2 kako su biljke prilagođene oprašivanju od strane životinja. Uloga životinja u oprašivanju i rasprostranjenju biljaka
1. Ne oprašuju samo kukci biljke. Kolibri skupljaju nektar čak i ne sjedajući na cvijeće, već u hodu. U tome im pomaže njihova sposobnost da "lebde" gotovo nepomično. Krila ovih ptica udaraju i do 100 puta u sekundi. Kolibrići imaju savršen alat za sakupljanje nektara: tanak, ponekad zakrivljen kljun, unutar kojeg se nalazi tanki jezik, malo proširen na kraju. Ovakav način rada krila moguć je jer otprilike četvrtinu tjelesne težine čine mišići, a srce je mnogo veće od veličine bilo koje druge ptice.
2. Uz ptice u oprašivanju sudjeluju i kopnene životinje. Na primjer, u Australiji je to kus-kus s rilcem. Njuška joj je izdužena, a nastavak joj je tanak jezik, kojim lako dopire do nektara u dubini cvijeća, a ujedno i do peluda.
3. Cvjetovi koje oprašuju šišmiši su mutni, cvjetaju noću, često otpadaju do jutra. Šišmiši imaju vrlo dugačak jezik, do 6 cm i skoro jednaka duljini tijela. Omiljeno cvijeće uglavnom miriše na strvinu i trulež, ali proizvodi mnogo slatkog nektara koji direktno kaplje na tlo.
4. Biljke privlače kukce za oprašivanje ne samo bojom i mirisom. Orhideje se same mogu pretvoriti u leptire, pčele ili muhe. Cvjetovi nevjerojatnog oblika mogu se naći iu tropima iu sjevernoj Europi. Orhideja ofris ima cvjetove slične boji i obliku pčele koja sjedi na cvijetu. Ovo je način na koji pčele dolijeću da se pare i tako oprašuju cvijeće.
5. Venerina muholovka živi u močvarama. Njegovi se listovi presavijaju napola poput knjige kad na njih sleti kukac. To se događa za samo 0,2 sekunde. Senzori su posebne bodlje, koje se nalaze po tri na svakoj polovici lista. Potpuno zatvaranje zamke događa se nakon drugog kontakta sa žrtvom, kada se ona počne kretati. Zatvoreni list se tada puni probavnim sokom. Nakon dva ili tri udarca, list umire.
6. Svi smo se opekli od koprive. Stvar je u posebnim stanicama na površini stabljike i lišća, koje se percipiraju kao tanke dlake. Vrh igle je impregniran silikonom za potrebnu tvrdoću. Nakon prodiranja u kožu, sadržaj stanice ulazi u ljudsko tijelo, a to je pojačano njezinim unutarnjim dijelom koji podsjeća na gumenu balonu. Osjećaj žarenja koji se javlja uzrokovan je mravljom kiselinom u otrovu, a osip histaminom.
7. Nije jasno zašto se čilim naziva orašastim plodovima, iako je vodeni orah. Jedino što ima zajedničko s orašastim plodovima je sadržaj škroba i sladak okus. Jede se pečen ili kuhan, a dodatkom brašna možete ispeći ukusan kruh. Vodeni kesten je rozeta listova u obliku dijamanta raširenih po površini vode. Zreli orasi padaju na dno, gdje iduće godine niču, ujedno postajući i sidro.
Ptice nektarioze Kolibrići Ovaj red uključuje male ptice čija veličina varira od bumbara do lastavice. Ovo uključuje najmanje ptice na Zemlji (veličine 5,7 cm i težine 1,6 g). Istodobno, postoje kolibrići većih veličina (duljina do 21,6 cm, težina do 20 g). Razlikuju se od ostalih ptica po dugačkom tankom kljunu, dugom, duboko račvastom jeziku, koji se može ispružiti daleko od usta, dugim, oštrim krilima s 10, rijetko 9, velikih letnih pera i samo šest vrlo kratkih manjih, gotovo skrivenih ispod pokrovno perje, slabe, vrlo male noge s dugim pandžama i potpuno su neprikladne za hodanje.
Nektariodne ptice sunčanice Većina ptica sunčanica ima jarko i sjajno zeleno perje. Primijećeno je da se ptice najsjajnijih boja pridržavaju više otvorena mjesta stanište, skromnije obojene ptice ostaju duboko u šumama. Sunčica je dobila ime po načinu hranjenja: isisava nektar iz cvijeća; međutim, ne odbija male kukce. Ptice imaju tanak, prema dolje zakrivljen kljun. Vrlo dobro ide u čašice cvijeća. Jezik sunčanice vrlo je jedinstven: dugačak je, uzak, s uzdužnim utorom i resom na kraju. Sunčanice oprašuju cvijeće, odnosno imaju otprilike istu ulogu u prirodi kao i kolibrići, samo što žive u Americi, a sunčanice žive u Africi, Aziji i Australiji.
Nektarije cvjetnice Predstavnici porodice cvjetnica (Coerebidae) imaju blago zakrivljen tanki kljun, uz pomoć kojeg, nakon što probuše vjenčić cvijeta, dobivaju nektar i male kukce. Ova ptica hrani se i sočnim voćem. Ukupna dužina njenog tijela je 12 cm.
Nektarije medojedi Raspon medonoša (170 vrsta) jugoistočna Azija, Nova Gvineja, Australija, pacifički otoci, uključujući Havaje. Medne sisalice razlikuju se po izgledu, boji, načinu života i veličini (od 9 do 32 cm). Iako su većina medojeda šumske ptice, postoje vrste koje žive u stepama i savanama.Većina medojeda hrani se nektarom, peludom i kukcima, neke vole voće. U Australiji medojedi, kao i lorikati, igraju važnu ulogu kao oprašivači stabala eukaliptusa.
Šišmiši koji jedu nektar jedni su od malih šišmiša (podlaktica mm, težine 510 g), svrstani u posebnu potporodicu dugojezičavih šišmiša. Hrane se kukcima, peludom, nektarom i pulpom sočnog voća.
Opnokrilci kukci oprašivači Tijelo kukca je obilno prekriveno sitnim dlačicama, a na njima se zadržava pelud. Leteći od cvijeta do cvijeta, insekti nose ovaj pelud. Pčele na stražnjim nogama imaju košarice u koje skupljaju pelud i nose ga u košnicu. 300 vrsta bumbara živi u sjevernoj Euroaziji, Sjevernoj Americi, kao iu planinama nekih drugih regija. Bumbari su jedni od najotpornijih kukaca na hladnoću: sposobni su brzim i učestalim stezanjem prsnih mišića brzo zagrijati svoje tijelo na potrebnih 30 °C. 300 vrsta bumbara u Euroaziji i Sjevernoj Americi
Diptera kukci oprašivači Diptera, red kukaca. Razvijen je samo prednji par krila (otuda naziv). Preko 150 modernih obitelji, oko 100 tisuća vrsta. Široko rasprostranjen. Neki dvokrilci korisni su kao oprašivači biljaka i tvorci tla
Lepidopteranski kukci oprašivači (leptiri) Leptiri su velika skupina kukaca koji se mogu pronaći u svim regijama svijeta. Zajedno s moljcima čine red Squamoptera. Postoji oko 12 obitelji leptira. Mnogi odrasli moljci i leptiri hrane se nektarom koji sišu iz cvjetova. Dok se hrane, mogu prenijeti pelud s jednog cvijeta na drugi - stoga mnoge biljke ovise o oprašivanju leptira i leptira.
Širenje biljaka uz pomoć životinja Orašar je ptica iz porodice vranaca iz reda vrapčića. Duljina tijela je oko 35 cm.Hrana je sjeme, uglavnom cedar bora i smreke, insekti, a ponekad i glodavci. Jedući puno sjemena cedrovine, ujedno pridonosi njegovom širenju i zarastanju zgarišta i čistina, jer sjeme skriva u zemlji kao rezervu.
Širenje biljaka uz pomoć životinja Šojka je podjednako biljojeda, kukcojeda i mesojeda ptica. U našim šumama glavni je raspršivač hrasta. Činjenica je da u jesen šojke pokazuju sklonost spremanju hrane. Napunivši jednjak žirevima (a tamo ih stane do desetak), šojka, preletjevši jedan ili dva kilometra, zakopa ih negdje u šumsko tlo i vraća se po novu porciju koju skriva na drugom mjestu. U skladištima su pronađene šojke težine do 4 kg. Žir. Nije jasno koristi li šojka svoje rezerve. U svakom slučaju, mnogi od njih ostaju ležati do proljeća. Dio žira ukradu vjeverice i miševi. Ali određeni broj njih niče. Tu se među šumama breze i smreke pojavljuju hrastovi, daleko od hrastova koji daju plodove
Širenje biljaka uz pomoć životinja Vjeverica je česta u tamnim četinarskim i mješovitim šumama s obilnim ponovnim rastom od bobičasto grmlje, preferira rubove, svijetla područja, vjetrove i stelju; rjeđi u listopadnim šumama. Osnova prehrane vjeverice su sjemenke četinjača (prije svega cedra) i listopadnog drveća (javor, lipa, rowan), zeljaste biljke, osobito šaševa i štitarica.Od kolovoza počinje spremati hranu za zimu (orahe, žireve, žitarice, sušene gljive i bobice), noseći ga u vrećicama na obrazima, ponekad s udaljenosti veće od 1 km. Masa rezervi može doseći 56 kg.
Širenje biljaka uz pomoć životinja Vjeverica je tipičan šumski stanovnik. Budući da je temelj njegove prehrane sjeme vrsta drveća, preferira mješovite crnogorično-lišćene šume. Za zimu vjeverica pravi male rezerve žira, oraha i češera, povlačeći ih u udubljenja ili zakopavajući među korijenje, a također suši gljive vješajući ih na grane. Istina, brzo zaboravi na svoja skladišta i slučajno ih nađe zimi.
Širenje biljaka uz pomoć životinja Mnoge sočne plodove s užitkom jedu razne životinje. Sjemenke prolaze kroz probavni trakt bez probave i klijaju na novom mjestu, odbačene s izmetom. Širenje biljaka šumskog bobičastog voća olakšavaju mnogi šumski glodavci.
Sljedeća vrlo važna faza u razmnožavanju cvjetnica je oprašivanje- prijenos peludnih zrnaca na stigmu tučka (sjetimo se da kod golosjemenjača peludna zrnca padaju izravno na ovul tijekom oprašivanja). Posebnu pozornost posvećujemo velikoj raznolikosti prilagodbi u cvjetnicama koje omogućuju ili olakšavaju oprašivanje. Pelud se na stigmu tučka prenosi na različite načine, ali ovisno o tome s kojeg cvijeta dolazi, postoje dvije glavne vrste: samooplodnjavanje I unakrsno oprašivanje.
Metode oprašivanja
Cvjetnice koje se križno oprašuju vrlo su raznolike. Konvencionalno se mogu podijeliti u dvije skupine. U prvoj pelud prenose životinje, uglavnom kukci, kao i neki kralješnjaci (od kojih je većina također ovladala zrakom - ptice i šišmiši). U drugoj skupini pelud se prenosi abiotskim čimbenicima – vjetrom i rjeđe vodom.
Biljke koje oprašuju životinje obično razviju različite prilagodbe koje pomažu privući oprašivače. Obično imaju jarko obojene velike cvjetove. Ako su cvjetovi mali, onda se oni, u pravilu, skupljaju u cvatove, što ih također vizualno povećava. Međutim, veličina, boja i oblik cvijeta omogućuju da ga vidi samo oprašivač. Za stimulaciju životinje obično nije dovoljna uloga oprašivača, pa se biljke privlače i hranom, a to je najčešće nektar koji luče nektarije (detaljnije o nektarima opisano je u poglavlju o tkivima za izlučivanje). Neke biljke također proizvode velike količine peludi koju oprašivači rado jedu. Potrebno je da pelud, na bilo koji način, dođe do oprašivača, koji ga prenosi na drugi cvijet iste vrste.
Biotički oprašivači uključuju kukce, ptice i sisavce. Sukladno tome razlikuju entomofilija, ornitofilija I sodomija.
entomofilija, ili oprašivanje kukcima, iznimno je raširen u prirodi. Ulogu insekata u povijesnom razvoju angiospermi teško je precijeniti, međutim, sami kukci mnogo duguju cvjetnicama. Kao rezultat toga, postoji širok izbor međusobnih prilagodbi koje su razvile biljke i kukci. Te su prilagodbe ponekad toliko uske da biljku može oprašiti samo određena vrsta kukaca.
Najčešće biljka privlači insekte hranom - nektarom ili peludom. U ovom slučaju nektar se ispušta upravo u doba dana kada je oprašivač aktivan - danju ili noću. Cvjetovi takvih biljaka obično su veliki i svijetli. Međutim, kukci često percipiraju boju cvijeća na potpuno drugačiji način od ljudi, budući da percipiraju nama nedostupnu svjetlost (primjerice, ultraljubičaste zrake). Ova okolnost je dobro poznata pčelarima, koji mogu pregledati košnicu noću, koristeći za osvjetljavanje baterijsku svjetiljku koju koriste fotografi prilikom razvijanja fotografskih filmova i tiskanja fotografija. Ova svjetiljka emitira dugovalnu crvenu svjetlost, koju pčele ne vide, ali ljudi mogu. Ako bi pčelar u ovom slučaju koristio svjetiljku s plavim svjetlom, pčele bi ga neminovno prepoznale i ugrizle. Prema botaničarima, oznake na dijelovima cvijeta koji su nevidljivi za ljude služe kukcima kao pokazatelj mjesta nektarija, odnosno cvijet je svojevrsna karta koja je razumljiva oprašivačima. Mnoge kukce ne privlači samo (ili ne toliko) nektar, već i pelud. Entomofilne biljke obično proizvode pelud u velikim količinama; osim toga, pojedinačne čestice prašine imaju hrapavu površinu vanjske ljuske, što olakšava njihovo prianjanje na kožu kukca. Često se pelud smota u grudice - polinije (sl. 300), koje se zalijepe za tijelo oprašivača (npr. kod orhideja). Iste pčele aktivno skupljaju pelud (slika 301) i prenose ga u gnijezdo na nogama (poldes). Tu odvajaju grudice peluda, stavljaju ga u ćelije i zbijaju glavicama. Kad je dio ćelije djelomično ispunjen, pelud je ispunjen medom i. Kao rezultat fermentacije ugljikohidrata meda nastaje mliječna kiselina koja ima konzervansni učinak, zbog čega se pelud može dugo skladištiti. Ovako obrađena pelud naziva se pogača. Vrlo je bogata bjelančevinama, što je posebno važno za pčele, jer osnovu njihove prehrane čine ugljikohidrati iz nektara. Jasno je da biljke oprašene danju imaju svjetlije cvjetove, dok su cvjetovi „noćnih“ biljaka obično obojeni svijetle nijanse- bijela, žuta, svijetlo crvena itd., kako bi izgledala kontrastno u odnosu na opću tamnu pozadinu. Zanimljivo je da mnogi noćni insekti imaju vid u boji i dobro razlikuju ne samo svjetlinu, već i nijanse. Cvijeće ne samo da privlači insekte izgled, ali i miris. Obično se u tu svrhu izdvajaju eterična ulja, koja su složena mješavina različitih organskih spojeva (alkoholi, fenoli, aldehidi, terpenski esteri itd.). Sva eterična ulja su hlapljiva, oštrog i najčešće ugodnog mirisa.
Riža. 300. Pelud nekih orhideja, sjedinjena u tetrade i polinije, i njegova klijavost:
A - Ženska papučica (Cypripedium insigne): B - Calanthe veitchii; B - dvolisna ljubka - Platanthera bifolia (prema Poddubnaya-Arnoldi)
Među sastavnim komponentama najčešći su monoterpeni (C 10 H 16), alifatski i ciklički. Primjer alifatskih (acikličkih) je linalol, koji cvjetovima đurđice daje karakterističan miris. Po kemijskoj strukturi sličan linalolu geraniol, citronelol I nerol pružiti miris cvjetovima ruže. Alkohol od cimeta detektira miris zumbula, keton parmon- ljubičice, mješavina linalol, indol, benzil acetat I Jasmone- jasmin, itd. Esencijalna uljaširoko ga koriste ljudi u industriji parfema i medicini. Najpoznatije ulje u tom pogledu je ružino ulje za čiju se proizvodnju uzgajaju opsežni nasadi ruža. Otprilike 80% ukupne količine ružinog ulja dobiva se od jedne vrste - Rosa damascena, a za dobivanje jednog kilograma ulja potrebno je preraditi 35 milijuna ružinih latica. Utvrđeno je da kukci imaju vrlo dobro razvijen njuh, mogu razlikovati mirise, čak i ako je koncentracija hlapljivih tvari u zraku izrazito niska (o tome je više riječi u dijelu o kukcima), pa insekti lako pronalaze cvijeće. Budući da pojedini dijelovi cvijeta ispuštaju različite mirise, kukci ih lako prepoznaju i lakše se snalaze u cvijetu. Zasebno treba istaknuti biljke čiji cvjetovi izlučuju tvari koje podsjećaju na spolne atraktante insekata.
Riža. 3 0 3 . Oprašivanje Ophrys insectifera: 1 - opći izgled biljke; 2 - cvijet; 3, 4 - osa u procesu pseudokopulacije; 5 - glava ose s pričvršćenom pollinarijom (prema V.N. Gpadkovu)
To su tvari koje ženke kukaca luče tijekom sezone razmnožavanja kako bi privukle mužjake. Uzbuđeni mužjaci koji stignu na miris pokušavaju kopulirati s cvijetom (koji uz sve ostalo ima oblik kukca) i pritom se prekrivaju peludom koji potom prenose na drugi cvijet. Takve su prilagodbe razvile neke orhideje, oprašene pojedinačnim opnokrilcima (slika 303).
Dakle, biljke imaju daljinski alarm, poticajan dolazak oprašivač, i alarm blizine, poticajan posjetiti oprašivač cvijeća. Međutim, kod različitih kukaca signaliziranje dugog i kratkog dometa percipiraju različita osjetila. Na primjer, kod dnevnih oprašivača dolazak je stimuliran izgledom cvijeta, njegovom veličinom, bojom, oblikom, što se vizualno određuje, dok je kod noćnih kukaca faktor privlačnosti na daljinu miris. Primjerice, cvjetove mirisnog duhana oprašuju moljci. Stoga su danju zatvorene, a noću cvjetaju i pojačavaju aromu. Miris izdaleka privlači ne samo noćne insekte, već i mnoge dnevne. To se posebno odnosi na cvijeće koje odiše mirisom trulog mesa ili izmeta (na primjer, rafflesia, arum, stapelia). Takvi cvjetovi privlače oblake muha, koje oprašuju cvjetove. Kao što smo već rekli, biljke razvijaju morfološke prilagodbe koje osiguravaju da pelud dospije do oprašivača. Tipično, struktura cvijeta je takva da se oprašivač nakon postizanja željenog nektara prekriva polenom. Zatim leti na drugo cvijeće, trlja svoje namazano tijelo o stigmu, a zrnca peluda se lijepe na njega. Često cvijet ima vrlo složenu strukturu i prisiljava kukca na pokrete potrebne da bi pelud pao na njega (slika 304).
Bliska i obostrano korisna suradnja između kukaca i kritosjemenjača pokazala se iznimno plodonosnom. Stoga, trenutno, cvjetnice dominiraju biljnim carstvom i imaju najznačajniju raznolikost vrsta. Isto vrijedi i za kukce, čiji broj vrsta znatno premašuje broj vrsta svih ostalih životinja zajedno.
Ornitofilija , oni. prijenos peluda pticama oprašivačima manje je raširen od entomofilije. Najčešće oprašivanje vrše male ptice, kao što su kolibrići (sl. 305) i cvjetnice u Americi, sunčanice, bjelooke i medojede u Euroaziji te havajske cvjetnice. Takve ptice obično skupljaju nektar u letu, za što lebde u zraku poput jastrebovih moljaca (kolibri mogu biti čak i manji od velikih leptira) i istražuju cvijeće koristeći vrlo dugačak kljun. Ako je cvijet velik, tada ptica jednostavno sjedi na njemu. Prilično velike ptice, poput papiga loris, koje žive u tropskoj Aziji, također mogu biti oprašivači. Ove papige imaju vrlo osebujan jezik - njegov vrh je četka, uz pomoć koje ptica upija nektar. Nektar ornitofilnih biljaka mnogo je tečniji od nektara entomofilnih biljaka (sadržaj šećera je samo
oko 5%), ali se stvara dosta.
Ornitofilija je uglavnom česta u tropskim i ekvatorijalnim biljkama, ali se javlja i u biljkama umjerene klime. Njihov sustavni položaj je različit - pripadaju i dvosupnicama (mirtaceae, leguminoze, vrijesci i dr.) i jednosupnicama (banane, ljiljani, bromelije i dr.).
Samooprašivanje
Samooprašivanje se događa kod relativno malog broja cvjetnica. U ovom slučaju nema razmjene genetskih informacija između različitih jedinki, jer zrnca peluda stižu na stigmu ili iz prašnika jednog od prašnika istog cvijeta ili iz drugog cvijeta koji se nalazi na istoj biljci. Budući da se svi događaji odvijaju unutar jedne jedinke, kod samooprašivanja ne dolazi do razmjene genetskih informacija, već se odvijaju samo kombinatorne promjene nasljednog materijala tijekom odgovarajućih procesa u mejozi (tijekom sporogeneze). Odsutnost novih alela dovodi do pojave čistih linija homozigotnih populacija unutar jedne vrste, nesposobnih za razmjenu gena koji su podvrgnuti mutacijama (uključujući i one korisne), pa se procesi specijacije u tim populacijama odvijaju neovisno.
Konstantno samooprašivanje nastaje kada je fizički nemoguće (zbog nekih objektivnih razloga) prenijeti pelud s jedne biljke na drugu, dok do izmjene peludi među biljkama u normalnim uvjetima ne dolazi. Ovakav način oprašivanja može se smatrati prilagodbom, budući da pelud drugih biljaka nije dostupna biljnom organizmu i čini se da je korištenje vlastitih peludnih zrnaca jedini način stvaranja sjemena. Nasumično samooprašivanje se događa kod mnogih kritosjemenjača kada cvjetovi međusobno razmjenjuju pelud, ali u isto vrijeme peludna zrnca formirana u vlastitom cvijetu mogu ući u stigmu. U tom slučaju nastaje relativno mali postotak homozigotnih organizama. Konačno, u određenog broja kritosjemenjača, u normalnim uvjetima, stigma se oprašuje stranim peludom, ali ako se to iz nekog razloga ne dogodi dulje vrijeme, u posljednjem trenutku (kada karpela još uvijek zadržava sposobnost opažanja zrna peluda ), vlastiti pelud završava na stigmi, čija je zaliha bila dostupna cijelo ovo vrijeme cvijetu. Samooprašivanje je u ovom slučaju iznuđeni događaj, ali predstavlja i prilagodbu, jer je sasvim očito da je sa stajališta biološke svrsishodnosti bolje samooprašiti se i formirati plodove sa sjemenkama nego neoprašiti se. uopće i, prema tome, ostati bez sjemena. Imajte na umu da se samooprašivanje smatra ne samo prijenosom sa prašnika na stigmu istog cvijeta, već i oprašivanjem peludom drugog cvijeta koji se nalazi na istoj biljci. Štoviše, posljednja metoda samooprašivanja (naziva se gatenogamija) jedina je moguća u oblicima s jednospolnim cvjetovima, budući da se njihovi prašnici s prašnicima i karpele s žigovima nalaze u različitim cvjetovima.
Križno oprašivanje ili ksenogamija ( grčki xenos alien, gamos - brak), je prijenos na različite načine peluda s prašnika jedne biljke na tučak druge. Ova vrsta oprašivanja kod cvjetnica puno je češća od samooprašivanja. U ovom slučaju nužno dolazi do razmjene alela između različitih jedinki iste vrste, što dovodi do povećanja udjela heterozigotnih organizama. To se s pravom može smatrati prednošću u odnosu na samooprašivanje, budući da ovdje nema genetske izolacije pojedinačnih klonova, a nastale mutacije se slobodno šire unutar populacije.
Kako bi došlo do unakrsnog oprašivanja, cvijeće je razvilo različite prilagodbe koje ili potpuno isključuju mogućnost samooprašivanja ili donekle ograničavaju njegovu vjerojatnost. Treba napomenuti da potpuni izostanak samooprašivanja nije toliko koristan za vrstu, budući da u ovom slučaju biljka ne može proizvesti sjeme ako iz nekog razloga nije došlo do unakrsnog oprašivanja (na primjer, izostanak odgovarajućih oprašivača , mala gustoća jedinki određene vrste, itd. .). Za biljku je najprikladnije kupiti uređaje koji će pospješiti unakrsno oprašivanje do zadnjeg trenutka, ali ako se to ne dogodi, osigurat će samooprašivanje, a biljka će moći formirati sjeme (čak i ako koristi samo njegov genetski materijal za to). Prilagodbe koje ograničavaju samooprašivanje vrlo su raznolike. Pogledajmo neke od njih.
Dioecija je najpouzdaniji način sprječavanja samooprašivanja. Drugim riječima, kod dvodomnih biljaka samooprašivanje je u načelu nemoguće, budući da je muško žensko cvijeće nalaze se na različitim biljkama (muškim i ženskim). Međutim, ne treba pretpostaviti da su takve biljke stekle idealnu prilagodbu. Doduše, uvijek imaju potpunu kombinaciju genetskog materijala i razmjenu alela, ali kod dvodomnih biljaka sjemenke proizvode samo ženski organizmi, budući da muški proizvode samo pelud. U dvodomne biljke spadaju topola, vrba, jasika, konoplja itd.
Neka vrsta kompromisa između “prednosti” i “nedostataka” jednodomnih i dvodomnih biljaka čine se gore opisane biljke kod kojih se na jednoj jedinki ne razvijaju hermafroditni, već jednospolni cvjetovi. No, velika je vjerojatnost oprašivanja polenom muških cvjetova vlastite biljke. Kod nekih biljaka jedna jedinka može razviti i hermafroditne i jednospolne cvjetove. Ako se u isto vrijeme formiraju biseksualni i samo muški (ali ne i ženski) cvjetovi, onda se to zove andromonecija(grčki andros - čovjek, monos - jedan, sjedinjen, jedini, oikia - kuća, stan). Suprotna kombinacija (dvospolni i samo ženski cvjetovi) zove se ginomonecija(grčki gine - žena, monos - jedan, sjedinjen, jedinstven, oikia - kuća, stan). Moguće su i druge opcije, na primjer, na jednoj se jedinki razvijaju samo dvodomne, a na drugoj samo muški cvjetovi – androdicije (grčki) Andros – čovjek, di – dva puta, oikia – kuća, stan). Ili, obrnuto, na jednoj jedinki postoje samo biseksualni cvjetovi, a na drugoj - samo ženski cvjetovi - ginodijecija(grčki gyne – žena, di – dva puta, oikia – kuća, stan). Ginodijecija je raširenija u prirodi, budući da omogućuje minimiziranje muških cvjetova i maksimiziranje broja ženskih cvjetova sposobnih za formiranje plodova sa sjemenkama. Konačno, u niza biljaka formiraju se cvjetovi koji imaju dvospolnu strukturu, ali na nekima od njih ili samo prašnici ili samo karpele dospiju do potpunog razvoja.
Dihogamija izražava se u neistodobnom funkcionalnom razvoju prašnika i tučka u jednom cvijetu. Razlikuju se ovisno o tome što ranije dozrijeva protandrij (grč.) protos - prvi, Andros - muški (prašnici s polenom sazrijevaju ranije) i protoginija(grčki protos – prvi, gyne – žena (stigme sazrijevaju prije prašnika). Protandrija je češća, javlja se u velikom broju porodica cvjetnica, npr. kod Compositaceae, Umbellaceae, Carnationaceae, Campanaceae itd. Protoginija je puno rjeđa, najizraženija je kod biljaka koje se oprašuju vjetrom (Geraceae, Sitinaceae, Sedgeaceae, Plantainaceae, itd., ali moguće iu ružičastoj, krstašici, orlovi nokti itd.).
Vlastita nekompatibilnost je najnaprednija prilagodba protiv samooprašivanja. U tom slučaju postaje nemoguć puni razvoj peludnih zrnaca zahvaćenih žigom vlastitog cvijeta. U tom slučaju pelud ili uopće ne klija ili je rast peludnih cjevčica spor i nakon nekog vremena prestaje. Ti su mehanizmi kontrolirani na molekularnoj razini genima za vlastitu nekompatibilnost. Samoinkompatibilnost je široko rasprostranjena, javlja se kod približno 10 000 vrsta cvjetnica u 78 obitelji.
Heterostilija (grčki heteros - različit, stylos - stup), ili heterokolumnarnost, je razvoj na jednoj jedinki cvjetova s različitim visinama prašnika i stupova. To dovodi do činjenice da se uglavnom oprašuju cvjetovi različitih morfoloških tipova, tj. pelud s cvjetova s dugim stupom prelazi uglavnom na cvjetove s kratkim stupom i obrnuto - s cvjetova s kratkim stupom većina peluda završava na cvjetovima s dugim stupom. one. Također se događa oprašivanje cvjetova slične vrste, ali vrlo rijetko. Naravno, duljina prašnika i struna kontrolirana je genima, a njihovi lokusi u kromosomu smješteni su vrlo blizu i nasljeđuju se zajedno. Heterostilija je relativno rijetka (pronađena u 56 rodova iz 23 obitelji).
Navedene adaptacije su najpoznatije, ali ne i jedine. Različite kritosjemenjače imaju veliki broj različitih morfoloških prilagodbi, na primjer, struktura cvijeta, njegova orijentacija u prostoru itd. Metode oprašivanja kod unakrsno oprašenih cvjetnica vrlo su raznolike. Konvencionalno se mogu podijeliti u dvije skupine . Prvi prijenos peludi vrše životinje, uglavnom kukci, kao i neki kralješnjaci (od kojih je većina također ovladala zrakom - ptice i šišmiši). U drugoj skupini pelud se prenosi abiotičkim čimbenicima - vjetrom i rjeđe vodom.
Biljke koje oprašuju životinje obično razviju različite prilagodbe koje pomažu privući oprašivače. Obično imaju jarko obojene velike cvjetove. Ako su cvjetovi mali, tada se u pravilu skupljaju u cvatove, što ih također vizualno povećava.
Idite na sadržaj odjeljka: Osnove ponašanja životinja
*
Prilagodba cvjetova različitim životinjskim oprašivačima
*
Insekti oprašivači
*
Oprašivanje cvjetova šišmišima
*
Oprašivanje biljaka (orhideje)
Oprašivanje putem ptica i životinja
Neke ptice redovito posjećuju cvijeće, hraneći se njihovim nektarom i kukcima koji ovdje žive; mnoge od tih ptica su oprašivači (kao što su kolibrići). Slika prikazuje kolibrića ispred cvijeta hibiskusa ( kineska ruža). Kolibri su najmanji predstavnici ptica. Njihova težina je 1,5-2 grama. Imaju kljun u obliku šila koji oblikuje cijev. Uz njegovu pomoć ptice sisaju nektar. Ne sjede na cvijetu, niti ga ne dodiruju, već vise u zraku ispred njega, često mašući krilima (50 puta u 1 sek.)
Cvjetovi koje oprašuju ptice izlučuju obilno tekući nektar (kod nekih vrsta čak istječe do sazrijevanja peluda), ali im je miris slab, što se kod ptica razvija slabo razvijenim njuhom. Ali ptice dobro opažaju boje, pa je boja većine cvijeća koje oprašuju upečatljiva, obično žuta ili crvena, poput fuksije, eukaliptusa, mnogih kaktusa, bromelija i orhideja. Cvjetovi često kombiniraju jarko kontrastne boje: vatreno crvenu s čistom zelenom ili lila-crnom. Obično su takvi cvjetovi veliki ili skupljeni u moćne cvatove, što je zbog potrebe da svojim izgledom privuku ptice i sadrže velike količine nektara.
Ptice i drugi životinjski oprašivači (šišmiši, itd.) obično posjećuju cvjetove određene biljne vrste na kratko vrijeme, pri čemu se nektar proizvodi u velikim količinama kako bi zadovoljio energetske potrebe svih ptica i životinja i tako osigurao ponovljene posjete cvjetovima. cvijeće. 
U tom smislu, cvijeće redovito posjećuju velike vrste, nektar se stvara duboko u cjevčicama vjenčića ili na drugim mjestima nedostupnim manjim životinjskim vrstama. Isto tako, crvena boja privlači ptice, ali se većini insekata ne može razlikovati. Tako su crveni cvjetovi bez mirisa slabo vidljivi kukcima i ne privlače ih, što je povoljna prilagodba biljaka koje izlučuju velike količine nektara.
Šišmiši koje posjećuju cvijeće uključuju nektar, voće ili pelud u svoju prehranu i imaju specijalni uređaji: Jezik je dobio vrlo uzak i dugačak oblik, strši iz odgovarajuće uske njuške. Duljina njihovog jezika doseže 6 cm.Zanimljivo je da je cijela duljina tijela životinje 7-13 cm.Miš usisava nektar brzinom munje, pomičući jezik od cvijeta i natrag.
Cvjetovi koje oprašuje šišmiš obično su veliki, izdržljivi, proizvode puno nektara, nisu svijetle boje ili se često otvaraju tek nakon zalaska sunca, jer se šišmiši hrane samo noću. Mnogi cvjetovi su cjevasti ili imaju druge strukture za zadržavanje nektara. Mnoge biljke koje privlače šišmiše radi oprašivanja ili širenja sjemena imaju cvjetove ili plodove koji ili vise na dugim peteljkama ispod lišća, gdje šišmiši mogu lakše letjeti, ili se proizvode na deblima. Šišmiši cvijeće pronalaze pomoću osjetila mirisa, pa cvijeće ima vrlo jak miris fermentacije ili voća. Ove životinje, leteći sa stabla na stablo, ližu nektar, jedu dijelove cvijeta i pelud, istovremeno ga na svom krznu prenoseći s jedne biljke na drugu. Oni oprašuju i raspršuju sjeme najmanje 130 rodova angiospermi.
Na otoku Javi prirodoslovci su primijetili slučajeve lokalnih vjeverica koje posjećuju cvijeće koje obično oprašuju ptice. Vjeverice su pojele mesnate i hranjive, šećerom bogate vrhove cvatova, ostavljajući ženske cvjetove netaknute. Skačući s cvata na cvat, one su, naravno, nosile pelud i sudjelovale u oprašivanju cvjetova...
Filmski priručnik sadrži metodičku aparaturu koja pomaže učitelju u svim fazama nastave.
Relevantnost:
Pelud često prenose životinje, prvenstveno kukci, au suptropskim i tropskim zemljama i ptice i životinje. Životinje koji dostavljaju pelud na tučak tučka nazivaju se oprašivači.
Vrsta treninga; proučavanje i primarno učvršćivanje novih znanja
Didaktička svrha; stvoriti uvjete za svijest i razumijevanje bloka novih obrazovnih informacija.
Oblici izvođenja nastave; predavanje, edukativni film
Osnovni koncepti
Životinje. Ptice. Insekti: muhe, pčele, leptiri, kornjaši. Oprašivanje. Križno oprašivanje. Cvijetni omotač. Umutiti. Prašnik. prašnik. Matična nit. Stigma. Pelud. Nektar. Kradljivci nektara. “Drema.” Oprašivanje ptica i sisavaca.
Pitanja za raspravu
1.Koje životinje oprašuju biljke i zašto?
2.Koje osobine ima cvijeće koje oprašuju kukci?
3. Po čemu se cvjetovi biljaka oprašenih danju razlikuju od onih navečer i noću?
4. Zašto neke biljke oprašuje veliki broj životinja, dok druge oprašuje samo nekoliko njih? Navedite primjere.
5. Koja je razlika između ponašanja oprašivača i kradljivaca nektara?
6.Kako se biljke štite od kradljivaca nektara?
7. Zašto djetelina, donesena u Australiju, isprva nije dala sjeme?
Upoznali ste kako na biljke utječu neživi čimbenici. Sada ćemo govoriti o utjecaju drugih živih organizama, prvenstveno životinja, na biljke.
U većini biljaka nakon toga nastaju punopravni plodovi i sjemenke unakrsno oprašivanje kada se pelud s jednog cvijeta prenese na tučak drugog. Pelud često prenose životinje, prvenstveno kukci, au suptropskim i tropskim zemljama i ptice i životinje. Životinje koje dostavljaju pelud na stigmu tučka nazivaju se oprašivači. Posjećuju cvijeće u potrazi za hranom – nektarom i polenom, krećući se od cvijeta do cvijeta. Oprašivači nose čestice prašine zalijepljene za svoja tijela, unakrsno oprašujući biljke.
Kako cvijeće privlači oprašivače. Svijetla boja i jak miris cvijeća je "reklama" za oprašivače, koja im pomaže da brzo pronađu ukusnu i obilnu hranu. Tijekom dana oprašivače prvenstveno privlače svijetle boje cvjetova. Može biti različita: žuta, na primjer, kod ljutika, podbjela, maslačka, crvena i ružičasta, kao kod djeteline, karanfila, briasa, plava i plava - kod različka i cikorije, ljubičasta - kod zvona, kore .
Noćni oprašivači lete na bijele cvjetove, koji su bolje vidljivi u mraku, fokusirajući se prvenstveno na miris. Biljke koje oprašuju noćni kukci obično imaju cvjetove svijetle boje s pojačanom aromom u večernjim satima, na primjer, mirisni duhan, bifolija i jasika. Neke od ovih biljaka zatvaraju svoje cvjetove za dan, kao da "zaspu". Odatle je došlo narodno ime“drijemanje”, primjerice bijeli i šumski drijemež (sl. 1). U tropske biljke, oprašuje se sitnim kolibrići, cvijeće, obično crvene, jer ptice bolje vide crvena boja(Sl. 2), na primjer, cvijeće običnih sobnih kaktusa - "decembrist" i filo-kaktus.
Riža. 1. Bijeli san tijekom dana i navečer Sl. 2. Kolibri oprašuje cvijet
Kradljivci nektara. Nisu svi kukci koji lete na cvijeće oprašivači. Bumbari i mravi, na primjer, često grizu perianth odozdo, piju nektar, ali ne diraju stigmu. Takvi se insekti nazivaju kradljivcima nektara. Kako bi se zaštitile od njih, biljke su razvile različite prilagodbe, na primjer, izlučivanje ljepljivih tvari na peteljkama obične gume. Tako se na putu lopova formiraju zamke po principu ljepljivog papira (slika 3). Ponekad zaštitu pruža nabrekla čaška, poput one kod petarde, ili tvrdi listovi blizu baze cvijeta, poput karanfila.
Riža. 3. Cvat obične gume s uhvaćenim kukcima – kradljivcima nektara
Koliko oprašivača imaju biljke? U Neke biljke imaju pelud i nektar koji su lako dostupni raznim oprašivačima. Cvjetovi ovih biljaka imaju široko otvoren vjenčić. Prašnici su smješteni otvoreno. Nektar se izlučuje na dnu latica ili tučka (ljutčići, žarnice, petoprsnici, obični moljac, kadulja i mnoge druge biljke). Lako se i sami uvjerite da njihove cvjetove oprašuju muhe, pčele, ose, leptiri i kornjaši.
U U nekim biljkama samo je nekoliko insekata sposobno proizvesti nektar. U djetelina, na primjer, nektar je tako duboko u cvijetu da ga mogu dobiti samo kukci s dugim rilcem. Dakle, djetelinu oprašuju isključivo bumbari. Zanimljivo je da je djetelina koju su Europljani donijeli u Australiju dobro rasla i veličanstveno cvjetala, ali nije imala sjemena. Morali smo isporučiti bumbare u Australiju, nakon čega je djetelina počela rađati dobre žetve sjemenke
Često struktura cvjetova odgovara veličini, težini i navikama oprašivača, na primjer, kod livadne kadulje (slika 4). Njegovi cvjetovi imaju veliki plavi vjenčić od pet latica, čiji donji dijelovi rastu zajedno u cijev. Gornji dijelovi ostaju slobodni i tvore dvije usne - gornju od dvije, donju od tri latice. Donja usna Corolla je pogodno mjesto za slijetanje bumbara i pčela i odgovara njihovoj veličini. Nektar se nakuplja duboko u cjevčici vjenčića. Prašnici kadulje građeni su na vrlo jedinstven način. Konac na vrhu nosi poprečni nejednaki izrastak. Jedan mu je kraj kratak i širok, sličan pedalu. Drugi je dugačak, lučno zasvođen i završava prašnikom. Kad se bumbar ili pčela uvuku u cvijet kadulje po nektar, usput šapama pritišću pedalaste izdanke prašnika. U tom slučaju, lučni izdanci s prašnicima prevrću se na stražnju stranu oprašivača. Pelud se prosipa u hrpi po leđima kukca. Prilikom slijetanja na sljedeći cvijet, bumbar ili pčela leđima dotakne stigmu, a pelud ostaje na njoj. Na taj način zajamčeno je unakrsno oprašivanje.
Učitavam...