Главная Предметы интерьера

Когда цветут насекомоопыляемые растения. В чем разница между ветроопыляемыми и насекомоопыляемыми растениями. Опыление растений ветром

Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок – нектар, который выделяют особые желёзки – нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.

Следовательно, наличие нектарников – важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.

У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них. Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.
Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев: под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу. Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.

Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток. Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью – их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух – запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие
зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь).

Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше. Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.

Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят. Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки – белого цвета, хорошо видны в темноте. 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.

У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции выработалось ряд приспособлений:

1. Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.
2. Мелкие соцветия обычно собраны в соцветия, тоже яркоокрашенные.
3. Сладкий сок нектар, расположенный в глубине цветка и вырабатываемый особыми железками - нектарниками.
4. Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень - издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.
5. Пыльца крупная, липкая, шероховатая легко прилипает к мохнатому телу насекомых. Опыление насекомыми наиболее экономичный и эффективный способ, который широко применяется в сельском хозяйстве для повышения урожайности растений. С этой целью на полях гречихи, с садах специально расстанавливают ульи и получают в 2-3 раза урожай выше.

Наиболее широко известны и демонстративны приспособления цветов в отношении насекомых-опылителей. Так, клевер луговой имеет венчик, сросшийся в длинную трубку, поэтому его могут опылять насекомые с длинным хоботком. Если у вида или группы видов растений формируется наличие какого- то признака, то, они совпадают по внешнему виду с посетителями. Общая структура многих цветков удивительно совпадает с размерами и строением тела насекомого – опылителя, при этом совпадают и территории их географического распространения – ареалы.

Хорошие примеры тому – виды родов борца и клевера, опылители которых – шмели и длиннохоботковые пчелы, так как цветки этих растений имеют венчик, сросшийся в длинную трубку. Когда клевер был впервые привезен в качестве сельскохозяйственной культуры в Австралию и Новую Зеландию, где не было этих насекомых, перекрестного опыления не происходило, семена не вызревали. Для получения семян потребовалось завести в специальных коробках шмелей, и только после этого урожай семян клевера был получен.

Цветки, опыляемые жуками

Ряд современных видов покрытосеменных опыляется исключительно или преимущественно жуками. Цветки у них либо крупные одиночные (как у магнолиевых, лилейных, шиповника), либо мелкие и собраны в соцветие, как у бузины, кизила, спиреи и многих зонтичных. Часто такие цветки посещают представители 16 семейств жуков, хотя основной пищей им служит сок вегетативных частей растений, плоды, помет или гниющие остатки. У жуков обоняние развито гораздо сильнее зрения, поэтому опыляемые ими цветки часто белые или неяркие, но имеют сильный запах, обычно фруктовый, пряный или напоминающий неприятный запах брожения. Некоторые опыляемые жуками растения выделяют нектар, в других эти насекомые кормятся непосредственно лепестками или пыльцой. В большинстве случаев семяпочки хорошо защищены завязью и находятся вне досягаемости жующих челюстей опылителей.

Цветки, опыляемые пчелами, осами и мухами

Пчелы – важнейшая группа животных, посещающих цветки. Они опыляют больше видов растений, чем кто-либо еще. Пчелы живут за счет нектара, а рабочие особи собирают еще пыльцу на корм личинками. Их ротовой аппарат, щетинки на теле и другие придатки являются специальными приспособления, облегчающими сбор и перенос этих продуктов.
Многие виды пчел высоко специализированны в выборе посещаемых цветков, при этом они имеют морфологические и физиологические приспособления. Так, если они посещают растения крупных цветков, то аппарат для ее сбора снабжен грубыми щетинками, а если собирают нектар из цветков с длинной трубкой, то их ротовые придатки удлиненные.

Опыление растения пчелой. Фото: Karen Roe

Цветки, эволюционирующие вместе с пчелами, имеют броские, ярко окрашенные лепестки, обычно голубые или желтые, часто с особым узором, по которому насекомые могут без труда их опознать.
Для «пчелиных» цветков типичны нектарники у основания трубки венчика; они часто погружены так, что доступны только для специализированных ротовых придатков пчел и недосягаемы, например, для грызущего аппарата жуков. Такие цветки, как правило, имеют своего рода «посадочные площадки». Например, мытник, растение, относящееся к семейству губоцветных и имеющее неправильной формы цветок. Тычинки его сложены вместе и таким образом, что пыльники оказываются в узкой шлемообразной губе венчика. Отогнутая нижняя губа служит для насекомого посадочной площадкой. Чтобы достать глубоко спрятанный нектар, шмелям приходится с силой протискивать голову внутрь цветка. Они неизбежно расширяют щель верхней губы. При этом пыльники трутся друг о друга и порошкообразная пыльца сыплется прямо на голову насекомого. Конечно же, шмель не испытывает от этого никакого неудобства: забрав нектар из одного цветка, он летит к следующему. Рыльце пестика у цветка мытника выступает из-под верхней губы так, что при первой же попытке проникнуть в цветок шмель непременно касается его своей обсыпанной пыльцой головой. Пыльца прилипает к липкой поверхности рыльца. Так совершается опыление – тот краткий акт, для осуществления которого предназначено все «оснащение» цветка: нектар, окраска, запах и, наконец, сложные конструктивные формы его.

Один из наиболее обычных посетителей цветков в северном умеренном поясе – шмели. Они не способны к полету, пока температура их мышц, приводящих в движение их крылья, не достигнет 32 ° С; для ее поддержания они должны постоянно кормиться на богатых нектаром цветках. Такие растения, как живокость, люпин и иван-чай, регулярно посещаются шмелями.
Некоторые наиболее эволюционно продвинутые цветки, особенно у орхидных, образовали сложные проходы и ловушки, заставляющие пчел проникать внутрь них и выходить наружу по определенному пути. В результате пыльник и рыльце прикасаются к телу насекомого в определенной точке и в необходимой последовательности.

Цветки, опыляемые бабочками

Цветки, опыляемые бабочками, обычно бывают красными или оранжевыми.
У видов, как правило, опыляемых ночными бабочками, белые или бледно окрашенные очень ароматные цветки, как, например, у некоторых видов табака, причем их сильный сладкий запах часто проявляется только после захода солнца.

В цветках, опыляемых бабочками, нектарники часто находятся в основании длинной узкой трубки венчика или шпорца, откуда его могут достать только эти насекомые с их вытянутым сосущим ротовым аппаратом. Бражники, например, обычно не залазают в цветок, как пчелы, а зависают над ним, вставляя свой длинный хоботок в цветочную трубку. Соответственно эти цветки не имеют «посадочных площадок», ловушек и сложного внутреннего устройства, как наблюдается при опылении пчелами. Есть и менее специализированные виды бабочек-опылителей, которые посещают более мелкие цветки с относительно короткими трубками. Насекомые по ним просто ползают.

Растения не могут образовать семена и плоды без опыления. Одни виды самоопыляются, другие опыляются с помощью ветра, а некоторым помогают переносить пыльцу насекомые-опылители. Они садятся на цветы, питаются нектаром, в то время как пыльца липнет к их лапкам и хоботкам. Посещая другое растение этого же вида, «курьеры» переносят пыльцу, тем самым опыляя его.

Как растения привлекают опылителей

Растения, опыляемые насекомыми, привлекают членистоногих заметным окрасом цветов и запахом нектара. Днем насекомые стремятся на цветы ярких оттенков:

красные (шиповник, гвоздики);
розовые (клевер);
желтые (мать-и-мачеха, одуванчик, лютики);
лиловые (колокольчики);
голубые, синие (цикорий, василек).

Ночью опылителей привлекают белые цветы, которые более заметны в темноте. Кроме того, такие растения отличаются приятным запахом, резкость которого увеличивается с наступлением сумерек. К тому же цветки многих ночных растений днем находятся в закрытом состоянии (будто дремлют).

Интересный факт. Свои названия дрема лесная и дрема белая получили благодаря особенности закрывать цветки в дневное время.

Растения не только привлекают опылителей, но и приспосабливаются к ним своей морфологической и анатомической структурой.

К примеру, венчик клевера лугового имеет форму трубки, поэтому нектаром могут питаться исключительно насекомые с длинными хоботками, которые и являются его опылителями. Известен случай, когда клевер завезли в Австралию для его дальнейшего разведения. Но так как на материке не было длиннохоботковых шмелей и пчел, фермерам не удавалось получить семена этой культуры. Решить проблему удалось только после того, как в Австралию привезли несколько коробок с насекомыми.

Интересный факт. Не только сладкие приятные запахи привлекают опылителей. Самый большой в мире цветок раффлезия Арнольда известна своим зловонием, напоминающим запах гниющего мяса. Дело в том, что опыляется этот цветок не пчелами или бабочками, а навозными мухами.

Некоторые растения привлекают опылителей с помощью мимикрии – цветки своей формой и размерами напоминают женские особи определенных видов насекомых, что привлекает самцов-опылителей. Чаще всего такая маскировка встречается у семейства орхидных. Другие растения известны своими цветками с ловушками и сложной системой ходов. Насекомые, попавшие внутрь цветка, вынуждены искать выход, бродя по определенному пути. Сначала они соприкасаются с пыльником, а потом – с рыльцем, благополучно опыляя его.

Некоторые виды растений, дабы избежать конкуренции, приспособились к опылению жуками. Цветы должны быть хорошо заметными, поэтому они либо одиночные и крупные, либо мелкие, но собраны в большие соцветия. К таким растениям относятся:

лилейные;
магнолиевые;
бузина;
шиповник;
зонтичные;
спиреи и др.

В поисках пищи жуки чаще всего полагаются на обоняние. Поэтому растения, опыляемые ими, имеют сильный аромат, который напоминает запах фруктов, пряностей, а иногда – брожения. Так как жуки чаще всего питаются мягкими частями растений, последние разработали механизм защиты семяпочек от голодных насекомых. Семяпочки обычно находятся в толстостенной завязи, которая спрятана глубоко внутри цветка.

Незаменимые помощники

Существует множество видов насекомых, которые носят титул незаменимых опылителей:

дневные бабочки;
ночные мотыльки;
медоносные и одинокие дикие пчелы;
шмели;
цветочные мухи;
жуки и др.

Пчела медоносная

Всем известно, что пчелы являются главными опылителями для множества плодовых и декоративных культур. Чтобы в этом убедиться, исследователи провели эксперимент: отобрали несколько плодовых деревьев (яблонь и груш). На каждом дереве накрыли по одной ветке марлевым мешком еще до периода цветения. Это было сделано для того, чтобы насекомые не могли сесть на цветы. Осенью отметили, что на прикрытых ветках не было ни одного плода. На других ветках, к которым пчелы имели доступ, было много фруктов. Такой же эксперимент можно провести с любым энтомофильным растением.

Шмель

Иногда с опылением не может справиться даже пчела. В таком случае на помощь приходит (вернее, прилетает) шмель. Его особенность заключается в наличии длинного тонкого хоботка, с помощью которого он может дотянуться до глубоко спрятанного рыльца. Шмель опыляет даже цветки красного клевера, которые имеют трубчатую форму. Поэтому, если хотите получить больше семян клевера, можно заманить насекомых в искусственное гнездо.

Похитители нектара

Есть насекомые-любители полакомиться сладким нектаром, которые опылителями не являются. К таким относятся муравьи, которые вместо того чтобы заползать внутрь цветка, прогрызают околоцветник с нижней стороны и выпивают нектар. Естественно, опыление в таком случае не происходит, так как насекомое не задевает ни пыльник, ни рыльце. Таких «эгоистичных» насекомых называют похитителями нектара.

К счастью, некоторые растения научились защищаться от непрошеных гостей:

выделенный клейкий секрет образует ловушки (смолка обыкновенная);
вздутые стенки чашечки создают механическое препятствие (смолевка-хлопушка);
цветки окружены жесткими листьями (гвоздика).

Значение опылителей

Опыление растений насекомыми играет важную роль в садо-, овоще- и цветоводстве. При достаточном количестве опылителей урожай растет. Очень часто рядом с посевами рапса, гречихи, а также в плодовых садах размещают ульи. Пчелы, собирая нектар, опыляют цветы, повышают урожайность и вырабатывают больше меда.

Опыление растений насекомыми: Видео

Существует немало классификаций растений, но одной из основных является та, которая основывается на характере опыления. С этой точки зрения культуры делятся на несколько больших групп: ветроопыляемые, опыляемые животными (преимущественно насекомыми, поэтому будем называть такие растения насекомоопыляемыми) и водой (гидрофилия, наблюдается нечасто, поэтому рассматриваться не будет). У представителей всех этих групп имеет место перекрестное опыление, т. е. перенос пыльцы со сторонней помощью (противоположность самоопыления).

Чтобы выяснить, что представляют собой ветроопыляемые растения, нужно вначале разобраться с особенностями и отличиями каждой группы.

Растения, как мы только что выяснили, могут опыляться как от ветра, так и с помощью насекомых.

Ветроопыляемые культуры, их признаки

Начать следует с того, что растения, которые входят в эту группу (их еще называют анемофильными), при определенных обстоятельствах могут опыляться и насекомыми, хотя подобное случается нечасто. Такие растения отличаются многочисленными мелкими ветками, а также тем, что способны вырабатывать большое количество пыльцы (каждый экземпляр производит по нескольку миллионов пыльцевых зерен). У многих культур (таких, к примеру, как шелковица или лещина) образование цветков начинается еще до того, как распустятся листья.

Сами цветки зачастую невзрачны и собраны в небольшие соцветия. У метелки, например, это сложный колосок. В соцветии образуется множество легких и мелких пыльцевых зерен.

Обратите внимание! Как правило, культуры, опыляемые ветром, произрастают группами. Более того, к ветроопыляемым растениям относятся не только деревья (береза, ольха и проч.), но также травы (осока, тимофеевка) и кусты.

Насекомоопыляемые культуры

Отличительной чертой этих растений (к слову, их еще называют энтомофильными) является то, что они цветут уже после того, как появляются листья. Немаловажную роль здесь играют температурные условия: когда повышается температура, то появляются насекомые, которые и переносят пыльцу. Кроме того, у всех насекомоопыляемых культур имеются нектарники.

К самым распространенным представителям группы относится верба. Цветение вербы может наблюдаться как до, так и после образования листвы. Но раннее цветение никак не связано с ветроопылением – к такому «приему» растения прибегают исключительно для борьбы с конкурентами за насекомых-опылителей.

Таблица. Сравнительная характеристика ветро- и насекомоопыляемых культур

Особенности цветков	Анемофильные растения	Энтомофильные растения
Нектар	Отсутствует
Венчик	Отсутствует (или, как вариант, выглядит невзрачно)	Яркий
Запах	Отсутствует	Имеется у большей части представителей
Месторасположение тычинок	Открытое (пыльники располагаются на больших нитях)	Внутри цветков
Пыльца	Маленькая, сухая, в большом количестве	Липкая и крупная, в небольшом количестве
Рыльца пестиков	Крупные	Небольшие

Пыльники анемофильных культур выносятся за пределы цветков. Рыльца у пестиков большие и «лохматые», что позволяет улавливать пылинки, которые летают в воздухе. Также у таких растений имеются специальные приспособления, если можно так выразиться, благодаря которым пыльца не расходуется напрасно, а попадает преимущественно на рыльца других представителей своего вида.

А сейчас ознакомимся более детально с особенностями культур, опыляемых ветром.

Особенности анемофильных растений

Для всех представителей этой группы характерны такие признаки:

невзрачные или малозаметные цветки (объясняется тем, что они не должны привлекать насекомых);
маленькие и сухие пыльцевые зерна;
большая длина нитей, на которых свисают пыльники.

Теперь подробнее. Главная особенность всех ветроопыляемых культур – это непривлекательность цветков, проявляющаяся в отсутствии нектара, запаха и ярких красок. При этом пыльцевые зерна, которые развиваются в больших количествах, имеют чрезвычайно малые размеры: вес одной пылинки в среднем составляет 0,000001 мг. Приведем небольшое сравнение: пылинка тыквы – растения, опыляемого пчелами – весит в тысячу раз больше, т. е. порядка 0,001 мг. Одно только соцветие конского каштана способно сформировать 42 миллиона зерен, в то время как соцветие ржи – в десять раз меньше (4 миллиона 200 тысяч). К особенностям пыльцы анемофильных растений можно отнести еще и то, что она, будучи полностью лишенной клеящих веществ, зачастую еще и имеет гладкую поверхность.

Обратите внимание! У ветроопыляемых культур нет нектара, но их нередко посещают насекомые, питающиеся пыльцой. Тем не менее, в качестве переносчиков такие насекомые играют лишь незначительную роль.

Какие растения могут опыляться ветром?

Ниже приведены представители ветроопыляемых культур.

Семейство березовых. Самым распространенным представителем семейства в Европе и Азии является береза бородавчатая, которая цветет в начале весны и отличается сложными соцветиями-сережками (последние применяются в медицине).
Осина и тополь. Это единственные представители семейства ивовых, которые не имеют нектарников. Все остальные опыляются насекомыми.
Однодомное растение, имеющее однополые цветки. Цветение сережек наблюдается еще до того, как появляется листва.
Все представители семейства опыляются с помощью ветра. К самым распространенным из них относится грецкий, серый и черный орех, а также кария.
Ольха. Это дерево также цветет до появления листьев. Но, что характерно, некоторые виды ольхи зацветают в осеннее время, когда опадают листья. Сережки в данном случае являются однополыми.
Семейство буковых. Однодомные ветроопыляемые культуры, самой известной из которых является дуб. К слову, в природе есть свыше 500 разновидностей дуба, причем все они начинают цвести одновременно с появлением листьев. Также в семейство входит каштан съедобный (не стоит путать с каштаном конским) и, собственно, сам бук.
У этой однодомной культуры сережки также начинают распускаться одновременно с появлением листвы.
Представитель семейства злаковых, включающий в себя шесть видов, из которых культивируется всего один.
Травы. К ветроопыляемым травам относятся, прежде всего, злаковые культуры, подорожник, осока, крапива, хмель и конопля.

Обратите внимание! В списке приведены лишь самые распространенные представители анемофильных растений, поэтому нельзя считать полным.

Процесс опыления ветром

Распространение ветром пыльцы вряд ли можно считать управляемым процессом. Поэтому вероятность того, что зерна попадут на рыльца собственных цветов, достаточно велика. Самоопыление, как известно, для таких растений нежелательно, в связи с чем у цветов широко развились различные приспособления, которые этому препятствуют. Так, чаще всего рыльца и пыльники созревают не одновременно. По той же причине у некоторых ветроопыляемых культур раздельнополые цветы.

Большая часть деревьев, опыляемых описываемым образом, цветет в начале весны, т. е. до распускания листвы – это также является приспособлением, препятствующим самоопылению.

Особенно ярко это выражается у орешника и березы. И неудивительно, ведь густые листья были бы серьезным препятствием на пути движущихся пыльцевых зерен.

Стоит упомянуть и об остальных приспособлениях. Тычинки большинства злаковых растений начинают очень быстро расти при раскрывании цветов, причем скорость роста может достигать 1-1,5 мм/мин. Спустя время длина тычинок в три-четыре раза превышает изначальную, они выходят за пределы цветка и свешиваются вниз. И лишь после того, как пылинки оказываются снизу, они растрескиваются. При этом сам пыльник слегка изгибается, образуя своего рода чашу, куда пыльца и ссыпается. Как результат – зерна не падают на землю, а спокойно ждут порыва ветра, чтобы покинуть пыльник.

Обратите внимание! У некоторых злаков цветоножки перед цветением растопыриваются, формируя между собой угол до 80°. Благодаря этому пыльца выдувается ветром. По окончании периода цветения цветки возвращаются в исходное положение.

Также положение соцветия может меняться у граба, тополя и березы. Поначалу соцветия «смотрят» вверх, но перед раскрыванием пыльников стержень сережки выдвигается, а сами они (соцветия) свешиваются. Цветки отдаляются друг от друга и вместе с тем становятся доступными для ветра. Пыльцевые зерна падают на чешуйки нижних цветков, откуда и сдуваются.

У некоторых анемофильных растений (по аналогии с энтомофильными) имеются «взрывчатые» цветки. Так, у одной из разновидностей крапивы тычинки в период созревания напрягаются настолько, что после раскрывания резко расправляются и избавляются от зерен лопнувших пыльников. В такие моменты над цветками наблюдаются густые облачка пыльцы.

Также отметим, что пыльца ветроопыляемых культур может рассыпаться не всегда, а лишь при условии благоприятной погоды. На улице должно быть относительно сухо, ветер должен быть слабым или средним. Зачастую для опыления больше всего подходят утренние часы.

Заключение

В итоге хотелось бы несколько слов уделить высадке ветроопыляемых культур. Сразу оговоримся, что смешивать такие растения не нужно, поскольку у каждого вида свои приспособления и принципы. Все злаки, как отмечалось выше, являются анепофильными и все они зацветают только после того, как на деревьях появляется листва. Но злаковые не «одиночки», они растут группами – причем большими – в степях, лугах и т. д. (иными словами, на открытом пространстве).