Самоопыление
Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители – бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.
Самый крупный в мире цветок – раффлезия – окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее. Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.
Самоопыление. Большинство самоопыляющихся растений – это сельскохозяйственные культуры (горох, лён, овёс, пшеница, томат), хотя есть самоопыляющиеся растения и среди дикорастущих.
Некоторые из цветков опыляются уже в бутонах. Если раскрыть бутон гороха, то можно увидеть, что пестик весь усыпан оранжевой пыльцой. У льна опыление проходит в открытом цветке. Цветок распускается рано утром и уже через несколько часов лепестки осыпаются. Днем температура воздуха повышается и тычиночные нити скручиваются, пыльники прикасаются к рыльцу, лопаются, и пыльца высыпается на рыльце. Самоопыляющиеся растения, в том числе лён, могут опыляться и перекрёстно. И наоборот, при неблагоприятных условиях и у перекрёстноопыляемых растений может произойти самоопыление.
Перекрёстноопыляемые растения в цветке имеют приспособления, предотвращающие самоопыление: пыльники созревают и высыпают пыльцу раньше, чем разовьётся пестик; рыльце расположено выше пыльников; пестики и тычинки могут развиваться в разных цветках и даже на разных растениях (двудомные).
Искусственное опыление. В определённых случаях человек проводит искусственное опыление, то есть сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестиков. Искусственное опыление осуществляют с разными целями: для выведения новых сортов, для повышения урожайности некоторых растений. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза), а в холодную или сырую погоду – насекомоопыляемые растения (подсолнечник). Искусственно опыляют и ветро-, и насекомоопыляемые растения; и перекрестно-, и самоопыляемые.
Самоопыле́ние (автогамия) — форма гомогамии, тип опыления у высших растений.
При самоопылении пыльца из пыльников переносится на рыльцепестика того же самого цветка или между цветками одного растения. К самоопыляемым растениям относятся горох, фиалки, пшеница, помидоры, ячмень, фасоль, нектарин.
Самоопыление у некоторых растений осуществляется в нераспустившихся цветках: например, у арахиса, некоторых видов фиалок, гусмании. Такой тип самоопыления называется клейстога́мией.
Ч. Дарвин считал, что самоопыление — не основное, а вынужденное средство воспроизведения растениями семян при отсутствии условий для перекрёстного опыления. Самоопыление распространено главным образом у видов, растущих в неблагоприятных условиях, например, в высокогорных областях, где недостаточно насекомых-опылителей.
Самоопыление чревато негативными последствиями, в частности растение, возникшее в результате самоопыления страдает инбредной депрессией, которая ухудшает здоровье растения и мешает ему адаптироваться к изменяющейся среде или потенциальной атаке патогена.
Последние заданные вопросы в категории Биология
Биология 17.10.2023 01:08 21 Куржумова Милана
Объясните, почему факторы, нарушающие здоровье, называют факторами риска. Биология, 8 класс
Ответов: 2
Биология 17.10.2023 00:51 29 Соколов Кирилл
Очень срочно!!! нужен доклад на тему дикий шиповник 7 класс
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 21:44 4 Нуриева Алина
Причина расцвета древних пресмыкающихся состоит
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 20:31 11 Штегенов Сырым
Докажите, что биология – фундаментальная наука.
Ответов: 3
Биология 16.10.2023 20:26 9 Князь Влад
Плиииз Срочно!!!! Заранее спасибо! В чем выражается коммуникативная роль мембраны и какую роль она и
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 20:16 19 Плисецкая Майя
Сравнить человека умелого и человека разумного в таблице
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 19:20 18 Котик Анюта
Почему автомобиль нельзя причислить к объектам живой природы
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 19:15 23 Кайдарова Камилла
Какая высота у дерева эфкалипт
Ответов: 3
Биология 16.10.2023 18:16 21 Беляев Макс
Які зміни у природі відбуваються внаслідок діяльностілюдини. як ці зміни впливають на саму людину?
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 18:05 9 Медведев Дмитрий
Сходства между животными и растениями
Ответов: 3
Техника искусственного опыления у огурца.
Техника искусственного опыления у огурца заключается в следующем. За день до раскрытия бутоны мужских и женских цветков накрывают тонким слоем ваты, пергаментными или сшитыми из лёгкой хлопчатобумажной ткани изоляторами, чтобы предотвратить посещение цветков насекомыми, которые могут занести пыльцу с другого сорта. Изоляция бутонов проводится в то время, когда у них хорошо просматриваются пожелтевшие кончики лепестков.
На следующий день изоляторы снимают и проводят искусственное опыление, оголяя тычинки мужских цветков и осторожно прикасаясь к рыльцу женского цветка. Каждый женский цветок опыляют пыльцой двух-трёх мужских
После опыления женский цветок снова закрывают изолятором и отмечают этикеткой. Неопыленные бутоны в данном узле, а также распустившиеся или отцвётшие женские цветки на два узла выше и ниже опылённого удаляют.
Что такое перекрестное опыление
Отложение пыльцевых зерен пыльника одного цветка на рыльце цветка другого растения того же вида называется перекрестным опылением. Тип размножения, который используется при перекрестном опылении: аллогамия, Генетический материал двух растений объединяется во время перекрестного опыления, в результате чего получается генетически разнообразное потомство родителей. Лучшие томатные варианты получают намеренно путем перекрестного опыления. Для перекрестного опыления требуются внешние опылители, такие как вода, ветер, животные и насекомые. Животные, такие как птицы и насекомые, такие как муравьи, бабочки, жуки и пчелы, участвуют в перекрестном опылении. Наиболее распространенными опылителями являются пчелы. Цветки перекрестного опыления состоят из нескольких характеристик, таких как яркие лепестки, нектар и аромат, чтобы привлечь насекомых, а также длинные тычинки и пестики, чтобы пролить пыльцевые зерна на организм насекомых и получить пыльцевые зерна от разных растений, которые переносятся из насекомых. Эти перекрестноопыляющиеся цветы состоят из нескольких механизмов, таких как созревание тычинок и ковров в разное время, чтобы предотвратить самоопыление. Пчела опыляет розу показано на фигура 2.
Рисунок 2: Перекрестное опыление
Фиксация генов
Дисперсные процессы в бесконечно малой популяции могут действовать до определенных границ, так как частота проявления гена может находиться только в пределах от 0 до 1. Так, когда ген достигает частоты 0 или 1, дальнейшее его изменение возможно лишь при мутации. Аллель, достигший частоты 1, фиксируется в популяции, достигший 0 — устраняется
В линии с фиксированным геном (принимая во внимание данный локус) все особи имеют сходный генотип. В то же время, если в линии фиксированы все локусы, наступает генетическая сбалансированность и образуется инбредная линия
Фиксирование гена можно рассмотреть на конкретном примере. Если любая из 100 популяций начинает формироваться из двух гетерозигот (АаxАа), то потомство первого поколения будет состоять из трех генотипов: АА, Аа, аа в соотношении 1:2:1. В следующем поколении при наличии только двух родителей существует вероятность появления комбинаций из трех указанных генотипов, однако вероятность возникновения определенной комбинации зависит от частот проявления генотипов (табл. 5.2).
Вероятность случайного подбора обоих родителей с генотипом АА составляет 1/16, с генотипом аа — также 1/16. Это означает, что уже в первом поколении в 6 популяциях из 100 наверняка произойдет фиксация гена АА и в других 6 популяциях — фиксация гена аа. В остальных 88 популяциях, возможно, останутся следующие комбинации генотипов: ААxАа, ААxаа, AаxAа, Ааxаа. Три из этих комбинаций могут вновь дать популяции, гомозиготные по обоим аллелям, даже при условии, что в следующем поколении появится уже 15 таких популяций (15/100 = 15%). В последующих поколениях процесс будет продолжаться до тех пор, пока число популяций, достигших состояния фиксации, не станет равным 0,5N (где N — число родителей, использованных для получения поколений), т.е. при наличии двух родителей и 100 популяций 0,5N = 100. Это означает, что все 100 популяций после бесконечно большого числа поколений будут состоять из групп, достигших состояния фиксации, а частоты проявления их генов будут поделены между группой АА и группой аа пропорционально величинам р и q в основной популяции.
Таким образом, скорость фиксации гена зависит не только от частоты его проявления, но и от числа родителей в популяции. Если N равно 100 000, а первоначальная частота гена 0,5, то после продолжительного периода наступает случайная изоляция, хотя и весьма незначительная. При одинаковой частоте проявления гена и малой величине популяции от N = 1000 происходит быстрая фиксация генов и элиминация аллеля (рис. 5.2).
Число родителей имеет большое значение для установления генетической изоляции и выражается как эффективная величина популяции (Ne). Этот показатель отличается от действительной величины, поскольку не все члены популяции являются родителями и дают потомство. Если из 1000 особей только у 400 пар происходит скрещивание, эффективная величина популяции равна 800. При соотношении полов, не равном 1:1, наступает уменьшение эффективной величины популяции: когда на 200 особей женского пола приходится 10 особей мужского пола, Ne превышает 10, но значительно меньше 200. Все эти различия возникают в природе, и их необходимо учитывать при работе с экспериментально сформированными и малочисленными популяциями растений.
Расчленение основной популяции на большое число малых групп (линий) приводит к возрастанию частоты скрещиваний сходных между собой особей, и в результате гомозиготность увеличивается, а гетерозиготность уменьшается. Рост гомозиготности в бесконечно малой популяции можно выразить через величину вариансы и коэффициента инбридинга, используя закон Вахлундова.
В приведенных примерах описана частота проявления генотипа в одном генном локусе и нескольких линиях, но все указанные закономерности распространяются и на многие локусы в одной линии. У всякой линии в бесконечно малой популяции возрастает число гомозиготных и пропорционально уменьшается число гетерозиготных генных локусов.
Рассмотренный в главе общий характер дисперсных процессов показывает, что дифференциация популяций на уровне подлиний вследствие случайной изоляции и фиксации генов приводит к сокращению масштабов изменчивости, росту гомозиготности и сбалансированности подлиний. Полной гомозиготности бесконечно малая популяция растения-перекрестника достигает в процессе инбридинга, если он возможен у данного вида.
Влияние отбора на количественные признаки
Основное влияние отбора заключается в изменении частоты проявления генов в популяции, которая в то же время при естественном отборе всегда связана с адаптивной ценностью признака или группы признаков. Поскольку количественные признаки обусловлены большим числом генов и находятся под сильным влиянием факторов окружающей среды, действие отбора на изменение частот генов выражается через изменение фенотипической ценности как средних значений данного признака в популяции, их вариансы и ковариансы. Существуют три основные формы воздействия естественного отбора на количественные признаки в популяции: стабилизирующее, направляющее и разделяющее.
Стабилизирующий отбор. Стабилизирующий отбор (часто его называют также оптимальным, сбалансированным или отбором на среднее значение признака) наблюдается у особей со средним значением выраженности количественного признака, обладающего самой высокой адаптивной ценностью. В потомстве таких особей среднее значение признака не изменяется или же из-за утраты в ряду распределения одинаковой части крайних вариантов уменьшается его варианса.
Направляющий отбор. Вследствие отбора адаптивная ценность может возрастать или снижаться вместе со средним значением данного количественного признака. Направляющий отбор приводит к увеличению выраженности среднего значения признака в последующих поколениях, при этом варианса может измениться или же остаться постоянной.
Разделяющий отбор. Если в одной и той же популяции крайние варианты обладают лучшей адаптивной ценностью, чем варианты, имеющие обычно приближенно среднее значение адаптивной ценности, то это приводит к разделяющему отбору на плюс- и минус-варианты. При этом среднее значение адаптивной ценности может оставаться неизменным в последующих поколениях и тем не менее привести к увеличению значения вариансы.
Во всех перечисленных случаях успех отбора зависит от того, в какой мере фенотип является отражением генотипа, точнее от характера наследуемости данного количественного признака.
Отборы, проводимые в селекции растений, в большинстве своем относятся к направляющему типу, при котором особи с лучшей средней ценностью выбираются в качестве родительских форм следующего поколения. Отбор по некоторым экономически важным признакам часто бывает ограничен из-за слабой жизнеспособности чрезмерно отселектированных фенотипов как следствия стабилизирующего естественного отбора, препятствующего действию искусственного отбора. В естественных популяциях разделяющий отбор способствует проявлению генетического полиморфизма, в искусственно созданных популяциях его применяют редко.
Способы опыления.
Наиболее простым способом является изоляция сортов в пространстве. Размер пространственной изоляции зависит от типа опыления растений.
Сорта перекрёстноопыляющихся культур (морковь столовая, свёкла столовая, петрушка, лук репчатый, все виды капусты, редис, огурец и др.) высаживают друг от друга на защищённых древесными насаждениями участках на расстоянии 600-800 м, сорта культур, относящихся к частичным самоопылителям (перец, баклажан) — на расстоянии 100 м, а сорта самоопыляющихся культур (томат, салат, горох овощной, фасоль овощная) — на расстоянии 10 м.
Семенники овощных культур следует также изолировать от семенников других овощных и кормовых культур, с которыми они могут переопылиться. Столовую свёклу изолируют от кормовой, сахарной и листовой свёклы, морковь столовую — от кормовой, репу — от турнепса, редис — от редьки. Семенники капусты белокочанной необходимо изолировать от цветной, брюссельской, листовой и кормовой капусты.
Ряд культурных видов овощных растений может опыляться пыльцой диких видов, что снижает сортовые качества семян. Во избежание этого дикие виды растений в радиусе 300 м от семенного участка скашивают 2—3 раза в лето.
При выращивании семян моркови удаляют дикую морковь. Вблизи семенных участков редиса и редьки и непосредственно на самих участках подлежат удалению растения дикой редьки. При получении семян репы не допускают опыления семенников пыльцой сурепки.
Около семенников щавеля скашивают растения дикого щавеля.
Несовместимость
Для обеспечения перекрестного опыления, особенно у обоеполых цветков, в ходе эволюции возникли различные барьеры, препятствующие самоопылению. Существует несколько причин автостерильности или несовместимости, к которым относятся:
протандрия — когда в одном и том же цветке тычинки с пыльниками созревают раньше пестиков и пыльца попадает не на рыльца данного пестика, а на различные другие цветки;
протогиния — когда пестик созревает раньше тычинок с пыльниками, что также не может привести к оплодотворению в одном и том же цветке;
геркогамия — разделение на мужские и женские генеративные органы, при котором на одном и том же растении не может произойти самооплодотворение.
Наряду с этими морфологическими и механическими механизмами, обусловливающими перекрестное оплодотворение, причины несовместимости у черешни, огромного числа сортов яблони, груши и миндаля, сливы, вишни и маслины и далее у ржи, сахарной свеклы, люцерны, некоторых видов кормовых злаковых трав, табака и т.д. имеют генетическую и физиологическую природу. Льюис разделяет несовместимость у растений на две группы — гетероморфную и гомоморфную.
Гетероморфная несовместимость
Система несовместимости, основанная на различии в длине тычинок и пестика, называется гетеростилией. Тип цветка с длинным пестиком и пыльниками на коротких тычиночных нитях Льюис назвал pin (гвоздь, игла); тип цветка с коротким пестиком и длинными тычиночными нитями был назван thrum (сережка, букет).
Генетическая конституция типа pin — ss, типа thrum — Ss, при этом 5 полностью доминирует над s (рис. 5.1).
Оплодотворение происходит только между следующими генотипами:
Комбинации pin X pin и thrum X thrum несовместимы, т.е. генотипы типа SS не возникают (рис. 5.1).
Гомоморфная несовместимость
Гомоморфная несовместимость разделяется на гаметофитную и спорофитную.
Гаметофитная несовместимость была впервые установлена у Nicotiana sanderae Истом и Мангельсдорфом. Позднее ее обнаружили у клевера красного и белого и некоторых других кормовых бобовых. Функциональность пыльцевых зерен зависит от ряда аллелей в одном локусе, обозначенных как s1, s2, s3, … sn. Если в клетках присутствует тот же ген, что и в пыльцевом зерне, то пыльцевая трубка не может развиваться в пестике и оплодотворения не происходит. Оно имеет место только, когда пыльца несет гены, отличные от находящихся в пестике и яйцеклетке. Способность пыльцевого зерна к оплодотворению зависит от его собственного генотипа. Следовательно, при скрещивании растений с различной генетической конституцией может развиваться: полная несовместимость, совместимость половины всех пыльцевых зерен и полная совместимость (табл. 5.1).
Спорофитная несовместимость. Эта система несовместимости также обусловлена рядом аллелей в одном локусе, по в отличие от гаметофитной системы в данном случае функциональность пыльцевых зерен определяется генетической конституцией растения, которое их продуцировало (см. табл. 5.1).
Несовместимость создает сложности, поскольку у ряда видов невозможно получить инбредные линии для использования их на гетерозисной основе. И все же несовместимость стремятся применять главным образом в селекции овощных и цветочных культур. Об этом пойдет речь в главе, посвященной методам отбора.
Особенно надлежит учитывать явление несовместимости при возделывании овощных культур. Оно может обусловливать слабое оплодотворение и приводить к снижению урожаев, следовательно, нужно обязательно добиваться хорошего переопыления сортов. При неблагоприятных погодных условиях насекомые-опылители могут появляться с опозданием, поэтому для лучшего переопыления стараются индуцировать аллели автофертильности, что в отдельных случаях оказывается весьма успешным.
Топ вопросов за вчера в категории Биология
Биология 20.06.2023 09:12 1096 Пыжик Глеб
Вопросы 1. Какое значение имеют измерения в научных исследованиях? 2. Какие единицы измерения вы зна
Ответов: 2
Биология 04.06.2023 19:21 179 Кособуцький Микола
Задание №1 Постройте логическую цепочку из следующих понятий, расположив их в порядке усложнения:
Ответов: 2
Биология 02.07.2023 06:03 705 Коряковцев Егор
Лабораторная работа по биологии 5 класс измерение объектов
Ответов: 2
Биология 03.10.2023 14:35 803 Володин Александр
Какие фенологические исследования вы можете провести самостоятельно о природе. Подготовьте рассказ
Ответов: 3
Биология 20.06.2023 15:32 901 Гончар Настя
Лабораторная работа № 2. Обнаружение воды и минеральных веществ в клетках растений. Цель: обнаружи
Ответов: 1
Биология 29.06.2023 03:18 177 Шакибаева Гульмира
Задание №2. Лекарственный препарат встраивается между комплементарными азотистыми основаниями ДНК. К
Ответов: 2
Биология 17.07.2023 09:43 628 Шеленко Илья
Последовательность 2 и 3 отличается от последовательности 1 по мутационным заменам нуклеотидов. Найд
Ответов: 2
Биология 02.07.2023 20:21 254 Тастан Амина
Используя дополнительные источники информации научно-популярную литературу справочники статьи в том
Ответов: 2
Биология 27.07.2023 20:25 992 Маринина Алёна
Напишите вывод по теме ткани Срочноооо Небольшой вывод напишите пожалуйста
Ответов: 3
Биология 14.06.2023 23:32 408 Барабаш Виктория
Какую гипотезу собирался проверить Алёша в своем исследовании? Алёша решил провести такое исследов
Ответов: 1