Rostliny opylované hmyzem. Hmyz (včely, čmeláci, mouchy, motýli, brouci) přitahuje sladká šťáva – nektar, který je vylučován speciálními žlázami – nektary. Navíc jsou umístěny tak, že hmyz, který se dostane k nektáriím, se musí dotknout prašníků a stigmatu pestíku. Hmyz se živí nektarem a pylem. A některé (včely) je i skladují na zimu.
Proto je přítomnost nektarů důležitým znakem rostliny opylované hmyzem. Jejich květy jsou navíc většinou oboupohlavné, jejich pyl je lepkavý s výrůstky na skořápce, aby přilnul k tělu hmyzu. Hmyz nalézá květy podle silného zápachu, podle jasných barev, podle velkých květů nebo květenství.
V řadě rostlin je pro mnohé z nich dostupný nektar, který přitahuje hmyz. Takže na kvetoucích mácích, jasmínu, buzulníku, leucanthemum můžete vidět včely, čmeláky, motýly a brouky. Existují ale rostliny, které se přizpůsobily konkrétnímu opylovači. Mohou však mít zvláštní strukturu květu. Karafiát s dlouhou korunou je opylován pouze motýly, jejichž dlouhé nosorožce se mohou dostat až k nektaru. Pouze čmeláci mohou opylovat lněné semínko, hledík: pod jejich váhou se spodní okvětní lístky květů ohýbají a hmyz, který se dostane k nektaru, sbírá pyl svým huňatým tělem. Blizna pestíku je umístěna tak, že na ní musí zůstat pyl přinesený čmelákem z jiné květiny.
Květiny mohou vonět přitažlivě pro různé druhy hmyzu nebo obzvlášť silně vonět v různých denních dobách. Mnoho bílých nebo světlých květů obzvlášť silně voní večer a v noci – opylují je moli. Včely přitahují sladké, „medové“ vůně a mouchy jsou pro nás často nepříliš příjemné vůně: mnoho deštníkových rostlin tak voní (splen, kravský pastinák, kupyr.
Vědci provedli studie, které prokázaly, že hmyz vidí barvy zvláštním způsobem a každý druh má své vlastní preference. Ne nadarmo v přírodě vládnou mezi denními květinami všechny odstíny červené (ale v temně je červená téměř k nerozeznání) a modré a bílé je mnohem méně. Proč tolik zařízení? Aby byla větší šance, že pylem nepřijde vniveč, ale spadne na pestík květu rostliny stejného druhu.
Po prostudování struktury a vlastností květiny můžeme předpokládat, která zvířata ji opylují. Takže vonné tabákové květy mají velmi dlouhou trubici srostlých okvětních lístků. Proto se k nektaru může dostat pouze hmyz s dlouhým proboscisem. Květy jsou bílé, dobře viditelné ve tmě. Zvláště silně voní večer a v noci. Opylovači – jestřábník, noční motýli, kteří mají sosák dlouhý až 25 cm.
Největší květina na světě – rafflesia – je natřena červenou barvou s tmavými skvrnami. Voní jako zkažené maso. Ale pro mouchy není příjemnější vůně. Opylují tuto nádhernou, vzácnou květinu.
Rostliny opylované hmyzem si vyvinuly řadu adaptací.
1. Květy jsou velké jednotlivé, pestře zbarvené. 2. Drobná květenství se sbírají obvykle v květenstvích, také pestře zbarvených. 3. Sladký šťávový nektar, umístěný v hloubi květu a produkovaný speciálními žlázami – nektary. 4. Vůně květin ve většině případů zesílí v noci. Tyto květiny jsou opylovány moly. Konvalinka, růže, levkoy, šeřík – vyzařují jemnou, jemnou vůni a květy jetele, jabloní, hrušek voní medem, proto jsou vždy obklopeny rojem včel. 5. Velký, lepkavý, drsný pyl snadno ulpívá na chlupatém těle hmyzu. Opylení hmyzem je nejúspornější a nejúčinnější metoda, která se v zemědělství široce používá ke zvýšení výnosů plodin. K tomuto účelu jsou úly speciálně umístěny na pohanková pole a zahrady a výnos je 2-3x vyšší.
Nejznámější a nejnázornější úpravy květin ve vztahu k opylujícímu hmyzu. Takže jetel červený má korunu srostlou do dlouhé trubice, takže ji může opylovat hmyz s dlouhým sosákem. Pokud se u druhu nebo skupiny rostlinných druhů vyvine přítomnost nějaké vlastnosti, pak se vzhledově shodují s návštěvníky. Obecná struktura mnoha květin se překvapivě shoduje s velikostí a strukturou těla hmyzu – opylovače, zatímco území jejich geografického rozšíření – oblasti – se také shodují.
Dobrým příkladem toho jsou druhy rodu zápasník a jetel, jejichž opylovači jsou čmeláci a včely dlouhosrsté, protože květy těchto rostlin mají korunu srostlou do dlouhé trubice. Když byl jetel poprvé přivezen jako plodina do Austrálie a na Nový Zéland, kde se tento hmyz nevyskytoval, ke křížení nedošlo, semena nedozrála. K získání semen bylo nutné přivézt čmeláky ve speciálních boxech a teprve poté byla získána úroda semen jetele.
Květiny opylované brouky.
Řada moderních krytosemenných druhů je opylována výhradně nebo převážně brouky. Jejich květy jsou buď velké jednotlivé (jako u magnólie, lilie, divoké růže), nebo malé a shromážděné v květenství, jako je bezinky, dřín, spirála a mnoho deštníků. Často takové květiny navštěvují zástupci 16 čeledí brouků, ačkoli hlavní potravou je pro ně šťáva z vegetativních částí rostlin, ovoce, trus nebo hnijící zbytky. U brouků je čich mnohem vyvinutější než zrak, takže květy, které opylují, jsou často bílé nebo matné, ale výrazně páchnou, obvykle ovocně, kořenitě nebo připomínají nepříjemný zápach kvašení. Některé rostliny opylované brouky produkují nektar, v jiných se tento hmyz živí přímo okvětními lístky nebo pylem. Ve většině případů jsou vajíčka dobře chráněna vaječníkem a jsou mimo dosah žvýkacích čelistí opylovačů.
Květiny opylované včelami, vosami a mouchami.
Včely jsou nejdůležitější skupinou zvířat navštěvujících květiny. Opylují více rostlinných druhů než kdokoli jiný. Včely žijí z nektaru, zatímco dělnice sbírají více pylu, aby se živily larvami. Jejich náustky, tělesné štětiny a další doplňky jsou speciálními úpravami, které usnadňují sběr a přenos těchto produktů. Mnoho druhů včel je vysoce specializovaných na výběr květin, které navštíví, a mají morfologické a fyziologické adaptace. Pokud tedy navštěvují rostliny velkých květů, pak je přístroj pro jejich sběr vybaven hrubými štětinami, a pokud sbírají nektar z květů dlouhou trubicí, pak jsou jejich ústní přívěsky protáhlé.
Opylení rostliny včelou. Foto: Karen Roe.
Květiny, které se vyvíjejí spolu se včelami, mají pestrobarevné okvětní lístky, obvykle modré nebo žluté, často se vzorem, který hmyz snadno rozpozná. Pro “včelí” květy jsou typické nektary na bázi korunní trubky; jsou často ponořeny tak, že jsou přístupné pouze specializovaným ústním úponům včel a jsou nepřístupné např. žvýkacímu aparátu brouků. Takové květiny mají zpravidla jakési „přistávací plochy“. Například mytník, rostlina patřící do čeledi mátovitých a mající nepravidelně tvarovaný květ. Jeho tyčinky jsou složeny tak, že prašníky jsou v úzkém helmovitém pysku koruny. Ohnutý spodní ret slouží hmyzu jako přistávací plocha. Aby získali hluboce skrytý nektar, musí čmeláci silou vmáčknout hlavu dovnitř květu. Nevyhnutelně rozšiřují mezeru horního rtu. V tomto případě se prašníky třou o sebe a práškový pyl dopadá přímo na hlavu hmyzu. Čmelák z toho samozřejmě nepociťuje žádné nepříjemnosti: po odebrání nektaru z jednoho květu letí na další. Blizna pestíku u květu mytica vyčnívá zpod horního rtu tak, že při prvním pokusu proniknout do květu se ho čmelák jistě dotkne hlavou posypanou pylem. Pyl ulpívá na lepkavém povrchu stigmy. Tak probíhá opylení – onen krátký akt, k jehož realizaci je určeno veškeré „vybavení“ květiny: nektar, barva, vůně a nakonec její složité konstruktivní formy.
Jedním z nejčastějších návštěvníků květin v severním mírném pásmu jsou čmeláci. Nejsou schopni letu, dokud teplota jejich svalů, které pohánějí jejich křídla, nedosáhne 32°C; pro jeho udržení se musí neustále živit květy bohatými na nektar. Rostliny jako skřivánek, lupina a vrba jsou pravidelně navštěvovány čmeláky. Některé z evolučně nejpokročilejších květin, zejména orchidejí, si vyvinuly složité chodby a pasti, které nutí včely vstupovat a vycházet po určité cestě. V důsledku toho se prašník a stigma dotknou těla hmyzu v určitém bodě a v požadovaném pořadí.
Květiny opylované motýly.
Květy opylované motýly jsou obvykle červené nebo oranžové. Druhy obecně opylované můry mají bílé nebo světle zbarvené květy, které jsou velmi voňavé, jako například některé druhy tabáku, a jejich silná sladká vůně se často objeví až po západu slunce.
V květech opylovaných motýly se nektary často nacházejí na bázi dlouhé úzké korunní nebo ostruhové trubice, odkud se k němu dostane pouze tento hmyz se svými protáhlými sacími ústy. Například jestřábi můry obvykle nelezou do květu jako včely, ale vznášejí se nad ním a zasouvají svůj dlouhý nos do květní trubice. V souladu s tím tyto květiny nemají „místa přistání“, pasti a složitou vnitřní strukturu, jak je pozorováno během opylování včelami. Existují i méně specializované druhy opylujících motýlů, kteří navštěvují menší květy s relativně krátkými trubkami. Hmyz po nich jen leze.
Opylení je proces přenosu pylu z prašníků rostliny na bliznu jejího pestíku.
Existují dva typy opylení rostlin:
- Křížové opylení. Může být přirozený i umělý.
- Samoopylení.
Nyní se podrobněji zastavíme u samoopylení a křížového opylení.
Samoopylení
Samosprašování je samosprašování rostliny.
Tato metoda se nachází u rostlin, které mají oboupohlavné květy. Většina rostlin produkuje semena, když se samoopylí. Například ječmen, oves, prostě. Tento typ opylení se vyskytuje také u hrachu.
Samoopylení se vyskytuje u květin, které nejsou vůbec náchylné k otevření – z tohoto důvodu je zde křížové opylení nemožné. Proto jsou v procesu samoopylení i ty nejmenší a nepopsatelné květiny schopny produkovat semena.
Avšak potomci pocházející ze samoopylení jsou považováni za málo progresivní. Rostlinám s tímto způsobem opylení neustále hrozí degenerace. Aby se s tím nějak vyrovnalo, malé procento květin v takových rostlinách je vystaveno vnitrodruhovému opylení. V důsledku vnitrodruhového opylení se získají rostliny s různými otcovskými a mateřskými primordii a také rostliny, které jsou více přizpůsobeny k přežití v průběhu přirozeného výběru. V důsledku toho – zachování druhu.
křížové opylení
Křížové opylení je opylení, které je přímo závislé na vnějších faktorech, jako je voda, vítr, hmyz a ptáci. Kdo má křížové oplodnění? Podívejme se na příklady.
Proces opylování větrem se nazývá anemofilie.
Vyskytuje se u rostlin s drobnými květy, obvykle sbíranými v květenstvích. Květiny mají obvykle hodně pylu. Je malý a suchý a vyhazuje se pomocí prašníku, který je umístěn na dlouhých tenkých nitích.
Pokud jde o blizny, jsou dlouhé a široké a navíc vyčnívají z květů, aby se k nim lépe dostal pyl. K opylení tedy dochází u obilnin a u rostlin s květenstvím ve formě náušnic (olše, bříza, chmel, topol, ořech). Kopřivy a konopí jsou také opylovány větrem, protože jejich květ se skládá z kališních lístků a jednoduchého periantu – nemohou přilákat opylovače.
Entomofilie je opylování hmyzem.
Rostliny opylované tímto způsobem mají obvykle vůni, nektar, poměrně velké květy, barvu přitahující hmyz a lepkavý pyl s výrůstky.
Proces opylení nastává v důsledku přenosu pylu hmyzem z jedné květiny na blizny druhé: takto je zajištěno opylení u oboupohlavných rostlin.
Hmyz opyluje mák, heřmánek, kalina, pohanka, šalvěj, euphorbia atd.
Ornitofilie je proces opylování ptáky.
Obvykle se tímto způsobem opylují tropické rostliny s pestrými barvami, které přitahují ptáky. Například kolibřík se účastní procesu opylování.
Hydrofilie je variantou opylení vody.
Mnoho vodních rostlin má vláknité blizny a pyl z nich je přenášen vodou a ve vzácných případech slimáky.
To se děje s rezuhou, úhořem, hornwortem, naiad, elodea, runia.
Umělé opylení
Umělé opylení je druh opylení široce používaný v ovocnářství a okrasném zahradnictví, pěstování zeleniny a lesnictví. Jeho podstatou je, že se pyl přenáší uměle: z pylu tyčinek na blizny pestíků.
Jiným způsobem se umělé opylení nazývá křížení. Díky němu mohou šlechtitelé získat nové druhy a odrůdy rostlin.
Оплодотворение
Proces oplození nastává po opylení. Jak rychle závisí na samotné rostlině. U někoho po pár týdnech, u jiného i po roce.
Hnojení je proces fúze samčích a samičích buněk.
V okamžiku, kdy dojde k opylení, je pyl na blizně. Aby došlo k oplodnění, musí být pyl vyzrálý a vytrvalý. Důležité je také mít vytvořený zárodečný vak.
Proces vývoje a růstu pylové láčky probíhá ve směru vaječníku – přes stigma a styl. Ve vaječníku přechází pylová láčka do zárodku semene a dostává se do zárodečného vaku. Po dosažení vajíčka dojde k prasknutí pylové láčky a uvolnění dvou spermií. Vegetativní buňka je zničena. Následuje fúze jedné spermie s vajíčkem a druhé s diploidním jádrem.
V prvním případě fúze roste embryo nového organismu a v druhém případě tvorba triploidní buňky pro tvorbu endospermu. Jedná se o proces dvojitého oplodnění.
Z klíčku a endospermu vzniká semínko, které je ukryto pod slupkou. Vaječník tvoří plod po oplodnění.
Opylení u krytosemenných rostlin
Opylení u krytosemenných rostlin probíhá oběma způsoby. V obou případech dopadají pylová zrna na blizny pestíků. Abychom pochopili, jak dochází k opylení, podívejme se na konkrétní příklad: hrozny.
Hrozny se opylují dvěma způsoby: cizosprašným a samosprašným. V případě samosprašnosti se v hroznech vyskytuje kleistogamie. Kleistogamie – opylení s následným oplodněním. Ve většině případů jsou hrozny opylovány větrem: struktura květu je umístěna pro takové křížové opylení.
Při opylení se na bliznu uvolňuje tajná tekutina – v této době je již připravena přijímat pyl. Takže stigma má pozitivní vliv na přilnavost pylu, chrání ho před různými infekcemi a poskytuje příznivé podmínky pro jeho klíčení.
Hrozny se také vyznačují schopností přejít z cizosprašného na samosprašné. Díky této schopnosti se druh zachoval po staletí. Také tato schopnost zajišťuje dobrý vývoj a výnos.
Mnoho sběratelů praktikuje umělé oplodnění. Podobá se křížovému opylení, ale dochází k němu spíše antropogenními faktory než biotickými a abiotickými.
Při umělém oplodnění se pyl přenáší kartáčkem nebo vatovým tamponem. Dříve se květy izolují a kastrují.
Opylení u nahosemenných rostlin
Gymnospermy jsou opylovány anemofilií. Tedy s pomocí větru.
Ukázkovým příkladem je borovice.
K opylení borovice dochází následovně: ze samčí šišky dopadá pyl na vajíčka samičích šišek. Když šiška zezelená, šupiny srostou a ztuhnou: pyl je v klidu. Klíčení pylu nastává následující léto.
Během klíčení pylu přenáší pylová láčka spermie do archegonia. Pak dochází ke splynutí jedné ze spermií s vajíčkem a vytvoření zygoty. Zygota se vyvine v embryo a z vajíčka se vyvine semeno.
Embryo se nachází v endospermu gametofytu, který akumuluje živiny. Zrání semen v šiškách nastává více než rok a půl od okamžiku oplodnění. Poté se šupiny oddělí a semena se vysypou z kužele.
