Оплодотворению у цветковых растений предшествует опыление – перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. В ходе эволюции возникло два принципиально разных способа опыления – самоопыление (автогамия) и перекрестное опыление (ксеногамия).
При самоопылении пыльца может переноситься внутри одного цветка или между разными цветками на одном растении (соседственное опыление – гейтоногамия). Иногда самоопыление наблюдается еще в закрытом, нераспустившемся цветке.
При перекрестном предполагается путешествие пыльцы между разными растениями.
Не смотря на то, что самоопыление проще и надежнее, в природе более распространено перекрестное (до 90%). Объясняется это тем, что при перекрестном опылении обеспечивается отличный обмен генами, создаются прекрасные возможности для комбинативной изменчивости, в популяциях возрастает гетерозиготность. Всё это создает значительно больше материала для естественного отбора, а значит, возможностей адаптироваться к изменяющимся условиям среды у подобных растений на порядок больше.
Очень многие цветки являются обоеполыми, то есть несут в себе мужские и женские органы размножения – тычинки и пестики. Как же тогда предотвратить казалось бы неизбежное в такой соблазнительной ситуации самоопыление?! Для этой цели существуют способы морфологического и физиологического характера, предотвращающие самоопыление.
Дихогамия – созревание пыльцы и рылец пестиков на одном растении происходит в разные сроки. При протандрии раньше вызревает пыльца, а при протогинии с опережением созревают пестики. В итоге получается функциональная раздельнополость в обоеполых цветках.
Возможна полная физиологическая самонесовместимость. При попадании пыльцы на рыльца пестиков в пределах одной и той же особи возникает эффект подавления, и пыльцевые зерна не прорастают. Такое явление известно более чем у 10 тыс. видов растений.
При гетеростилии (см. схему) у некоторых видов имеются две или даже три формы цветков, находящихся на разных особях и различающихся по длине столбиков пестиков и тычиночных нитей. На одном растении тычинки значительно короче пестиков, а на соседнем наоборот – тычинки намного длиннее пестиков. Это явление имеет сложную корреляцию с насекомыми опылителями и значительно затрудняет самоопыление. Например, гетеростилия известна у примулы, гречихи. Впервые гетеростилию описал Чарльз Дарвин в своей работе «Различные формы цветов на растениях одного вида», 1877.
Приглашаю в Telegram: https://t.me/bio_macrofag