Размножение растений

Размножение – совокупность процессов, приводящих к увеличению числа особей какого-либо вида.

Все способы, с помощью которых осуществляется размножение растений, можно свести к двум основным типам: вегетативному и генеративному.

Вегетативное размножение – это увеличение числа особей данного вида посредством отделения жизнеспособных частей вегетативного тела растения. При данном типе размножения, вновь образуемые организмы генетически не отличаются от исходных; потомство называют клоном. Основу вегетативного размножения составляет способность к регенерации, что связано с наличием меристем.

Генеративное размножение связано с повторяющимся чередованием в жизненном цикле растения двух ядерных фаз — гаплоидной и диплоидной. Это обусловлено двумя альтернативными процессами: оплодотворением и редукционным делением (мейозом). Вследствие оплодотворения, состоящего в слиянии гаплоидных ядер мужской и женской половых клеток (гамет), гаплоидная фаза сменяется диплоидной. Переход диплоидной фазы в гаплоидную связан с редукционным делением некоторых клеток диплоидного растения, что приводит к образованию мейоспор.

У многих высших растений гаплоидная и диплоидная фазы представлены морфологически разными поколениями, называемыми гаметофитом (половое поколение) и спорофитом (бесполое поколение). Поэтому и цикл их развития называют гетероморфным.

К генеративному размножению относят бесполое, половое и семенное размножение.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение может происходить в природе без вмешательства человека (естественное размножение) или может быть связано с его деятельностью (искусственное размножение). Относятся следующие способы:

1. Партикуляция. Естественная партикуляция – это расщепление растения на фрагменты (партикулы) вследствие отмирания и последующего сгнивания центральной части корневой системы. Отделившиеся партикулы способны к самостоятельному существованию, если наряду со стеблем имеют и корни.

Искусственная партикуляция – это деление куста. Так размножают, например, пионы, флоксы, маргаритки.

В результате партикуляции из одного растения возникает несколько новых, имеющих тот же возраст, что и исходное растение.

2. Сарментация. Данный способ характеризуется тем, что новые особи отделяются от исходного растения после их укоренения. В результате происходит полное омоложение новых растений. Варианты сарментации:

• размножение отводками – укоренившейся ветвью. У отводков в узлах развиваются корневые системы, после его они могут расти самостоятельно и образовывать нормальные растения. Это обычно свойственно кустарникам (смородина, черемуха) и деревьям (липа, полегающие лапы ели, пихты).

При искусственном размножении отводками ветвь специально прижимают к почве для укоренения (смородина, крыжовник).

• размножение специализированными побегами – плетями (будра), усами (земляника), столонами (кислица). Данный способ характерен для травянистых растений с лежачими и ползучими побегами, которые укореняются в узлах, а перезимовав, отделяются от материнского растения, превращаясь в самостоятельные особи.

Искусственно усами размножают клубнику, садовую землянику.

• размножение корневищем. Данным способом размножаются очень многие дикорастущие растения (пырей, иван-чай, ландыш, мать-и-мачеха, мята, ирис, тростник и др.). В культуре он применяется реже (ревень, спаржа).

• размножением турионом – зимующей крупной почкой у некоторых водных растений. Например, турион к осени развивается на концах столонов у плавающего на поверхности воды водокраса и вместе с материнским растением опускается на дно. Весной столон отмирает, а турион всплывает и из него развивается новое растение.

• размножение корневыми отпрысками (порослью) – побегами, развившимися на корне из придаточных почек. Таким путем размножаются многие древесные (айва, рябина, сирень, осина, тополь, ольха) и травянистые (хрен, осот, бодяк) растения. Потребляя запасы органических веществ, отложенные в корнях материнского растения, побеги растут очень интенсивно и быстро, перехватывая пищу у старых стеблей и замедляя их рост.

Поросль может возникать и пневая, которая появляется в основании пня из придаточных почек коры после рубки деревьев или после гибели кроны дерева.

При искусственном размножении отпрыски надо пересаживать с частью материнского корня. Именно пневой и корневой порослью возобновляют насаждения срубленного леса, она дает возможность спасти ценный сорт плодового (яблоня, груша, черешня) или декоративного (платан, пестролистный клен и др.) дерева, если крона зимой отмерзла.

3. Вегетативная диаспория. В качестве диаспор могут выступать:

• фрагменты побегов. Например, у ивы очень ломкие ветки; опадая, они переносятся течением воды на довольно далекие расстояния и, будучи выброшенными на берег, укореняются, давая начало новым особям. Данным способом размножается и элодея.

• клубни (картофель топинамбур), луковицы (лук, тюльпан, лилия), клубнелуковицы (шпажник, безвременник). Способность к размножению определяется наличием на них почек.

• филлокладии – видоизмененные фотосинтезирующие побеги. Так размножается ряска, в короткое время покрывающая всю поверхность заселенного ею водоема.

4. Черенкование. Это способ искусственного размножения, при котором в качестве черенка используют отрезок вегетативного органа, который может укореняться и образовывать побеги. Черенки бывают стеблевые (побеговые), листовые и корневые.

При размножении стеблевыми черенками (герань, бегония, смородина) выявляется полярность. Сущность ее заключается в физиологическом различии между нижней и верхней частью черенка: корни развиваются на его морфологически нижнем конце, обычно в области узлов, где много запасающей паренхимы.

5. Прививка – пересадка части одного растения на другое с последующим их срастанием. Корнесобственное растение называют подвой, а ту часть, которую прививают – привой. В качестве привоя обычно используют черенок или отдельную почку (глазок). При этом учитывают полярность. Используется для размножения многих культурных сортов плодовых растений, которые прививают на дикорастущее растение, отличающее большей приспособленностью к местным неблагоприятным условиям.

6. Микроклональное размножение. В основе лежит способность любой соматической клетки в определенных условиях вне организма развиваться в целое растение.

Необходимыми условиями являются стерильность, питательные смеси из макро- и микроэлементов, витаминов, регуляторов роста, углеводов, оптимальные условия температуры и влажности воздуха, аэрация и рН среды, а на последних стадиях – освещенность.

Этот способ размножения является не только наиболее эффективным способом получения высококачественного посадочного материала из элитного исходного, но существенно ускоряет сроки размножения, а также дает возможность получения безвирусного посадочного материала.

Одним из направлений микроклонального размножения является соматическая гибридизация, которая осуществляется путем слияния протопластов, изолированных из различных живых клеток. Культивирование протопластов приводит к тому, что они синтезируют новую клеточную оболочку и дальше делятся с образование новых колоний. В результате роста каллюсных тканей возникают корешки и почки новых побегов, а в дальнейшем целые растения, которые цветут и дают жизнеспособные семена. Таким образом получены гибриды злаковых зерновых культур, картофеля, томата, ряда древесных растений.