Как размножаются растения: опыление, семена и вегетативное потомство

Растения могут давать потомство двумя основными способами: создавать генетически похожие копии из частей своего тела или размножаться половым путем. Во втором случае цветок помогает доставить пыльцу к женским клеткам, а после оплодотворения образуются семя и плод. У папоротников процесс устроен иначе: для встречи половых клеток им необходима вода. ### От «тайнобрачия» к цветку В XVIII веке Карл Линней разделил растения на «явнобрачные» и «тайнобрачные». У первых в цветках можно было увидеть тычинки и пестики, а размножение папоротников, мхов и хвощей оставалось загадкой. Позднее выяснилось, что папоротники размножаются спорами. Из споры вырастает небольшая зеленая пластинка — заросток, на котором формируются мужские и женские половые клетки. Чтобы они встретились, мужской клетке нужна капля воды: в ней она может добраться до женской. После оплодотворения развивается привычный папоротник. В его жизненном цикле сменяются два разных поколения. ### Вегетативное размножение: копии растения Многие растения обходятся без поиска партнера и образуют новое растение из части старого. Такой способ называется вегетативным размножением и основан на способности растительных клеток восстанавливать целый организм. Картофель выращивают из клубней — подземных побегов; для посадки выбирают здоровые сформированные клубни и часто заранее проращивают их на свету. Лук и чеснок размножают луковицами и зубками. Малина распространяется корневыми отпрысками, земляника — усами, а смородину и розы можно укоренять черенками или отводками. При прививке побег одного растения, привой, сращивают с подвоем — так получают, например, сорта яблонь и груш. Потомство при таком размножении сохраняет свойства исходного растения. Однако генетически похожие копии могут оказаться одинаково уязвимыми к болезням и изменениям климата. Половое размножение, напротив, создает генетическое разнообразие. ### Цветок и перенос пыльцы Цветок — видоизмененный укороченный побег, в котором происходит размножение. Тычинки образуют мужскую часть цветка: в их пыльниках созревает пыльца. Женская часть — пестик; его рыльце принимает пыльцу, а в завязи находятся семязачатки с яйцеклетками. Пыльца может попасть на рыльце того же цветка — это самоопыление, характерное, например, для пшеницы и гороха. При перекрестном опылении она переносится с одного цветка на другой. Одни растения используют ветер: их цветки обычно невзрачные, а пыльца легкая и ее образуется много. Другие привлекают насекомых, птиц или летучих мышей яркими лепестками, ароматом и нектаром. Посетитель цветка переносит пыльцу дальше. Значение такого посредничества показал опыт 1749 года. Директор Берлинского ботанического сада Гледич опылил пыльцой из Лейпцига женскую пальму, которая росла в Берлине 80 лет и прежде не плодоносила. После этого на ней созрели семена. Опыт стал одним из ранних свидетельств полового размножения растений. ### Двойное оплодотворение и образование семени Попав на рыльце, пыльцевое зерно прорастает и образует трубку, которая проходит через пестик к семязачатку. По ней движутся два спермия. Один сливается с яйцеклеткой, образуя зародыш. Второй соединяется с центральной клеткой, содержащей два ядра; в результате возникает эндосперм — питательная ткань для зародыша. Это явление называют двойным оплодотворением; его описал русский ученый Сергей Навашин. После оплодотворения из семязачатка развивается семя с зародышем и запасом питательных веществ, а завязь превращается в плод. Он защищает семена и помогает их распространению. Так цветковые растения совмещают половое размножение, создающее генетически разнообразное потомство, с вегетативным, позволяющим быстро размножаться копиями.