Способы размножения растений. Вегетативное размножение у высших растений
Размножение --- присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Способы размножения крайне разнообразны. Обычно выделяют три основные формы размножения: бесполое (у простейших -- деление надвое, шизогония, у высших растений -- с помощью спор), вегетативное (размножение многоклеточных организмов путём обособления частей тела и восстановление их до целого индивидуума, почкование) и половое (обоеполое, то есть в результате оплодотворения, и однополое девственное -- партеногенез). Две первые формы размножения по признаку отсутствия полового процесса нередко объединяют вместе под названием бесполого, хотя природа и происхождение их различны: при бесполом размножении особь развивается из одной клетки, не дифференцированной в половом отношении, а при вегетативном размножении новой особи дают начало многоклеточные зачатки различного происхождения. Половому размножению многоклеточных предшествует образование гамет (путём мейоза), сливающихся в процессе оплодотворения в зиготу; при этом происходит объединение наследственной информации, заключённой в ДНК хромосом. У одноклеточных слияние гамет в цикле развития не связано с увеличением числа особей, поэтому по отношению к простейшим вместо термина «половое размножение» пользуются термином «половой процесс». В течение онтогенеза размножение может быть однократным (такие организмы называются моноциклическими и обычно приносят многочисленное потомство) или многократным (полициклические организмы, как правило, менее плодовитые). Для жизненного цикла многих видов животных характерно закономерное чередование разных форм размножения, которое может сочетаться с чередованием морфологически различных поколений: половое и бесполое, обоеполое и партеногенез, обоеполое и вегетативное. Чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений имеет место и у растений. На сроки и интенсивность размножения большое влияние оказывают условия среды -- температура, длина светового дня, пища и т. д. У высших животных деятельность органов размножения находится под контролем нервной системы и эндокринных желёз. (1)
Вегетативное размножение -- образование новой особи из части родительской, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам. Некоторые биологи противопоставляют вегетативное размножение бесполому размножению одноклеточных как возникшее вторично и независимо в разных группах организмов. Вегетативное размножение, так же как и бесполое размножение одноклеточных, приводит к образованию клонов -- генетически однородных групп особей. У растений и грибов вегетативное размножение происходит путём отделения неспециализированных участков таллома (у многих водорослей и высших грибов) или образования специализированных участков таллома (выводковые почки водоросли сфацелярии, клубеньки харовых водорослей, соредии и изидии у лишайников, споры у грибов и т. д.). У высших растений в основе вегетативного размножения лежит способность к регенерации. Естественное неспециализированное вегетативное размножение осуществляется у них при распадении материнской особи на 2 или более дочерних вследствие перегнивания протонемы или слоевища (у моховидных), разрушения старых участков наземно-ползучих и полегающих побегов (у плауна, голосеменных и цветковых растений) и неспециализированных эпигеогенных корневищ (у папоротников и цветковых растений). Специализированное вегетативное размножение- отделение от материнской особи развитых дочерних особей или их зачатков (опадающие пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных), возникающих из специализированных побегов размножения (клубни, луковицы, клубнелуковицы, столоны, гипогеогенные корневища). У цветковых растений с опадающими пазушными или придаточными почками вегетативное размножение осуществляется ежегодно, у одно- или двулетних растений, размножающихся клубнями, луковицами, корневищами, -- ежегодно или раз в 2-3 года, у многолетних растений с длительно существующими подземными побегами -- 1 раз в несколько лет (от 5-10 у сныти обыкновенной до 100-150 у липы). У видов, обладающих специализированными побегами, вегетативное размножение сопровождается вегетативным разрастанием и освоением дочерними особями новых территорий (напр., мать-и-мачеха). Различные сочетания способов вегетативного размножения и вегетативного разрастания приводят к появлению клонов разных типов, которые используются в растениеводстве. У животных вегетативное размножение осуществляется либо путём деления (обособление частей тела, принадлежащих ранее единому индивидууму, причём каждая часть дополняет себя до состояния целого индивидуума), либо посредством почкования. (1)
Вегетативное размножение
- один из способов бесполого размножения; образование дочерних особей из многоклеточных вегетативных органов материнского организма (или частей этих органов). Оно очень распространено в природе. Благодаря вегетативному размножению растения быстро расселяются, захватывая новые территории. В некоторых случаях семенное размножение бывает затруднено, и вегетативное размножение оказывается единственным возможным путем. Кроме того, вегетативное размножение активно использует человек при размножении сельскохозяйственных и декоративных растений, т.к. оно позволяет сохранить ценные сортовые признаки.
ВИДЕО
1. Размножение корнем.
1.1. Корневыми отпрысками - малина, яблоня, рябина, тополь, сирень, вишня и т.д. Из придаточных почек на корнях вырастают побеги - корневые отпрыски. со временем старые участки корней разрушаются, и отпрыски становятся самостоятельными растениями.
1.2. Корневыми черенками размножаются только те растения. у которых на корнях могут формироваться придаточные почки. Корневой черенок - это отрезок корня длиной 15-25 см, на котором могут образовываться придаточные почки. На посаженном в почву черенке образуются придаточные корни, а из почек развиваются надземные побеги. Одуванчик, шиповник, садовая малина.
1.3. Корневыми клубнями. Корневые клубни - это подземные видоизмененные корни с запасом питательных веществ. На корнеклубнях могут развиваться придаточные почки. георгина.
2. Размножение листом.
так размножают некоторые виды комнатных растений - бегонию, сенполию (фиалку), сансевьеру. Листья сажают во влажный песок, и на них развиваются придаточные почки и придаточные листья. Иногда достаточно даже части листа.
3. Размножение надземным побегом.
3.1. Стеблевыми черенками (это отрезок побега с несколькими почками) размножают смородину, розу, тополь, иву и многие другие деревья и кустарники. Для этого черенки длиной 25-30 см сажают в хорошо подготовленную почву. К осени на черенках вырастут придаточные корни, и тогда черенки выкапывают и пересаживают на постоянное место.
3.2. Отводками размножают смородину, крыжовник, яблони, Для этого нижние ветви пригибают к земле и в месте пригиба надрезают кору. К осени в месте надреза развиваются придаточные корни, побег можно отрезать от материнского растения и пересадить на постоянное место.
3.3. Размножение ползучими побегами - "усами" характерно для живучки, лугового чая, земляники, хлорофитума; в узлах ползучих побегов образуются придаточные корни.
3.4. Размножение прививкой в естественных условиях встречаются крайне редко. Но очень распространено в садоводстве . Почку-глазок или черенок культурного растения сращивают со стеблем-дичком (который обладает большей мощностью, неприхотливостью и морозостойкостью). Глазок или черенок культурного растения называют привоем, а дичок - подвоем. так размножают плодовые деревья - яблоню, грушу, вишню, сливу...
Прививка черенком - копулировка
Прививка глазком - окулировка
4. Размножение подземными видоизмененными побегами.
4.1. Размножение корневищем характерно для огромного числа растений. многие из них являются злостными сорняками. Крапива, пырей, сныть, тысячелистник, ландыш, ветренница, орхидеи и др.
4.2. Луковицы характены для однодольных растений - тюльпанов, гиацинтов, амариллисов, нарциссов и др. Одна луковица может образовать несколько маленьких луковиц-деток, которые можно рассадить.
4.3. Клубнями размножается картофель и топинамбур. Если клубней недостаточно, можно использовать часть клубня с глазком (почкой).
5. Размножение культурой ткани . Мы живем в 21м веке, и на помощь сельскому хозяйству приходит клеточная инженерия. В специальных камерах на питательной среде выращиваются клетки растительных образовательных тканей, из которых формируются целые растения с признаками. идентичными признакам родительской особи. такой способ размножения позволяет получить большое количество посадочного материала, что немаловажно при введении нового сорта в культуру. Хорошо размножается культурой ткани картофель, гвоздика, герберы, орхидеи
1. Все ли живые существа способны к размножению?
Все живые существа способны размножаться. Это важнейшее свойство живого.
2. Какой вид размножения появился первым?
Древнейшим способом размножения на Земле было бесполое размножение. При бесполом размножении одна или несколько клеток тела родительской особи делятся. При этом образуется одна или несколько дочерних особей, во всём схожих с родительской.
3. У каких простейших появился половой процесс?
Уже у простейших (например, инфузория) встречается половой процесс («конъюгация» - лат. «соединение»), первоначально не имеющий прямого отношения к размножению. В ходе полового процесса особи обмениваются между собой генетической информацией, что приводит к их взаимному обновлению и повышает их выживаемость.
В ходе эволюции соединение полового процесса и размножения привело к возникновению полового размножения.
4. Какие растения называются двудомными?
Двудомные растения - виды растений, у которых мужские (тычиночные) и женские (пестичные) цветки находятся не на одной особи, а на разных. Например, ива, тополь и др.
Вопросы
1. Какие виды бесполого размножения вы можете назвать?
Среди форм бесполого размножения различают деление клетки, почкование, делением тела, спорами, вегетативное.
В любом случае для размножения достаточно одной особи, в результате образуются особи, идентичные материнской.
2. Почему гидры размножаются бесполым путём только в благоприятных условиях?
После того, как маленькая гидра отделяется от материнского организма, она обычно располагается рядом с материнским организмом. «Мать» и «дочь» начинают конкурировать за пищу. Вот почему гидры размножаются почкованием только тогда, когда условия существования хорошие и пищи достаточно.
3. Перечислите способы вегетативного размножения у высших растений.
Растения могут размножаться стеблем или его частью и видоизменениями: отводками (смородина), черенками (тополь), усами (земляника), клубнями (картофель), корневищами (ирис), луковицами (лук, чеснок, тюльпан). Возможно также вегетативное размножение корнями (малина, слива) и корнеклубнями (георгин). В определённых условиях растение может размножаться и черенком листа (бегония)
4. В чём недостаток бесполого размножения?
При таком способе размножения все потомки имеют абсолютно такой же генотип, как и родительская особь: ведь они развиваются из клеток тела этой особи. Следовательно, при бесполом размножении не происходит увеличения генетического разнообразия, которое может оказаться очень полезным при изменении условий существования вида.
5. В чём преимущество полового размножения перед бесполым?
При половом размножении генетическое разнообразие в потомстве увеличивается, а значит, растёт и жизнеспособность по сравнению с родительской.
6. Каких животных называют гермафродитами?
Гермафродиты - обоеполые организмы, способные производить одновременно два вида половых клеток - как мужские, так и женские. Это некоторые кишечнополостные, все плоские черви, отдельные виды кольчатых червей, а также некоторые моллюски и даже рыбы и ящерицы.
7. Как устроены сперматозоид и яйцеклетка?
Яйцеклетка неподвижна, обычно крупных размеров и содержит запасы питательных веществ. Она обеспечивает зародыш будущего организма основной массой цитоплазмы и, особенно у яйцекладущих животных, питательным материалом (желтком). Яйцеклетка в сотни раз, а у животных с богатыми желтком яйцеклетками - в миллионы раз больше сперматозоида. Яйцеклетка большинства животных окружена защитными оболочками.
Сперматозоиды очень малы и подвижны. У млекопитающих сперматозоид состоит из головки (её длина около 5-10 мкм), шейки и хвостика (их общая длина около 60 мкм). В головке расположено ядро, содержащее гаплоидный набор хромосом. Цитоплазмы в головке очень мало. В шейке находятся небольшое число митохондрий, вырабатывающих энергию для движения сперматозоида, и центриоль, обеспечивающая колебания жгутика, лежащего вдоль оси хвостика.
Задания
Сравните процессы бесполого и полового размножения. Объясните, что общего и чём различия этих процессов. В чём заключается их биологическая сущность?
Общее у этих процессов то, что в любом случае количество особей увеличивается.
Размножение цветковых растений является воспроизведением разновидностями себе равных. Оно дает возможность поддерживать преемственность между различными поколениями и поддерживать количество популяций на каком-то определенном уровне.
Способы размножения растений
Рассмотрим основные способы размножения растений.
Вегетативное размножение растений
Вегетативное размножение растений, сравнивая с таким способом размножения, как бесполое, возможно с помощью стеблей, листочков, почек и так далее. Вегетативное размножение растений должно осуществляться в благоприятных условиях: как и бесполое размножение.
Рассмотрим в таблице ниже, какой вегетативный орган использовать для размножения некоторых культур:
Бесполое
Бесполое размножение производится посредством спор. Спора является специализированной клеткой, которая прорастает без объединения с иными клетками. Они могут являться диплоидными и гаплоидными. Бесполое размножение возможно посредством жгутиков для передвижения. Бесполое может распространяться посредством ветров. Бесполое распространение – это самый распространенный способ размножения комнатных растений.
Размножение комнатных растений
Половое
Половое размножение растений имеет отношение к объединению особых половых клеток, которые называют гаметами. Гаметы бывают одинаковые и различные в морфологическом состоянии. Изогамия является слиянием одних и тех же гамет; гетерогамия является слиянием различных по габариту гамет. Для определенных групп растительности свойственно чередование поколений.
Виды размножения растений
Существуют следующие виды размножения растений:
Размножение делением
Этот способ очень известный и в то же время довольно надежный. Размножаются посредством деления кустистых корней посадки, которые могут вырастать от корневых побегов из спящих почек.
Деление куста
Для деления кустов потребуется нож, с помощью которого можно аккуратным образом разделить кустик на нужное число, однако, на каждой части должно быть не меньше 3 побегов либо почек. Затем все части нужно рассадить по емкостям и обеспечить необходимые для новых посадок условия роста. К тому же в некоторых случаях, чтобы получились новые корневые побеги, перед вегетационным периодом куст нужно подрезать, при этом нужно оставлять побеги лишь в центральной части растения. К концу летнего периода вырастают новые побеги, которые можно использовать для размножения.
Черенкование растений
Образование дочерней луковицы
Размножение комнатных растений также можно проводить с помощью еще одного способа деления кустов, только его отличие его в том, что он не является естественным вариантом размножения посадок.
Черенкование
Размножение с помощью черенков состоит в том, чтобы срезать со взрослых растений его черенков для укоренения и дальнейшего выращивания новых экземпляров растений - точной копии материнского. Исходя из того, какая часть растения применяется для черенкования, черенки бывают корневыми, стеблевыми и листовыми. Луковичные растения тоже можно так размножать.
Рассмотрим основные разновидности черенкования:
- Корневые черенки
Это хороший способ размножения для комнатных растений, в основном образующих новые побеги по бокам, которые произрастают у корней. Смысл метода заключается в том, что корневище растения делится на части, длина которых по 10 сантиметров. Области срезов обмакиваем древесным углем. Потом черенки нужно посадить в грунт в заранее изготовленные бороздки с маленьким уклоном вниз, при этом на основание необходимо нанести немного речного песка. Потом бороздки нужно засыпать песком, смешанным с грунтом.
Таким образом, выходит, что около корней располагается маленькая прослойка песка, которая облегчает адаптацию посадок. К тому же расстояние от корней до грунта не должно быть более трех сантиметров.
- Черенки со стеблей
Их можно получить посредством срезания маленьких стеблей растений, которые могут быть зелеными, полуодревесневшими и одревесневшими.
- Зеленые черенки
Зеленые черенки представляют собой новые побеги растения с зелеными стебельками, в основном у них точка роста и около 4 выросших листочков. Исходя из числа последних, рост побега может быть разным. Применять данный метод лучше весной или в начале лета, когда растение активно развивается. Для этого нужно срезать верхнюю часть побегов, которые имеют вышеупомянутые особенности. У различных растений период укоренения различный.
Зеленые чернки
Размножение с помощью отводок
Метод отводок состоит в том, что новые посадки вырастают посредством укоренения побегов при их развитии.
Воздушные отводки являются довольно эффективным методом увеличения числа посадок. Размножение таким способом подходит не для всех видов посадок. В основном его используют тогда, когда длина посадки оказывается достаточно большой.
Вначале нужно определить длину будущей посадки и подобрать соответствующий участок на стебле, освободить его от листочков и сделать пару надрезов около стебля в освобожденной территории. Затем на участке надреза нужно наложить мох либо почву для укоренения.
Интересным вариантом является пленка, которой покрывают пластиковый горшок. В центральной части его основания необходимо сделать дырки, равные диаметру стеблей, а потом распилить его на две части, таким образом, чтобы область распила имела место между дырками. Потом две части емкости нужно объединить на растении, таким образом, чтобы стебель был в этой дырке, и закрепить его. Обернуть с помощью мха область стебля, поместить в емкость, куда засыпаем легкий грунт. После всех вышеперечисленных моментов грунт постоянно нужно увлажнять, а когда побег начнет давать корни, стебель материнской посадки нужно обрезать под основанием горшка, а новую посадку пересадить в другую емкость для дальнейшего выращивания. Таким образом, можно размножать следующие растения: фикус, жасмин и драцену.
Вопрос 2. Почему гидры размножаются бесполым путем только в благоприятных условиях?
Бесполое размножение (почкование) наблюдается у гидры в благоприятный период жизни, когда достаточно пищи. Поскольку основным клеточным механизмом, лежащим в основе бесполого размножения, является митоз, то дочернее поколение оказывается точной копией материнской особи. Таким образом, в благоприятных условиях, т. е. в условиях, к которым вид приспособлен, при любой форме бесполого размножения – частями тела или спорами – наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия: все особи являются точной копией материнского организма. С другой стороны, они быстро растут, питаются той же пищей, что и родители, и способны сразу же составить им конкуренцию. Выдержать эту конкуренцию можно только при благоприятных условиях. Совокупность особей, произошедших от одного предка путем бесполого размножения называют - клонами (греч. clon – ветвь, отпрыск).
Вопрос 3. Перечислите способы вегетативного размножения у высших растений.
Вегетативное размножение – основано на способности организмов восстанавливать (регенерировать) недостающие части. У растений наблюдается разнообразие этой формы размножения: оно происходит путем образованием новых почек на стеблях, корнях, листьях, из которых вырастают новые растения. Они могут существовать самостоятельно, без связи с материнским организмом. Например, у многоклеточных водорослей, грибов, лишайников размножение осуществляется обрывками нитей, гиф, обломками слоевищ. Покрытосеменные могут размножаться: частями стебля (кактусы, элодея), листом (фиалка, бегония, лилия), корнями (малина, крыжовник, одуванчик), ви-доизмененными побегами: клубнями (картофель), луковицами (лук, чеснок, тюльпан, нарцисс), корневищами (пырей, хвощ, иван-чай), усами (земляника) и т.д.
Вопрос 4. В чем недостаток бесполого размножения?
Бесполое размножение позволяет быстро увеличивать численность вида в благоприятных условиях. Но при таком способе размножения все потомки имеют абсолютно такой же генотип, как и родительская особь: ведь они развиваются из клеток тела этой особи. Это значит, что при изменении условий, в которых обитает вид, на менее благоприятные возникает угроза существованию этого вида.