Лекция 6. Размножение растений
Размножение является неотъемлемым свойством живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению обеспечивается непрерывность и преемственность жизни. Различают две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение . Размножение, в котором принимает участие один организм, не происходит образования и слияния гамет, не происходит слияния генетического материала в любой форме . Это наиболее древня форма размножения, широко распространенная во всех группах растений, происходит путем митотического деления или с помощью спор, особой формой бесполого размножения является вегетативное размножение.
Деление . Размножение путем деления характерно для одноклеточных водорослей . Деление происходит путем митоза, в результате образуются особи, генетически идентичные друг другу и материнскому организму.
Размножение спорами . Споры растений – репродуктивные, одноклеточные образования, служащие для образования новых особей . У большинства обитающих в воде водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Такие споры называют зооспорами . У наземных растений и грибов они не имеют специальных приспособлений для активного передвижения. Споры образуются в органах бесполого размножения – спорангиях или зооспорангиях. У водорослей практически любая клетка может стать спорангием, у высших растений спорангий – многоклеточный орган. У растений споры всегда гаплоидны. Если они возникают на диплоидном растении, то их образованию предшествует мейоз, если на гаплоидном – митоз. Споры, образующиеся в результате мейоза генетически неодинаковы, организмы, которые из них развиваются, генетически неравноценны.
Растение, на котором образуются споры, называют спорофит. Если споры морфологически неотличимы, то растения, которые их образуют, называют равноспоровыми, разноспоровые растения – растения, образующие споры, всегда отличающиеся по величине и физиологическим особенностям. Микроспоры – более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские гаметофиты (растения, образующие мужские гаметы). Мегаспоры – более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские гаметофиты . Разноспоровость чаще встречается среди высших растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).
Размножение спорами имеет большое биологическое значение – в результате мейоза происходит перекомбинация генетического материала, в спорах возникают новые комбинации аллелей генов, попадающие под контроль отбора; обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения. Благодаря малым размерам и легкости споры разносятся на большие расстояния, обеспечивая расселение растений; плотная оболочка споры служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды.
Вегетативное размножение растений – это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются как водоросли, так и высшие растения.
Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным . Благодаря естественному вегетативному размножению в природе происходит быстрое увеличение числа особей вида, их расселение и как следствие – успех в борьбе за существование. Естественное вегетативное размножение происходит несколькими путями: фрагментацией материнской особи на две или более дочерних; разрушением участков наземно-ползучих и полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые); с помощью особых структур, специально предназначенных для вегетативного размножения (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных и т. д.).
Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека при выращивании культурных растений. Искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над семенным: обеспечивает получение потомков, сохраняющих признаки родительского организма, ускоряет получение потомков, позволяет получить большое количество потомков. Кроме того, с помощью вегетативного размножения можно воспроизвести клоны тех растений, которые образуют нежизнеспособные семена или вообще их не образуют.
Способы вегетативного размножения. Растения можно размножать вегетативными органами – делением целого растения на части, надземными и подземными побегами, листьями, корнями.
Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых регенерирует в новую особь (рис. 34). Такое размножение характерно для нитчатых и пластинчатых водорослей (обрывки нитей или части таллома), некоторых цветковых растений (например, элодея канадская). В Европу попали только женские экземпляры элодеи, не способные образовывать семена из-за отсутствия мужских растений и единственным способом размножения оказалась фрагментация.Деление кустов. Смородина, крыжовник, примулы, ревень хорошо размножаются частями кустов. Растение выкапывают, делят на части и высаживают отдельно друг от друга. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета.
Размножение надземными побегами.
Усы . В сельскохозяйственной практике усами размножают клубнику и землянику. В узлах усов образуются боковые почки и придаточные корни. После засыхания междоузлий растения обособляются. В природе усами размножаются такие растения, как лютик ползучий, камнеломка отпрысковая.
|
Стеблевые черенки. Стеблевой черенок представляет собой участок надземного побега. Стеблевыми черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, декоративные виды спиреи, красный перец, баклажан и другие. Для размножения берут черенки длиной от 2-3 до 6-8 см, состоящих из одного междоузлия и двух узлов. На верхнем узле листья оставляются (если листовые пластинки крупные, то их наполовину срезают). Черенки высаживают в специальные парнички, а после укоренения – в открытый грунт.
|
участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем . Подвой – растение или его часть, на котором осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта, замены сорта, получения новых сортов, ускорения плодоношения, получения морозоустойчивых растений, ремонта или омоложения старых взрослых деревьев.
Известно много способов прививки, однако все их можно свести к двум основным типам: прививка сближением, когда привой и подвой остаются на своих корнях, прививка отделенным привоем, когда корни имеет только подвой.
Наиболее распространенными способами прививки являются следующие (рис. 38). Прививка в расщеп или в полурасщеп . Применяют в том случае, если привой тоньше подвоя. Поперечный срез подвоя полностью или частично разделяют и вставляют в него привой, косо срезанный с двух сторон.
Прививка под кору. Привой также тоньше подвоя. На подвое делают горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают.
Копулировка . Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения.
Окулировка . Прививка почки-глазка. На подвое делается Т-образный разрез, края коры отгибаются, и за кору вставляют почку с небольшим участком древесины и плотно забинтовывают.
Размножение подземными побегами.
Клубень . Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни или их части с почками-глазками. Клубни, как хранилище запаса питательных веществ, образуются у таких дикорастущих растений, как сыть, седмичник.
Корневище . В сельском хозяйстве корневищами размножают ревень, мяту, спаржу, бамбук, в декоративном садоводстве – ландыш, ирис и другие. Они легко размножаются делением корневища на части, каждая из которых должна содержать вегетативную почку.
В лесах, степях, на лугах обитает большое количество корневищных растений, прежде всего злаков. К корневищным растениям относятся пырей, тимофеевка, белоус, купена, кислица, хвощ полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и при отмирании старых частей происходит обособление новых растений.
Луковица . В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения: тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие. В природе луковицами размножаются многие растения: тюльпаны, гусиный лук, пролеска, подснежник и т. д. Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями.
Клубнелуковица . Запасные питательные вещества клубнелуковицы расходуются на цветение, но к концу сезона формируется новая клубнелуковица. Кроме того, может образоваться одна или несколько клубнелуковичек – мясистых почек, развивающихся между старой и новой клубнелуковицами. К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус.
Корневые клубни . Представляют собой утолщения боковых корней. В декоративном садоводстве корневыми клубнями размножают георгины, батат. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корневые клубни почек не образуют. Корневыми клубнями размножаются чистяк весенний, любка двулистная.Размножение корневыми отпрысками. Корневые отпрыски – побеги, возникающие из придаточных почек на корнях (рис. 36). Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные почки: вишня , слива, малина, сирень, осина, осот, бодяк полевой и др.
Корневые черенки. Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы. Корневые черенки заготавливают осенью, реже весной. Для этого используют боковые корни первого порядка в возрасте 2-3 лет. Длина черенка до 10-15 см, диаметр – 0,6-1,5 см. черенки высаживают в почву на глубину 2-3 см. Черенками размножаются и многие дикорастущие растения: ива, тополь, осина, одуван
Размножение листьями.
Целыми листьями. Многие цветковые растения размножают листьями, например сенполии, бегонии. Лист достаточно поставить в воду, появляются придаточные корни и придаточные почки, через некоторое время растение пересаживают в почву.
Листовыми черенками. Иногда достаточно даже части листа для вегетативного размножения. У бегонии королевской вырезают часть листа с крупной жилкой, лист сансевьеры можно разрезать на несколько листовых черенков и поставить их в воду.
Придаточными почками на листьях, детками . У бриофиллюма на листьях образуются придаточные почки, похожие на маленькие растения. Падая, они становятся самостоятельными растениями.
Культура тканей. Культура тканей представляет собой рост крупы растительных клеток на искусственных средах. Растительные клетки обладают свойством тотипотентности – отдельная клетка может развиться в нормальное растение при использовании определенных фитогормонов. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование – получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.
Половое размножение . Половое размножение связано с образованием растениями особого типа клеток – гамет. Растение, на котором происходит образование гамет, называют гаметофитом . Процесс формирования гамет называют гаметогенезом . Он происходит в особых органах – гаметангиях . У равноспоровых растений гаметофит обычно обоеполый: несет и женские, и мужские гаметангии. У разноспоровых растений из микроспор развивается гаметофит с мужскими гаметангиями, а из мегаспор – гаметофит с женскими гаметангиями. Гаметы растений образуются в митотически, мейоз происходит после образования зиготы (зиготическая редукция ) – многих водорослей, или при образовании спор (спорическая редукция ) – у диплоидных водорослей и высших растений. У животных мейоз происходит при образовании гамет (гаметическая редукция ).
Половое размножение имеет ряд преимуществ по сравнению с бесполым. Во-первых, при слиянии гамет образуется организм с уникальным двойным набором аллелей генов, полученных от родителей с разными генотипами, формируется организм с уникальным генотипом. В результате отбора будут выживать особи, чей генотип позволяет приспособиться к данным условиям среды, даже если эти условия изменяются.
Во-вторых, мутации, изменяющие гены чаще рецессивны, и вредны в данных условия среды. Диплоидный набор генов позволяет сохраниться возникшим рецессивным аллелям благодаря наличию доминантных аллелей этих генов. Каждый диплоидный организм содержит сотни, тысячи генов в рецессивном состоянии, как губка насыщена водой, так и генотип насыщен ими, они передаются следующему поколению и постепенно распространяются по популяции. Мутация проявится, если обе гаметы несут данную рецессивную аллель гена, а к этому времени среда может измениться, и данная мутация может оказаться полезной. Так происходит накопление и распространение мутаций.
Гаметы всегда гаплоидны. При слиянии мужской и женской гамет происходит образование диплоидной зиготы, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называют оплодотворением . Сущность полового процесса едина для всех живых организмов, а его формы разнообразны. Различают следующие типы полового процесса: хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия и оогамия (рис. 39).
Хологамия . Хологамия – слияние гаплоидных одноклеточных, внешне неотличимых организмов друг с другом. Этот тип полового процесса характерен для некоторых одноклеточных водорослей. В данном случае сливаются не гаметы, а целые организмы, выступающие в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота обычно сразу же делится мейотически (зиготическая редукция ) и образуется 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организма.
Конъюгация. Особой формой полового процесса является конъюгация, характерная для некоторых нитчатых водорослей. Отдельные гаплоидные клетки нитевидных талломов, расположенных близко друг от друга, начинают образовывать выросты. Они растут навстречу друг другу, соединяются, перегородки в месте стыка растворяются, и содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую). В результате конъюгации образуется диплоидная зигота.
Изогамия. При изогамии гаметы морфологически сходны между собой, то есть одинаковы по форме и размерам, но физиологически они разнокачественны. Данный половой процесс характерен для многих водорослей и некоторых грибов. Изогамия происходит только в воде, для передвижения в которой гаметы снабжены жгутиками. Они очень похожи на зооспоры, но имеют меньшие размеры.
Гетерогамия. При гетерогамии происходит слияние подвижных половых клеток, сходных по форме, но различающихся размерами. Женская гамета в несколько раз больше мужской и менее подвижна. Гетерогамия характерна для тех же групп организмов, что и изогамия, и также происходит в воде.Оогамия. Характерна для некоторых водорослей и всех высших растений. Женская гамета – яйцеклетка – крупная и неподвижная. У низших растений образуется в одноклеточных гаметангиях – оогониях , у высших растений (исключая покрытосеменные) – в многоклеточных архегониях . Мужская гамета (сперматозоид) мала и подвижна, образуется у грибов и водорослей в одноклеточных, а у высших растений (исключая покрытосеменные) – в многоклеточных гаметангиях – антеридиях . Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды – обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями .
Ключевые термины и понятия
1. Бесполое размножение. 2. Споры растений. 3. Зооспоры. 4. Спорофит. 5. Мужской и женский гаметофиты. 6. Микроспоры и мегаспоры. 7. Вегетативной размножение. 8. Привой. 9. Подвой. 10. Гаметангии. 11. Зиготическая редукция. 12. Спорическая редукция. 13. Гаметическая редукция. 14. Хологамия. 15. Изогамия. 16. Гетерогамия. 17. Оогамия. 18. Конъюгация. 19. Оогонии. 20. Архегонии. 21. Антеридии. 22. Тотипотентность.
Основные вопросы для повторения
1. Размножение растений путем деления.
2. Размножение спорами.
3. Естественное вегетативное размножение.
4. Размножение фрагментацией и делением кустов.
5. Размножение надземными побегами (усами, отводками, стеблевыми черенками).
6. Основные способы и особенности размножения прививкой.
7. Основные способы размножения поземными побегами.
8. Основные способы размножения корнями.
9. Основные способы размножения растений листьями.
10. Размножение культурой ткани.
11. Преимущества полового размножения.
12. Характеристика основных типов половых процессов (хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия, оогамия).
Все хотят видеть яркие растения. Чтобы держать у себя на подоконнике цветущее растение нужно найти тонкости разведения. В приведенной статье редакторы попытались изложить подборку советов, для того чтобы не допустить разочарования при выращивании экзотического цветка . Условия выращивания многих классов цветов различны. Каждое растение требует индивидуального выполнения условий. Правильным кажется определить для себя, к какому семейству определен Ваше растение.
Сведения о вегетативном размножении
Вегетативное размножение применяется значительно реже, чем семенное, но для ряда культур оно является единственным. Этот способ позволяет сохранить чистоту сорта и способствует ускорению цветения.
Приемов вегетативного размножения много. К ним относятся: , отводками, отпрысками, де-лением куста, клубнями, луковицами и т. д.
Черенкование — наиболее распространенный способ вегетативного размножения, обеспечивающий раннее цветение, однородность материала и высокий выход продукции. Маточ-ники для снятия черенков готовятся заблаговременно. Они должны быть молодыми, сильными и совершенно здоровыми. Подготовка маточников начинается с весны и лета. Так, в апреле—мае черенкуют гелиотроп, фуксию, герань, ирезине, ахирантус и подобные им растения. В июне—июле черенкуют альтсрнантеру, агератум , седумы и др. Укоренившиеся ра-стения высаживают в горшки или ящики и устанавливают для доращивания в парники. Маточники при посадке их в посуду или на стеллажи должны быть обеспечены хорошим дренажем.
Оранжереи или теплицы, предназначенные для хранения маточников, перед внесением последних на зимовку, тщатель-но подготавливают. Для этого стекла и бруски промывают щелочью, стены белят известью, стеллажи заполняют свежей землей или песком, после чего помещения внутри окуривают серой из расчета 40 г серы на один кубический метр помеще-ния.
Маточники переносят в зимние помещения в хорошо укоре-нившемся состоянии, задолго до наступления заморозков, что обеспечивает хорошую их зимовку. С этой целью в сентябре убираются теплолюбивые растения (альтернантера, ирезине, колеус, гелиотроп, ахирантус и др.), а затем — остальные растения. В помещениях маточники размещают с учетом тре-бований их к теплу: более теплолюбивые растения (альтернан-тера, колеус и др.) содержатся при температуре +14, +16°, ахирантус, гелиотроп, ирезине—при +10, +12°, герань, гнафалиум, эхеверия, фуксия, клейния и другие — при +5, +8°.
Некоторые растения (седум, мезембриантемум, фестука, альтернантера и др.) не переносят переувлажнения сильно страдают от влаги, стекающей со стенок оранжерей, поэтому эти растения следует хранить в сухих местах. Систематиче-ское проветривание помещений обязательно. Поливку растений следует производить с учетом их биологических требований. Сухолюбивые растения (агавы, опунции, клейнии, мезембриан- темумы, эхеверии и др.) поливают очень редко. Такие растения герань, гнафалиум, фуксия, требуют весьма умерен-ного Полива, так, чтобы ком земли после полива был слабо влажным. Растения, требующие ограниченного полива, во из-бежание пересушивания рекомендуется вкапывать вместе с горшками в грунт стеллажа (гелиотроп, фуксия, гнафалиум, мезембриантемум и др.). Поливка растений производится во-дой, имеющей температуру оранжерей, в которых на зиму размещены растения .
Загнившие растения и листья систематически удаляют. Черенкование в основном производят с февраля по апрель, (резанный черенок должен иметь не менее двух-трех глазков, липа его зависит от размера междоузлий, чаще всего 3—8 см). Срез черенка делается под узлом наискось. Это особенно важно для растений с толстыми стеблями. Помимо этого, у гвоздики для лучшего укоренения нижнюю часть черенка, до-полнительно к косому срезу, еще расщепляют на 2—4 част. Листья на черенках оставляют, за исключением самого ниж-него и верхних, так как последние способствуют за-гниванию черенка.
У черенков мясистых растений (седум, эхеверия, клейния и другие сухолюбы, а также у зональной герани) перед посад-кой слегка подсушивается нижний срез, что предохраняет их от возможного загнивания.
Растения в природе нередко размножаются листьями. Так, в сырых местах луга встречается растение сердечник луговой. Его сложные листья, соприкасаясь с влажной поверхностью почвы, образуют придаточные корни и почки. Отделившись после этого от материнской особи, они образуют из почек побеги и формируют новое растение. Листьями в природе размножаются, например, бегония, сансевьера, каланхоэ, сенполия. Начало развитию новых растений при вегетативном размножении всегда дают почки (пазушные или придаточные).
Вегетативное размножение - это воспроизведение растений из вегетативных органов: корня и побега.
Вегетативное размножение свойственно всем растениям.
У водорослей вегетативное размножение могут осуществлять отделившиеся кусочки слоевища или отдельные его клетки. Высшие растения (споровые и семенные) размножаются с помощью вегетативных органов - корней, побегов, а также частей побега (стеблей, листьев, почек). У высших растений, особенно у цветковых, вегетативное размножение может сочетаться с половым размножением.
Растения возникшие вегетативным путем, обладают такими же свойствами, какие были у материнского растения. Лишь в новых условиях окружающей среды у них могут проявиться иные свойства, например измениться размеры растения.
При вегетативном размножении отделившиеся дочерние растения полностью воспроизводят наследственные свойства материнского организма. В этом проявляется существенное отличие вегетативного размножения от полового.
Совокупность новых растений (особей), возникших вегетативным путем от одного материнского растения, называется клоном (от греч. клон - "отпрыск", "ветвь"). Образование клонов позволяет каждому растению иметь однородное потомство, повторять себя в своих потомках без изменения наследственных качеств. Клонированием создается возможность сохранить исходные свойства материнских растений в течение достаточно длительного времени. Таким способом удается сохранить своеобразные особенности какого-либо сорта у культурных растений
Значение вегетативного размножения для растения. Растения, появившиеся путем вегетативного размножения, обычно развиваются значительно быстрее, чем особи, появившиеся из семян, т. е. половым путем. Они могут раньше перейти к плодоношению, значительно быстрее захватить необходимую им площадь, быстрее расселиться на большой территории. Вегетативное размножение позволяет сохранить неизменными свойства вида. В этом заключается его большое биологическое значение.
Черенками. Но у многих растений в процессе эволюции сформировались видоизмененные органы: клубни, луковицы, столоны, усы, клубнелуковицы, корневища (рис. 82). С их помощью успешно осуществляется вегетативное размножение. Тому же служат и особые придаточные почки растения, называемые выводковыми почками. 
Рис. 82. Вегетативное размножение растений: корневищами (1 - сныть, 2 - купена); черенками (3 - смородина); усами (4 - земляника); луковицами (5 - тюльпан); листом (6 - бегония)
Выводковые почки возникают у растений на листьях (бриофиллюм, папоротник -асплениум) или в соцветии. Там они прорастают, образуя маленькую розеточку листьев с корнями, маленькую луковичку в пазухах листьев (лилии, лук, чеснок) или крохотный клубень в соцветии (горец живородящий, мятлик бульбоносный). Люди с давних пор очень широко используют вегетативное размножение растений в своем хозяйстве.
Вегетативное размножение растений широко распространено в природе. Это естественный способ размножения и расселения растений. Оно дополняет половое размножение растений, а в некоторых случаях и заменяет его. Его особенность заключается в том, что дочерние организмы повторяют почти без изменений наследственные свойства материнского растения. Вегетативное размножение человек использует в растениеводстве.
- Приведите примеры известных вам растений, размножающихся вегетативным путем. Ответ оформите в виде таблицы.
- В чем заключается особенность вегетативного размножения по сравнению с половым?
- Проведите опыт по вегетативному размножению комнатных растений (герань, традесканция) черенкованием стебля.
Удивительный мир растений
Вегетативное размножение - это размножение вегетативными органами растений - корнями, побегами или их частями. В его основе лежит способность растений к регенерации, к восстановлению целого организма из части. Усиление функции вегетативного размножения привело к значительному видоизменению органов.
Специализированными побегами вегетативного размножения являются надземные и подземные столоны, корневища, клубни, луковицы и т. п.
Органами вегетативного размножения могут быть и корни. У некоторых растений (осина, ольха, малина, калина, осот) на корнях закладываются придаточные почки, дающие начало придаточным побегам. При укоренении этих побегов и последующем отделении их от материнского растения появляются новые особи. Растения, на корнях которых образуются побеги из придаточных почек, называют корнеотпрысковыми. а побеги, развивающиеся из этих почек, - корневыми отпрысками.
Слабее выражена способность к вегетативному размножению листьями. У сердечника лугового на зеленых листьях, расположенных в основании побега и прилегающих к влажному субстрату, закладываются придаточные почки. Прораcтание этих почек и укоренение вновь возникающих побегов обеспечивают вегетативное размножение растения.
Совершающееся в природе вегетативное размножение растений называют естественным вегетативным размножением.
Способность растения к размножению побегами и корнями издавна используется человеком в практике растениеводства. Искусственное вегетативное размножение растений обычно связано с хирургическим вмешательством и разделением целого организма на части.
Вегетативное размножение широко используется человеком с целью получения урожая за более короткий срок и в больших количествах по сравнению с тем, что можно получить при размножении тех же растений семенами (например, размножение земляники столонами, картофеля - клубнями). Кроме того, вегетативно размножают растения тогда, когда необходимо сохранить сортовые качества сложных гибридов (от лат. гибрида - помесь), каковыми и является целый ряд разводимых и выращиваемых человеком растений. Возможно вообще отсутствие семян у бессемянных сортов. Такие растения размножают вегетативным путем.
Размножить растение можно делением куста. Таким методом пользуются в цветоводстве, разделяя кусты флоксов , маргариток и других растений. Делением куста можно размножать крыжовник, смородину, малину. Широко распространено размножение растений черенками (рис.1). Черенок - это часть вегетативного органа, способная к укоренению и образованию нового побега. Чаще для приготовления черенков используют побеги, которые разрезают на части. На черенке обязательно должны быть почки. С наискось нарезанными у основания стеблями черенки можно высаживать непосредственно в специально подготовленную почву под углом к поверхности грунта. Но часто укоренение черенков производят в ящиках с песком при поддержании определенной влажности песка и воздуха. Если черенки трудно укореняются, предварительно их обрабатывают очень слабым раствором специальных веществ - стимуляторов роста. обеспечивающих корнеобразование. Из почек черенка развиваются новые побеги.
Рис.1. Вегетативное размножение растений:
А - различные способы прививки:
1 - соединение черенка (привоя) с подвоем, имеющим одинаковый с черенком диаметр стебля (копулировка); 2 - окулировка (прививка глазком - почкой с участком коры); 3, 4 - черенок и подвой имеют разный диаметр стебля (прививка врасщеп и под кору); Б - укоренившийся черенок; В - укоренение отводка.
Когда у растений закладываются придаточные почки на корнях, возможно размножение растений корневыми черенками (хрен, шиповник и др.).
В комнатном цветоводстве получило широкое распространение размножение некоторых растений (бегония, сенполия). Часть листа или лист бегонии кладут на влажный песок. Надрезы в местах разветвления крупных жилок ускоряют образование придаточных почек и корней.
Побеги многих растений при соприкосновении с почвой укореняются. При нарушении связи между материнской особью и укоренившимся побегом возникает самостоятельная дочерняя особь. Такое размножение растений нередко имеет место в естественных условиях (черемуха, бересклет). В практике с этой целью ветви или отдельные побеги растений пригибают к земле и закрепляют в таком положении. На участке побега, прикрытом почвой, появляются корни.
Надрез на стебле в месте соприкосновения его с грунтом ускоряет корнеобразование, а нередко и образование придаточных почек, развивающихся в побеги. Этому способствует скопление у раны пластических веществ и приток стимуляторов роста. Укоренившийся отводок переносят на место постоянной посадки. Отводками, размножают крыжовник, виноград, смородину, гвоздику и др.
Широко распространенным приемом искусственного вегетативного размножения растений является прививка. Одним из ее преимуществ перед вышеизложенными способами размножения является то, что при использовании прививки можно размножать растения; у которых затруднено образование придаточных корней. Прививкой называют перенос части одного растения (привой) на другое (подвой). Обычно подвоями бывают растения, выращенные из семян. Растение, которое хотят размножить, берут как привой. Как указывалось выше, при размножении семенами многих культурных сортов, которые являются нередко сложными гибридами, в потомстве получаются особи с иными признаками, чем материнское растение, на котором образовались семена. В целях сохранения качеств материнского растения на подвой, выращенный из семян, переносят привой, взятый с материнской особи. Этим достигается размножение нужного человеку растения, с качествами культурного сорта.
Существует множество разнообразных способов прививки, которые могут быть объединены в две группы. В одном случае в качестве привоя служат черенки, в другом случае - почка с кусочком коры и древесины. Черенки древесных растений заготавливают осенью или в конце зимы, сохраняют в прохладном месте и прививают ранней весной до распускания почек. Черенки готовят из однолетних побегов. Если привой и подвой имеют одинаковые диаметры стеблей, то их срезают наискось таким образом, чтобы плоскости их срезов совпали. Место соединения привоя с подвоем тщательно обвязывают мочалом или другим материалом. Повязку снимают после срастания привоя с подвоем. Если диаметр стебля подвоя больше, чем у привоя, то можно использовать разнообразные варианты их соединения - вприклад, за кору, врасщеп и т. д. (рис.1).
Способ прививки, при котором в качестве привоя используют почку с кусочком коры и древесины (глазок), получил название окулировки (от лат. окулус - «глаз», иначе - прививка глазком). На подвое острым ножом делают Т-образный надрез коры. Края коры подвоя осторожно отгибают и вставляют глазок. Почка привоя выступает наружу. Место соединения привоя и подвоя обвязывают. Чаще окулировку производят в конце лета, но можно это делать и весной. Глазки берут с однолетних побегов. Выбирают наиболее крупные почки с плодоносящих растений того сорта, который хотят размножить. В случае удачной прививки, когда обеспечивается срастание привоя и подвоя, глазок дает начало побегу. Побеги, развивающиеся из почек подвоя, срезают. Новое растение представляет организм, у которого корневая система унаследована от подвоя, а почти вся надземная часть - система побегов привоя.
Вегетативное размножение относится к бесполому размножению. Другим способом бесполого размножения у растений является размножение спорами.
Вегетативное размножение свойственно большинству видов растений. Например, земляника размножается усами - разрастающимися ползучими побегами, которые в последствие отделяются от материнского растения. Деревья могут размножаться с помощью веток (стеблей). Также возможно вегетативное размножение с помощью листьев. Когда лист сердечника лугового касается влажной почвы, у него могут образовываться придаточные корни и почки.
Когда у части растения , способной жить самостоятельно, образуются свои почки, то она считается уже отдельным организмом.
Таким образом, вегетативное размножение - это воспроизведение растения из корней, стеблей и листьев (то есть из вегетативных органов). Однако у водорослей вегетативным размножением считается отделение кусочков слоевищ и даже отдельных клеток тела.
При вегетативном размножении дочернее растение обладает тем же наследственным материалом, что и родительское. Такие растения называют клонами.
Растения, которые появляются в результате вегетативного размножения, развиваются быстрее, чем растения, которые вырастают из семян. Следовательно, они могут быстрее расселяться, переходить к цветению и плодоношению.
Вегетативное размножение позволяет сохранять свойства вида неизменными.
Вегетативное размножение осуществляется укоренением частей побегов, листьев, почек, частей корневищ и корней. Также вегетативное размножение осуществляется видоизмененными корнями и побегами: клубнями, луковицами, усами и др.
Вегетативное размножение растений - это развитие новых растений из ве-гетативных органов или их частей. Вегетативное размножение основано на способ-ности растения к регенерации, т. е. к восстановлению це-лого организма из части. При вегетативном раз-множении новые растения образуются из побегов , листьев, корней , клубней, луковиц, корневых отпрысков. Новое поколение обладает всеми качествами, которые имеет ма-теринское растение.
Вегетативное размножение растений происходит естественным путем или при помощи человека. Люди широко используют вегетативное размножение ком-натных, декоративных, овощных растений. Для этого пре-жде всего используются те способы, которые существуют в природе.
Корневищами размножаются пырей, ландыш, купена. Корневища имеют придаточные корни, а также верхушечную и пазушные почки . Растение в виде корневища перезимовывает в почве. Весной из почек разви-ваются молодые побеги. При повреждении корневищ каж-дый кусочек может дать новое растение.
Некоторые растения размножаются отломавшимися ветками (ивы, тополя).
Размножение листьями происходит реже. Оно встре-чается, например, у сердечника лугового. На влажной почве у основания отломившегося листа развивается придаточная почка, из которой вырастает новое растение.
Клубнями размножают картофель. При посадке клуб-ней часть почек развивается в зеленые побеги. Позднее из другой части почек образуются похожие на корневище под-земные побеги — столоны. Верхушки столонов утолщаются и превращаются в новые клубни (рис. 144).
Лук репчатый, чеснок, тюльпаны размножаются лу-ковицами. При посадке луковиц в почву от донца отрастают придаточные корни. Из пазушных почек формируются дочерние луковицы.
Многие кустарники и многолетние травы размножаются делением куста, например пионы, ирисы, гортензии и др.
Ученые разработали способы вегетативного размноже-ния, которые в природе встречаются крайне редко (черен-кование) или вовсе не существуют (прививка).
Черен-кование
При черенковании отделяют и укореняют часть ма-теринского растения. Черенком называют часть любого вегетативного органа — побега (стебля, листа), корня. На черенке обычно уже есть поч-ки, или они при благоприятных условиях могут возник-нуть. Из черенка вырастает новое растение, полностью по-хожее на материнское.
Зелеными облиственными побеговыми че-ренками размножают многие комнатные растения традесканцию, пеларгонию, колеус (рис. 145). Безлист-ными черенками (участок молодого стебля с несколь-кими почками) размножают крыжовник, смородину, то ноль, иву и другие растения.
Листовыми черенками размножают бегонию, глок-синию, узамбарскую фиалку, сансевьеру (щучий хвост) и многие другие комнатные растения. Для этого отдельный лист сажают в сырой песок, прикрыв стеклянным колпаком, или ставят в воду (рис. 146).
Корневыми черенками размножают малину.
Отводки
Отводки применяют при раз-множении крыжовника, сморо-дины, липы. При этом нижние ветви куста пригибают к земле, прижимают и присыпают почвой. Рекомендуется на нижней стороне пригибаемой ветви делать надрезы для стимулирования образования придаточных корней. После укоренения ветку-отводок от-деляют от материнского растения и пересаживают на по-стоянное место (рис. 147).
Прививка растений
У яблонь, груш и других плодовых растений при выра-щивании из семян не сохраняются ценные качества исход-ного растения. Они становятся дичками, поэтому такие растения размножают путем прививок. Растение, на кото-рое прививают, называется подвоем, а растение, которое прививают, — привоем. Различают прививку глазком и прививку черенком (рис. 148).
Прививка глазком
Прививку глазком проводят следующим обра-зом. Весной во время соко-движения на коре подвоя де-лают Т-образный надрез. За-тем уголки коры отгибают и вставляют под нее глазок почку, срезанную с привоя с небольшим участком коры и древесины. Кору подвоя при-жимают, рану забинтовы-вают специальной клеящей лентой. Часть подвоя, рас-положенную выше привоя, удаляют.
Прививки черенком
Прививки черенком де-лают разными способами: вприклад (камбий на кам-бий), врасщеп, под кору. При всех способах важно со-блюдать основное условие: камбий привоя и камбий подвоя должны совпадать. Толь-ко в этом случае произойдет срастание. Как и при при-вивке почкой, рану забин-товывают. Места правильно выполненной прививки бы-стро срастаются. Материал с сайта
Культура тканей растений
В последние десятилетия получил развитие такой способ вегетатив-ного размножения, как культура тканей. Сущность метода заключа-ется в том, что из кусочка образовательной (или другой) ткани или доже из одной клетки на питательной среде при тщательном соблю-дении условий освещения и температуры выращивают целое расте-ние. При этом важно не допустить поражения растения микроор-ганизмами. Ценность метода состоит в том, что, не дожидаясь об-разования семян, можно получить большое количество растений.
Вегетативное размноже-ние растений имеет огромное биологическое и хозяйствен-ное значение. Оно способству-ет довольно быстрому расселе-нию растений.
При вегетативном размножении новое поколение име-ет все качества материнского организма, что позволяет сохранять сорта растений с ценными признаками. Поэто-му многие плодовые культуры размножаются только веге-тативно. При размножении прививками новое растение сразу имеет мощную корневую систему, позволяющую обеспечивать молодые растения водой и минеральными веществами. Такие растения оказываются более конку-рентоспособными но сравнению с проростками, появив-шимися из семян. Однако у этого способа есть и недостат-ки: при многократном повторении вегетативного размно-жения происходит «старение» исходного растения. Это снижает его устойчивость к условиям среды и болезням.
Вегетативное размножение растений — это размножение с помощью вегетативных органов — корней, побегов, листьев или даже небольшой его частички. При вегетативном размножении новые растения получаются точно такими же, как и материнское растение.
Никаких генетических изменений у нового растения не отмечается и все признаки материнского полностью повторяются в дочернем растении.
Вегетативное размножение растений применяется
1. Если растения при семенном размножении не повторяют материнские качества, проще говоря, если растение в первом поколении выращено из семян гибрида F1 , то с такого растения нельзя брать семена, потому что новые растения не будут похожи на материнское. К таким растениям можно отнести многочисленные гибриды овощей, а также розы , гладиолусы, тюльпаны, георгины, некоторые сорта петуний , флоксы , эдельвейс , сирень, нефролепис, вейгелу .
2. Если некоторые растения не образуют жизнеспособных семян или выращиваются в условиях, когда семена не вызревают. К таким растениям, например, можно отнести фикус, фуксию , тростник, драцену , алоказию , калатею, маранту, жасмин комнатный, пеларгонию , манжетку, панкрациум, некоторые пестролистные формы растений .
3. Если вегетативное размножение экономически выгодно, например, если вы готовите растения на продажу: для получения низких растений, для более быстрого и раннего цветения.
4. Если вегетативное размножение намного легче семенного. У некоторых растений, например, у бирючины, астильбы , лимонника, замиокулькаса , аронии черноплодной, кипарисовика Элвуди . Семена этих растений должны пройти сложные условия подготовки к посеву. Даже после длительной стратификации семена очень трудно всходят, а черенкование этих растений, наоборот, очень легко сделать. У селагинеллы семенное размножение практически невозможно в домашних условиях, так как для семенного размножения нужны мужские и женские споры, а это даже в лаборатории очень трудно сделать. Поэтому, вегетативное размножение селагинеллы — делением куста или черенками — единственный способ размножения в домашних условиях.
5. Вегетативное размножение применяется и для того, чтобы продлить ювенильные фазы развития растений. Ювенильной фазой называют «юношеский» период растения, он продолжается от прорастания семян до закладки первых бутонов. В этот период формируются вегетативные органы растений: нарастают корни, стебли, листья. Такие растения, как циперус , лучше все время обновлять, иначе циперус быстро желтеет.
В промышленном цветоводстве широко практикуется вегетативное размножение растений , ведь его преимущества неоспоримы: растения, выращенные из семян зацветают намного позже, чем при вегетативном размножении. Например, амариллисы из семян зацветут на пятый год, а при размножении дочерней луковицей - через три года.
Также, вегетативно размноженные растения более низкие по высоте. Например, бархатцы, вербена или агератум при семенном размножении отрастают до в высоту до полуметра, и при создании бордюров такие высокие растения использовать уже нельзя. А при вегетативном размножении этих растений из черенков получаются новые растения высотой всего 15-20 сантиметров при очень сильном цветении. (Так вот в чем секрет буйного цветения городских клумб!) Но, у вегетативного размножения есть и свои недостатки: у растений низкий иммунитет, они сильнее подвержены заболеваниям, менее долговечны.
Вегетативное размножение растений может быть искусственным и естественным
Искусственное вегетативное размножение - размножение черенками , листьями, частью листа. Успех вегетативного искусственного размножения зависит от земляной смеси , в которой укореняются новые растения, влаги , освещения , температуры воздуха , а также от сортовых особенностей растения, его возраста. Во время весенней обрезки комнатных растений, таких, как клеродендрум , пассифлора голубая , остается много побегов, которые легко укореняются. А сенполию и глоксинию можно размножать листьями.
При естественном вегетативном размножении участвуют вегетативные органы, которые легко укореняются сами.
Естественные вегетативные органы размножения растений
1.Например, нефролепис , хлорофитум , садовая земляника , камнеломка размножаются усами , или столонами . У всех растений, размножающихся усами, или столонами, характерен розеточный рост.
2.Некоторые растения отпускают надземные побеги - плети . Плети и усы очень похожи. На конце плети также образуется розетка. Плети образуются у живучки ползучей. В междоузлиях, в местах соприкосновения с землей на плетях образуются корни. Таким способом можно укоренять виноград, клематис , девичий виноград . Весной плеть положить на землю, присыпать землей, а осенью плеть можно разрезать на междоузлия и посадить уже как самостоятельные растения.
3.У некоторых растений у основания стебля образуются отпрыски . Многие луковичные у основания образуют отпрысковые луковички. Такими отпрысками размножается ананас, бромелия, финиковая пальма. У симподиальных орхидей боковые побеги на корневищах также можно назвать отпрысками.
Если отпрысков мало, их рост можно стимулировать. Для этого розетку отрезают с небольшой частью стебля и укореняют, а у оставшегося растения быстро появляются отпрыски.
4.У некоторых растений образуется корневая поросль . У кого растут сливы в саду, тот хорошо знаком с корневой порослью)).
5.Есть растения со сбрасывающимися побегами . К ним относятся некоторые кактусы и суккуленты , например, мамилярия, бриофиллиум (более известный, как каланхоэ), семпервивум. Попадая на землю побеги быстро укореняются и начинают расти.
6. У некоторых растений образуются дочерние луковицы, клубни, клубнелуковицы, псевдобульбы, корневища - видоизмененные органы, участвующие в вегетативном размножении. В этих органах растения накапливают питательные вещества. Таким способом размножаются многолетние растения : гиацинт , ирис , тюльпан , лилия , тигридия, флокс, лилейник , подснежник, кливия, амариллис, кринум, кислица, пион и многие другие корневищные растения.
Размножение является одним из характерных признаков всех живых организмов наряду с дыханием, питанием, движением и другими. Значение его трудно переоценить, ведь оно обеспечивает а значит, и само существование жизни на планете Земля.
В природе названный процесс осуществляется разными способами. Один из них - бесполое вегетативное размножение. Встречается оно преимущественно у растений. Значение вегетативного размножения и его разновидности будут рассмотрены в нашей публикации.
Что такое бесполое размножение
Школьный курс биологии определяет вегетативное размножение растений (6 класс, раздел "Ботаника") как один из видов бесполого. Это значит, что в ходе его осуществления не участвуют половые клетки. И, соответственно, перекомбинация генетической информации невозможна.
Это самый древний способ размножения, характерный для растений, грибов, бактерий и некоторых животных. Его суть заключается в образовании дочерних особей из материнских.
Кроме вегетативного, существуют и другие способы бесполого размножение. Самым примитивным из них является деление клетки надвое. Так размножаются и растения, а также бактерии.
Особой формой бесполого размножения является образование спор. Хвощи, папоротники, мхи и плауны размножаются именно так.
Бесполое вегетативное размножение
Часто при бесполом размножении новый организм развивается из целой группы родительских клеток. Такая разновидность бесполого размножения и называется вегетативной.
Размножение частями вегетативных органов
Вегетативными органами растений являются побег, состоящий из стебля и листа, и корень - подземный орган. Отщепляя у них многоклеточную часть или черешок, человек может осуществить вегетативное размножение.
Что такое черенкование например? Это способ упомянутого искусственного вегетативного размножения. Так, чтобы увеличить количество кустарников смородины или крыжовника, нужно взять часть их корневой системы с почками, из которых со временем восстановится побег.
А вот для размножения винограда подойдут стеблевые черешки. Из них через некоторое время восстановится корневая система растения. Необходимым условием является наличие почек на любом виде черешка.
А вот для размножения многих комнатных растений часто используют листья. Наверняка, многие разводили таким способом узамбарскую фиалку.
Размножение видоизмененными побегами
Многие растения образуют видоизменения вегетативных органов, которые позволяют им выполнять дополнительные функции. Одна из таких функций - вегетативное размножение. Что такое специальные видоизменения побегов, мы поймем, если рассмотрим отдельно корневища, луковицы и клубни.
Корневище
Эта часть растения расположена под землей и напоминает корень, но, несмотря на название, является видоизменением побега. Оно состоит из удлиненных междоузлий, от которых отходят придаточные корни и листья.
Примерами растений, размножающихся при помощи корневищ, являются ландыш, ирис, мята. Иногда названный орган можно встретить и у сорных растений. Все знают, как сложно бывает избавиться от пырея. Выдергивая его из земли, человек, как правило, оставляет части разросшегося корневища пырея под землей. И через определенное время они прорастают снова. Поэтому, чтобы избавиться от названного сорняка, его необходимо старательно выкапывать.
Луковица
Лук-порей, чеснок, нарцисс также размножаются при помощи подезмных видоизменений побегов, которые называются луковицами. Их плоский стебель именуется донцем. На нем находятся сочные мясистые листья, запасающие питательные вещества, и почки. Именно они дают начало новым организмам. Луковица позволяет растению пережить под землей трудный для размножения период - засуху или холод.
Клубень и усы
Чтобы размножить картофель, не нужно сеять семена, несмотря на то, что он образует цветки и плоды. Это растение размножается подземными видоизменениями побегами - клубнями. Чтобы размножить картофель, даже не обязательно, чтобы клубень был целым. Достаточно его фрагмента, содержащего почки, которые прорастут под землей, восстанавливая все растение целиком.
А клубника и земляника после цветения и плодоношения образует наземные плети (усы), на которых появляются новые побеги. Кстати, их нельзя путать с усиками винограда, например. У этого растения они выполняют другую функцию - возможность закрепиться на опоре, для более удобного положения по отношению к солнцу.
Фрагментация
Не только растения способны размножаться с помощью отделения своих многоклеточных частей. Это явление наблюдается и у животных. Фрагментация как вегетативное размножение - что такое? Этот процесс основан на способности организмов к регенерации - восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Например, из части тела дождевого червя может восстановиться целая особь, включая покровы и внутренние органы животного.
Почкование
Почкование - еще один способ размножения, но вегетативные почки к нему не имеют никакого отношения. Его суть заключается в следующем: на теле материнского организма образуется выпячивание, оно растет, приобретает черты взрослого организма и отщепляется, начиная самостоятельное существование.
Такой процесс почкования происходит у пресноводной гидры. А вот у других представителей кишечнополостных - - образовавшееся выпячивание не отщепляется, а остается на материнском теле. В результате и образуются причудливые формы рифов.
Увеличение количества сдобного теста, которое готовят с помощью дрожжей, кстати, тоже является результатом их вегетативного размножения, путем почкования.
Значение вегетативного размножения
Как видите, вегетативное размножение в природе распространено достаточно широко. Этот способ приводит к быстрому увеличению количества особей определенного вида. У растений для этого даже существует ряд приспособлений, в виде и побега.
Используя искусственное вегетативное размножение (что такое понятие предполагает уже было сказано ранее), человек размножает растения, которые использует в своей хозяйственной деятельности. Для него не требуется особь противоположного пола. А для прорастания молодых растений или развития новых особей достаточно привычных условий, в которых обитает материнский организм.
Однако у всех разновидностей бесполого размножения, в том числе и вегетативного, есть одна особенность. Ее результатом является появление генетически идентичных организмов, которые являются точной копией материнского. Для сохранения биологического вида и наследственных особенностей этот способ размножения идеален. А вот с изменчивостью все обстоит гораздо сложнее.
Бесполое размножение, в целом, лишает организмы возможности появления новых признаков, а значит и одного из способов адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Поэтому большинство видов в живой природе способны и к половому процессу.
Несмотря на этот существенный недостаток, при разведении культурных растений самым ценным и широко применяемым является все-таки вегетативное размножение. Человека этот способ устраивает по причине большого разнообразия возможностей, небольших по продолжительности сроков, да и количества организмов, которые размножаются описанным способом.