Але при певних обставинах самозапилення може вести до ізоляції нових форм, відокремлення та фіксування в популяції алелей, що дають сприятливі ознаки рослині. Саме в цьому і полягає позитивне еволюційне значення чергування автогамии і ксеногамии.

Самозапильні рослини

У таких рослин частіше перенесення пилку здійснюється ще нерозкрите бутоні (наприклад, у квасолі і гороху) або в період ще не розкритою листкової трубки (ячмінь). Самоопылителями з сільськогосподарських культур вважають горох, квасоля, ячмінь, пшеницю, овес, помідори, баклажани та багато інших. Чому вважають? Тому що самозапилення не може бути абсолютним, завжди є ймовірність занесення пилок з інших рослин. Навіть закриті бутони іноді прогризають комахи і заносять пилок інших рослин! Які ж ознаки відрізняють самозапилювачів? Це однозначно рослини з двостатевими квітками, великими пір'ястими приймочками і великою кількістю пилку. Крім того, у їх квітів немає яскравих пелюсток, нектарників і приємного запаху.

Самозапилення у фіалок

У природі фіалки і перехресно запилюються, і автогамно. Наші кімнатні фіалки – продукт кропіткої роботи селекціонерів. У них така будова тичинок і маточки, що перехресне запилення без участі людини практично неможливо. Запилення відбувається ще нерозкрите бутоні, і тільки терплячий любитель з допомогою спеціальних методик може здійснити запилення різних по колірній гамі фіалок для виведення нових сортів. Спасибі ентузіастам за різноманітність цих квітів, що прикрашають наші підвіконня!

Партенокарпічні огірки

Сучасна селекція пропонує безліч сортів огірків, як самоопыляемых (партенокарпічних), так і запилюють комахами. Ці рослини виведені спеціально для раннього вирощування в теплицях, де немає природних запилювачів. Купуючи насіння, необхідно зупинятися на прочитанні якостей сорти, так як свої переваги і недоліки є і у самоопыляемых, і у перекрестноопыляемых сортів.

Запилення у злакових

Овес, жито, пшениця, просо, ячмінь – представники сільськогосподарських злакових. Квітки мають 2 квіткові лусочки, 2 плівки, три тичинки і один товкач. Самозапилення у них відбувається у нерозкритих квітках. Коли квітка розкрилася, перехресне запилення практично виключено.

Самозапилення у плодових дерев

Хоча більшість плодових сортів мають квітки, в яких є і маточки і тичинки, самозапилення у більшості виключено. Причина – розділене за часом дозрівання тичинок і маточки. Саме тому підвищити врожай, наприклад черешні, можна, посадивши поруч кілька дерев. Але у штучно виведених сортів самозапилення вітається. Приклад – нектарини. Але не сподівайтеся виростити з кісточки урожайне рослина. У таких гібридних форм наступні покоління відчувають гібридну депресію – зниження життєздатності і врожайності.

Селекція і самозапилення

Це явище широко використовується в селекції рослин. Нам відомо, що самозапилення і схрещування близькоспоріднених організмів веде до переходу генів у гомозіготний стан і призводить до зниження життєстійкості та врожайності, а згодом і до виродження. Безперервний процес мутацій, які накопичуються, більшість з яких рецесивні і несприятливі, – причина цього гноблення. У рослин з перехресним запиленням ці мутації знаходяться в гетерозиготному стані і ніяк не проявляються. При самозапиленні ймовірність їх переходу в гомозиготу у багато разів зростає, але вони не зберігаються в популяції з-за природного усунення. Самозапилення в селекції використовується як інструмент створення чистих (гомозиготних) ліній із закріпленими ознаками. Незважаючи на зниження продуктивності, після гібридизації часто з'являється явище гетерозису – сили гібридів від сортів з при самозапиленні. Це явище називається міжлінійний гібридизацією, і в магазинах ми можемо побачити саме такі гібридні насіння (вони позначені символом F1). У першому поколінні гібриди перевершують чисті лінії по врожайності, але в подальших поколіннях ефект сили гібридів зникає.