Розмноження вищих рослин

Розмноження – це загальна властивість всіх живих організмів. Розмноження, т. є. відтворення собі подібних, забезпечує безперервність і спадкоємність життя. В основі розмноження лежить здатність клітини до поділу, а передача генетичної інформації забезпечує матеріальну спадкоємність поколінь будь-якого виду. У процесі еволюції в природі виникло кілька способів розмноження, кожен з яких має свої переваги і свої недоліки. Всі різноманітні типи розмноження можна об’єднати в два основних – безстатеве і статеве.
Безстатеве розмноження. Безстатеве розмноження здійснюється без участі статевих клітин і є найбільш давнім типом розмноження.

Існує кілька варіантів безстатевого розмноження рослин.
Спорообразование. При спорообразовании в особливих органах рослини – спорангіях – утворюються одноклітинні суперечки або зооспори. Спорами розмножується більшість водоростей, а з вищих рослин – моховидні, плауни, хвощі і папороті, які так і називають – вищі спорові рослини. Зооспори, на відміну від звичайних суперечка, рухливі, мають джгутики і характерні в основному для організмів, що живуть у воді (водоростей).
Вегетативне розмноження. Розмноження, при якому нова рослина може виникнути з вегетативного органу або його частини, називають вегетативним розмноженням. Воно засноване на здатності рослин до регенерації і властиво не тільки вищим, але і нижчих рослин.

Серед багаторічників майже всі трав’янисті і багато дерев’янисті рослини здатні так чи інакше до вегетативного розмноження. Вегетативне розмноження має велике значення і в природних умовах, і в сільськогосподарській практиці:

сприяє відтворенню, коли умови перешкоджають насіннєвому розмноженню;
забезпечує значне збільшення числа особин та їх розселення;
дочірні особини зберігають всі властивості й ознаки материнської рослини без змін.

Розрізняють природне і штучне вегетативне розмноження, між якими не можна провести різкий кордон.
Природне вегетативне розмноження. У природних умовах вегетативне розмноження, як правило, відбувається за допомогою спеціалізованих частин тіла рослини.

Виводкові бруньки. Деякі рослини здатні утворювати бруньки, які, опадаючи у воду або на сприятливий грунт, дають початок новій рослині. Нирка є зародковим втечею, отже, таке розмноження можна вважати однією з форм розмноження за допомогою пагонів. Виводковими нирками розмножуються багато дикорослі рослини (очиток, ломикамені, тонконіг лучний). У кімнатних умовах часто розводять бріофіллюм, який утворює виводкові нирки на листі (див. Рис. 28). Рослини, що розмножуються таким способом, називають живородящими. (Насправді це помилкове живородіння. Справжнім живородінням називають спосіб розмноження, при якому зародок насіння проростає безпосередньо на материнській рослині. Таке справжнє живородіння зустрічається у деяких тропічних рослин.) Поширені вони в основному в полярних, високогірних і степових місцевостях, де через стислості вегетаційного періоду насіння не встигають визрівати.

Надземні повзучі укоріняються пагони. Багато рослин утворюють спеціалізовані пагони: вуса (суниця), батоги (живучка), столони (костяниця). У вузлах цих пагонів при зіткненні з вологим ґрунтом розвивається власна коренева система, і формуються вертикальні надземні пагони.
Кореневище. У вузлах підземних кореневищ на деякій відстані від материнської рослини формуються додаткові корені та надземні пагони (див. Рис. 30). Надалі, коли старі кореневища перегнивають, утворюються декілька самостійних рослин. У сприятливих умовах рослини з довгими кореневищами дуже швидко завойовують нові площі і є небезпечними бур’янами (пирій повзучий).

Коренева поросль, або кореневі нащадки. Багато рослин утворюють надземні пагони з горизонтально зростаючих під землею коріння (див. Рис. 20, Д). Такий здатністю мають слива, малина, вишня, ожина, осика, тополя, бузок та ін. Крім кореневої існує і так звана Пнів поросль – утворення біля основи стовбура із сплячих або додаткових бруньок нових пагонів. Як правило, це відбувається, якщо дерево спиляно або сильно пошкоджено. Перший час нові пагони живуть за рахунок материнської рослини, а потім формують власну кореневу систему.

Бульби, цибулини. Бульби, службовці для вегетативного розмноження, можуть бути стеблового та кореневого походження, підземними та надземними. (Кореневі бульби зазвичай називають кореневими шишками (орхідні, жоржини).) При розмноженні бульбами з очок утворюються нові пагони (картопля, топінамбур). Цибулинами розмножуються багато трав’янисті, в основному однодольні рослини з сімейств лілейних і амарилісових (лілії, тюльпани, гіацинти, нарциси, цибуля, часник тощо.). Розмноження цибулинами полягає в тому, що замість відмираючої материнської цибулини утворюються кілька дочірніх, кожна з яких дає початок новій рослині.
Живці. У багатьох видів пагони, відокремлені від материнської рослини, можуть вкорінюватися і давати початок новій рослині. У природних умовах це властиво, наприклад, вербі ламкою, гілки якої легко обламуються вітром, падають на вологий грунт, утворюють корені і проростають в нову рослину.

Штучне вегетативне розмноження. При штучному розмноженні використовують всі види вегетативного розмноження, що зустрічаються в природі. Однак існують і спеціальні додаткові методи.
Листові черешки. Порівняно деякі рослини (бегонія, глоксинія, узумбарская фіалка) можуть відновлюватися з відрізаних листя.
Розподіл куща. Поділ рослини з пагонами і корінням в поздовжньому напрямку на кілька частин, які потім розсаджують (півонії, флокси).
Отводки. Нижні гілки рослини (смородини, агрусу) пригинають до землі, пришпилюють спеціальними дерев’яними шпильками і присипають землею. Коли утворюються додаткові корені, гілку-відводок відрізають від материнського куща і пересаджують. Спосіб схожий на живцювання, тільки в даному випадку вкорінення відбувається до відділення гілки.
Щеплення. Метод заснований на пересадці частин одного або декількох рослин на інше рослина, що має кореневу систему. Рослина з власної кореневою системою називають підщепою, друге, яке зрощують з підщепою, – привоєм. Існують різні способи щеплення (рис. 48). Окуліровка – це щеплення ниркою (вічком). На невеликій відстані від грунту на стовбурі підщепи роблять Т-подібний розріз, відсувають кору і під неї вставляють щепу – зрізану нирку разом з плоским шматочком деревини. Потім на місце операції накладають щільну пов’язку. Звичайно через 10 – 15 днів фрагменти зростаються. Копуліровка – це щеплення живцями. При однаковій товщині підщепи та прищепи на них роблять косі зрізи, прикладають один до іншого поверхнями зрізів і накладають пов’язку. Якщо підщепу більшого діаметру, держак прищеплюють в розщепів або під кору. Аблактіровкі, або метод зближення, можна використовувати, якщо з’єднуються рослини ростуть поруч. На обох рослинах роблять однакові по довжині зрізи кори, зрізані поверхні зближують, прикладають один до одного і туго забинтовують разом. У такому стані рослини знаходяться все літо і зиму.

Культура клітин і тканин. У штучних умовах можливе відтворення вищої рослини з однієї клітини, взятої з будь вже спеціалізованої тканини. Цей спосіб розмноження заснований на унікальній особливості рослинних клітин. На початку 60-х рр. ХХ ст. вперше було показано, що клітини рослин, навіть після досягнення зрілості та спеціалізації, у відповідних умовах здатні давати початок цілому рослині. Робота з культурами клітин і тканин відкриває широкі можливості для селекції рослин на клітинному рівні.

Статеве розмноження. Статеве розмноження – це процес утворення дочірнього організму за участю статевих клітин – гамет. У більшості випадків нове покоління виникає в результаті злиття двох спеціалізованих статевих клітин різних організмів. Існують різні типи гамет, що і визначає різні типи статевого процесу (рис. 49). Якщо гамети морфологічно подібні між собою, їх називають ізогамети, а статевий процес – ізогамія. Злиття різних за розміром гамет (гетерогаметен), з яких зазвичай жіноча гамета крупніше і менш рухлива, ніж чоловіча, називають гетерогамія. У багатьох нижчих і у всіх вищих рослин існує оогамия – злиття великих і нерухомих жіночих гамет (яйцеклітин) з дрібними і рухливими чоловічими (сперматозоїдами). У більшості рослин гамети формуються в особливих органах – гаметангиях. Гаметангиев вищих рослин, в якому утворюється яйцеклітина, називають архегоніях. Сперматозоїди утворюються в антеридиях. У більшості насінних рослин чоловічі гамети в процесі еволюції втратили джгутики і здатні тільки до пасивного пересуванню. Такі чоловічі гамети називають спермиями.

Чергування поколінь. В життєвому циклі кожної рослини, що має статеве розмноження, відбувається зміна ядерних фаз – гаплоидной і диплоидной. Якщо органи статевого і безстатевого розмноження утворюються на різних рослинах, має місце чергування поколінь – статевого і безстатевого. Відбувається послідовна зміна двох типів організмів: гаплоидное покоління (гаметофіт) і диплоидное покоління (спорофіт) по черзі змінюють один одного (рис. 50). Статеве гаплоидное покоління, що утворить в статевих органах гамети, називають гаметофитом, оскільки воно здатне до статевого розмноження. На гаметофітах утворюються статеві органи – гаметангии, в яких у процесі мітозу формуються гаплоїдні гамети. Зливаючись, гамети утворюють диплоїдну зиготу, з якої виростає безстатеве диплоидное покоління – спорофіт. На спорофіті в спорангіях в результаті мейозу утворюються гаплоїдні спори. З суперечка виростають гаплоїдні гаметофіти, т. Е. Відбувається повернення до гаплоидному поколінню. Таким чином, чергування поколінь супроводжується також чергуванням плоїдності.

Посилання на основну публікацію