Генеративное размножение растений: особенности и биологическая роль

В нашей статье мы рассмотрим особенности генеративного размножения растений. Именно этот процесс является самым прогрессивным способом воспроизведения себе подобных, обеспечивая многообразие наследственного материала потомков и адаптацию.

Способы размножения

Свойство воспроизведения себе подобных присуще всем живым существам. Вегетативное и генеративное размножение — основные формы воспроизведения растений. В первом случае от целого организма отщепляется его многоклеточная часть, которая со временем приобретает способность к самостоятельному существованию. Это происходит с помощью органов вегетативного размножения: корня, стебля и листьев.

Половой процесс предполагает объединение в одной клетке наследственного материала двух дочерних. Это обеспечивают генеративные органы размножения растений — цветок, семя и плод. Во многом благодаря именно им покрытосеменные растения заняли господствующее положение на планете.

Эволюция полового процесса

Впервые генеративное размножение наблюдается у водорослей. Происходит это при наступлении неблагоприятных условий. В это время материнская клетка образует несколько половых. Они попадают в воду, где попарно сливаются с образованием зиготы. Когда условия окружающей среды нормализуются, она делится. В результате образуются подвижные споры.

Для споровых растений характерно чередование поколений — полового и бесполого. Из спор развиваются гаметангии. Так называются органы полового размножения, в которых созревают женские и мужские половые клетки. Они образуют зародыш, который прорастает и превращается в особь бесполого поколения, размножающуюся спорами. Далее процесс повторяется.

У голосеменных растений генеративное размножение происходит в укороченных видоизмененных побегах — шишках.

Цветок — видоизмененный побег

Основным органом генеративного размножения является цветок. Его главными частями являются тычинки и пестики. Именно они содержат половые клетки. Каждая тычинка состоит из нити и пыльника, в котором созревают пыльцевые зерна — мужские гаметы. Пестик состоит из нижней расширенной части — завязи, удлиненной средней — столбика — и верхней, расширенной — рыльца. В нем развивается женская гамета, которая называется яйцеклеткой.

Остальные части цветка обеспечивают вспомогательные функции. К примеру, цветоножка необходима для прикрепления к побегу, чашечка — для защиты внутренних частей от повреждений, венчик — для привлечения насекомых.

Опыление

У семенных растений генеративное размножение состоит из двух последовательных процессов. Это опыление и оплодотворение. Дело в том, что половые в клетки развиваются в разных частях цветка. Поэтому для их слияния необходим перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика.

У некоторых видов это происходит в пределах одного цветка. Такой процесс называют самоопылением. Чаще всего это бывает внутри бутона, до распускания цветка. Перекрестное опыление наблюдается в случае, когда пыльца с тычинки одного цветка попадает на пестик другого. Пыльца может переноситься при помощи ветра, насекомых, птиц, воды или человека.

Формирование семени у цветковых растений

Следующий этап генеративного размножения — оплодотворение. Это слияние половых клеток. Попадая на рыльце пестика, два спермия из пыльцевого зерна проникают в зародышевый мешок. Каждый из них сливается с двумя разными клетками. Один спермий соединяется с яйцеклеткой. В результате этого образуется зигота, из которой развивается зародыш. Другой спермий соединяется с центральной клеткой. Они дают начал эндосперму — запасному питательному веществу.

Суть этого процесса в 1898 году открыл советский ученый Сергей Навашин. Поскольку в оплодотворении принимают участие два спермия, ученый назвал его двойным.

Строение семени

В результате опыления и оплодотворения образуется еще один генеративный орган размножения — семя. В нем содержится зародыш, защищенный кожурой, и запас питательных веществ. Благодаря такому строению семя может долгое время переживать неблагоприятные условия.

Бывают случаи, когда еще во время созревания питательные вещества полностью расходуются. Тогда формируется семя без эндосперма. У таких растений необходимые вещества откладываются в первых зародышевых листьях — семядолях.

У большинства видов семена не прорастают даже при наличии благоприятных условий. Это значит, что они находятся в периоде покоя. Он может длиться от пары недель до нескольких лет.

Для прорастания семян необходимы определенные условия. Это достаточная влажность, наличие воздуха и света, определенные показатели температуры.

Что такое плод?

Для защиты и распространения семян у покрытосеменных растений есть еще один орган генеративного размножения. Это плод — видоизмененный цветок. Он состоит из определенного количества семян, защищенных околоплодником.

Плоды очень разнообразны. По количеству влаги в околоплоднике они могут быть сухими и сочными. По количеству семян — одно- и многосемянными.

Еще одной важной функцией плодов является расселение растений. Кувшинки используют для этого течение воды, перекати-поле — ветер. А некоторые виды разбрасывают семена сами. Так, бешеный огурец растрескивается после созревания, а бальзамин — во время прикосновения.

Несмотря на то, что половой процесс у растений достаточно разнообразен, суть его заключается в соединении генетического материала двух гамет. В результате образуется организм, обладающий новыми признаками, что значительно повышает его адаптационные способности.