Как распространяются плоды растений. Распространение плодов и семян — Гипермаркет знаний

Лекция. Распространение плодов и семян.

Одна из причин огромного разнообразия семян и плодов – различные приспособления к их распространению.

Так как подавляющее большинство растений ведут прикрепленный образ жизни, - все они вынуждены распространяться в пространстве и во времени зачатками – диаспорами.

Процесс распространения диаспор растений – диссеминация (лат. disseminare – рассеивать, распространять).

Диссеминация необходима:

для сохранения и расширения ареала вида;

как вариант избегания экстремальных условий и периодов года (пережидание их в зародышевом, покоящемся состоянии);

для предотвращения нежелательного близкородственного скрещивания, усиления перекомбинации генов, и => для сохранения гетерозиготных гетерозисных особей;

для поддержания более или менее постоянного состава фитоценоозов.

С теоретической точки зрения – изучение способов диссеминации позволяет раскрыть особенности биологии конкретных видов, пути формирования растительных сообществ и растительного покрова.

С практической точки зрения –

1) для изучения возможностей естественного восстановления лесов после пожаров, вырубок и других воздействий.

2) в практике сельского хозяйства, знание особенностей распространения семян сорных видов помогают сократить их численность до минимума.

Основные способы расселения плодов и семян

(старый учебник с.428 – 430).

Для обозначения отдельных способов расселения растений употребляют термины, в основе которых лежит корень «хорео» - распространяюсь, расселяюсь.

Диссеминация плодов и семян

Автохория Аллохория

Барохория

Автомеханохория Анемохория Гидрохория

Геокарпия (ветром) (водой)

Зоохория Антропохория

(животными) (человеком)

1. Автохория – расселение плодов и семян самостоятельно, без участия каких-либо внешних факторов.

Автохория осуществляется в 3 формах:

Барохория – самопроизвольное опадение зрелых диаспор под собственной тяжестью (сорные растения, пальмы, ряд сложноцветных с массивными плодами и семенами и т.п.).

Автомеханохория – активное разбрасывание семян при вскрывании зрелого плода (створки плода бобовых – фасоль и т.д.; недотрога – сильное осмотическое давление в клетках, при прикосновении к зрелому плоду коробочка с силой раскрывается и семена разбрасываются; бешеный огурец – при созревании плода идёт повышение давления во внутренних тканях и при падении или внешнем воздействии – сочная мякоть вместе с семенами с силой выстреливается наружу.

Геокарпия – самосозревание плодов в почве. У ряда фиалок и арахиса после оплодотворения, благодаря геотропическим движениям плодоножек завязи зарываются в почву, где и происходит рост и созревание плодов.

Растения с автохорными плодами составляют 20 – 30% от всех цветковых растений.

2. Аллохория (греч. allos – другой) – распространение диаспор с помощью внешних факторов (ветра, воды, животных, человека).

1. Анемохория – распространение диаспор растений воздушными течениями, ветром.

Ветер самый распространненый фактор, но не всегда эффективный.

Основная масса семян и плодов переносится по воздуху. Некоторые распространяются двигаясь по снежному насту наподобие буера (семена сосны), некоторые по поверхности воды (плоды тростника), ряд растений перекати-поле переносятся ветром по поверхности земли и при этом рассеивают свои семена.

По способам переноса ветром выделяют 3 группы анемохорных растений.

1 группа. Растения с парящими семенами (парение предполагает долгий полёт семян в воздухе), что обеспечивается:

Малым весом семян (например, пылевидные семена грушанковых и орхидных);

Специальными парашютиками, волосками и хохолками-папусами (у сложноцветных и ивовых), которые обеспечивают:

Долгий полёт семени или плода;

Снижение этих семян и плодов обеспечивается гигроскопичностью парашютиков, волосков и хохолков.

2 группа. Растения с планирующими семенами (например, у клёна, ясеня, березы, вяза). Как правило такие растения имеют плоды с выростами и называются – крылатками . Летят по снижающейся траектории, так как они более тяжелые чем парящие плоды и разносятся на меньшие расстояния.

3 группа. Растения с воздушными плодами-дирижаблями (например, пустынные бобовые имеют лёгкие вздутые плоды, переносящиеся ветром как дирижабли частично по воздуху, а частично по поверхности песка, воды и т.п.). (Джузгун, клевер земляничный).

2. Гидрохория - распространение диаспор растений с помощью воды.

Диаспоры гидрохорных растений имеют приспособления препятствующие смачиванию водой и => для их семян и плодов характены:

Несмачиваемость (восковый слой, густое опушение);

Высокая плавучесть (воздухоносные полости, слизистые чехлы и т.п.).

Гидрохория характерна для гидрофитов, растений морских побережий и речных долин (кувшинка, кубышка, рдест, кокосовая пальма, ежеголовник). Наиболее эффективно по дальности – разнос семян и плодов морскими течениями.

3. Зоохория – распространение диаспор животными.

Различают эндзоохорию, эпизоохорию и синзоохорию.

Эндзоохория - распространение семян при поедании животными сочных плодов. Семена проходят неповрежденными через пищеварительный тракт и выбрасываются с экскрементами. В умеренных широтах этот способ распространения семян очень характерен для птиц поедающих яркие, сочные, питательные плоды калины, рябины, черемухи, боярышника, приспособленных для этих целей. Семена таких растений часто имеют твердую, каменистую семенную кожуру.

Эпизоохория – пассивный разнос диаспор на теле животного. Диаспоры имеют специальные приспособления (прицепки, колючки, клейкие вещества – череда, липучка, лопух) или они очень мелкие и разносятся на перьях и лапах, прилипая к ним с грязью (например, подорожник).

Синзоохория – активное распространение, связанное с запасанием пищи. Диаспоры, снабженные специальными питателными придатками – ариллусами (у хохлатки, пролески, фиалок, клещевины, чистотела) растаскиваются муравьями – мирмекохория , или ореховидные диаспоры (у сосны сибирской, дуба, бука, лещины) распространяются (невольно) грызунами (белками, мышами, бурундуками) или птицами (сойками, кедровками), которые делают кладовые, о которых потом забывают, не находят и => благодаря им происходит восстановление лесов на вырубках и пожарищах.

4 . Антропохория – распространение диаспор растений, связанное с деятельностью человека.

Антропохория может быть преднамеренной (перевозка, высев, заделка семян культурных растений) и косвенной (через поливные воды, транспортные перевозки, случайно вместе с другими культурными растениями и фуражом, с домашним скотом). Различают 3 формы антропохории.

Антропохория

Агестохория Эргазиохория

Спейрохория

Агестохория – распространение растений транспортными средствами (не зависит от приспособлений к распространению у переносимых семян и плодов).

Преднамеренная агестохория – завоз культурных растений из других природных зон и континентов (у нас это прежде всего завоз культурных растений из Америки – картофель, кукуруза, томат, подсолнечник и т.п.).

Непреднамеренная агестохория – распространение диаспор заносных – адвентивных растений попутно с другими грузами (например, у нас в области вместе с шерстью из Сибири попутно занесли адвентивное растение – крапиву коноплёволистную).

Для агестохории харктерна большая дальность и быстрота распространения.

Таким образом в Америку из Евразии были завезены многие сорняки: бодяк полевой, овсюг, подорожник большой – «след белого человека», а в Европу из Америки – карантинные сорняки – амброзия, циклахена и др.

Сначала агестохорные растения заселяют полосы вдоль железных дорог, автотрасс, территории речных портов, а потом распространяются на окружающие территории.

Спейрохория – распространение диаспор растений путём их высева. => Характерна высокая степень специализации диаспор сорных растений. Спейрохория привела к отбору специфических засорителей наиболее древних культур (пшеницы, риса, льна, проса, гречихи) и выработки у сорных растений ряда приспособлений, из-за которых их семена с трудом можно отличить от семян культурных растений (явление мимикрии).

Очень похожи плоды-зерновки у овса и сорняка-овсюга, плоды у гречихи и сорной гречихи татарской, зерновки ржи и пшеницы и т.д.

Эргазиохория – распространение диаспор растений сельскохозяйственными орудиями и машинами при обработке почвы.

Эргазиохория свойственна для сорнополевых и ряда сенокосных растений и способствует распространению диаспор в пределах обрабатываемых угодий.

Таким образом, трудовая деятельность человека создает большие возможности для расселения семян.

По эффективности, дальности разноса все способы равноценны.

По массовости наибольшее значение имеет анемо- и зоохория.

Расселение растений всегда идёт в пространстве и во времени.

После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Конечно, ветер и вода здесь широко используются как посредники в расселении, но к ним еще добавляется посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления плода, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.

Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена,

1) распространение ветром (анемохория);

2) распространение животными (зоохория);

3) распространение водой (гидрохория).

Распространение животными

Распространение семян животными, в общем, более надежно, так как животные обычно посещают плодородные участки, подходящие для прорастания семян. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут. Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур .

Рис. 1. Плоды, распространяемые животными

Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка.

Примерами сочных плодов служат плоды сливы, ежевики, земляники, томата, яблони. Мясистые части этих плодов служат пищей животным и птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает, и семена проходят через кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.

Распространение ветром

Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика, и крылатки, как, например, у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клѐна, граба.

Рис. 2. Плоды и семена, распространяемые ветром

У ряда растений, например у мака, чернушки, наперстянки, лихниса, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.

Семена некоторых растений, например, орхидей, настолько мелкие и лѐгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов. Вскрытие у них происходит путѐм растрескивания по шву между плодолистиками, как, например, у бобов. Семена при этом либо выбрасываются из плодов более или менее сильным толчком, либо просто выпадают из них. Некоторые из таких семян имеют приспособления для распространения ветром (например, у кипрея). Коробочки тоже бывают вскрывающимися (например, у мака и кипрея), причѐм у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).

Распространение водой

В клетках стенки завязи накапливаются такие вещества как белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и др. Лишь немногие

плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды.

Рис. 3. Плоды, распространяемые водой

Кокосовый орех - костянка с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, происходящей из ножки семязачатка.

Случайное распространение

Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа их распространения не является строгим. Во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трѐх способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно.

Растения стремятся размножаться всеми мыслимыми и немыслимыми способами, однако, стоит помнить, что не только семена важны для дальнейшего распространения растений на той или иной территории. Очень важное значение для культурных растений имеет окружающая среда и климатические условия. Только при наличии тепла, влаги и кислорода растение может развиваться. Если же хотя бы одного из этих компонентов не хватает, то растение погибает. Итак, давайте рассмотрим, как распространяются семена.

Способы распространения семян

Именно по этой причине очень многие семена стремятся как можно быстрее попасть в приемлемый для них климат. Биологии известно как минимум о восьми способах распространения семян культурных растений. Рассмотрим каждый способ того, как распространяются семена растений.

• Первый способ распространения семени – это его внешняя приспособленность и готовность к тому, что оно будет перенесено на дальнее расстояние. Например, огромное количество семян имеют такие приспособления, как шипы или крючки, при помощи которых они могут прикрепляться к одежде человека или к шерсти животного и переноситься на расстояния.
• Вторая разновидность семян – это прилипалы. Расположены они в достаточно клейких ягодах растений. Такие ягоды употребляют в пищу пернатые, и когда они начинают их клевать, то семена прикрепляются к перьям и путешествуют на птице очень большие расстояния.
• Кроме того, известен еще один не совсем обычный способ того, как распространяются плоды и семена. Он заключается в том, что подобные растения произрастают около водоёмов или же вовсе в воде. Семена перемешиваются с грязью или водой, после чего переносятся на лапах животных или же на обуви людей. Также подобные семена могут прилипать и к лапам птиц с грязью.
• Кроме того, существуют и такие растения, которые употребляются в пищу животными. Они, поедая вкусную начинку, не задумываются о том, что вместе с этим к их рту пристало много семян, и когда они улетают путешествовать, то семена переносятся на далекие расстояния вместе с ними.
• Однако не стоит умалять влияние человека на распространение семян диких растений по земле. Мы переносим тысячи растений на своей одежде, даже не зная об этом. К примеру, когда мы собираем очень маленькие семена, то нередко отсеиваем те, которые не подходят по размеру или еще по каким-либо причинам. Оно закрепляется на нашей обуви или одежде и транспортируется в далекие края.
• Однако семена могут разбрасываться по земле и ветром. Распространяются семена, таким образом, по воздуху достаточно самостоятельно. Это различные пушистые приспособления, которые помогают семечку управлять полетом. Некоторые семена даже имеют небольшие крылышки или приспособления, похожие на парашют.
• Следующая категория семян, которые распространяются самостоятельно – это так называемые «пловцы». Они передвигаются по водоёму при помощи течения реки.
• Существует и особая категория растений, которые, чтобы распространить свои семена на расстояния, взрываются. После того, как произойдет полное созревание, плоды растений высыхают и лопаются, выбрасывая семена на немалый радиус.

Таким образом, растения распространяются не только при помощи живых существ, но и самостоятельно.

Казалось бы, зимой сложно наблюдать за жизнью растений – деревья и кустарники в глубоком сне, трава скрыта под снегом. Однако именно зимой мы начинаем наши ботанические экскурсии – вторая половина зимы подходит для того, чтобы начать проращивать на подоконниках семена, пересаживать комнатные растения.

Начнем со знакомства с семенами. Во время прогулки наберите увядшие, но сохранившие форму соцветия травы и сорняков, которые растут в городе (полынь, пижма, тысячелистник, подорожник и пр.). Сразу же сложите их в полиэтиленовый пакет соцветиями вниз. Можно также сорвать плоды деревьев и кустов, которые остались на деревьях зимой – ясеня, сирени, чубушника, рябины, шишки сосны и ели.

Дома возьмите белый лист бумаги и потрясите коробочки семян над листом. Ягоды можно разрезать пополам, коробочки – аккуратно раскрыть.

Какое разнообразие семян! Рассмотрите их форму, размер. Можно зарисовать соцветия или плоды — и семена, которые находились в них, крупным планом.

Задача растения – обеспечить своим «детям»-семенам как можно более комфортные условия для роста. А значит, взойти семена должны как можно дальше от растения-родителя, чтобы не мешать друг другу. Поэтому все семена тем или иным образом путешествуют. Посмотрите на те семена, которые удалось найти вам.

Способы распространения семян растений

Если среди них есть шишки сосны или ели, аккуратно откройте чешуйки шишки. Внутри прячется маленькое семечко-крылатка. Подбросьте его вверх – семечко, кружась, полетит к земле. Сосновые и еловые семена путешествуют по воздуху . Попробуйте вспомнить, какие еще растения отправляют своих детей «в полет»? (Клен, липа, береза, одуванчик, бодяк)

Если вам попались ягоды, извлеките из мякоти семена. Они тоже путешествуют, но совершенно другим способом. Семена рябины переносят свиристели, дрозды и снегири. Ягода – приманка для птицы, но сами семечки птицы не переваривают. Вместе с птичьим пометом семечко окажется на новом месте. Какие еще растения пользуются птичьей любовью к вкусненькому? (Зимой – боярышник, калина, черноплодная рябина. Летом — вишня, клубника, малина)

Кстати, при помощи птиц и белок ищет себе новое место для жительства и дуб. Плоды дуба – желуди – с удовольствием запасают на зиму сойки и белки . Только вот вспоминают про свои запасы не всегда – сойка, к примеру, прячет до ста желудей за сезон, а находит – не больше половины. Остальные желуди взойдут весной на новом месте. (В лесу таким же образом «путешествует» лещина – лесной орех).

Есть у растений и еще один способ передвижения, в котором ему помогают как животные, так и человек. Не попалось ли вам торчащих из снега соцветий подорожника? Есть предание, что в Америке индейцы называли это растение «следом белого человека». Почему? Оказывается, семена подорожника – липкие, они пристают к подошвам обуви . На подошвах семена перебрались через Атлантический океан, где и взошли по обочинам тропинок и дорог, по которым путешествовали переселенцы из Европы. Кстати, русское название подорожника тоже намекает нам на этот хитрый способ перемещения.

Но таким образом путешествует не только подорожник – за одежду и шерсть животных крошечными «крючками» цепляются репешок и череда, прилипает к подошвам полынь. Дети точно могут вспомнить растение, которому сами оказали помощь, играя его цепкими шариками – это лопух со своим плодом–репейником, который так хорошо виснет на куртках и рубашках.

В нашем климате мы не найдем растений, которые используют для перемещения водные пути сообщения. Но есть и такие растения, которые активно их используют. В Ботаническом Петербурга хранится один экспонат: огромное семя. Его нашли в 1921 году на берегу Ледовитого океана. Семена такого размера не растут в суровом северном климате, поэтому находку передали Ботаническому музею. Здесь семя определили — оно оказалось гигантским семенем тропического растения энтады, «слоновой лианы». Наиболее интересная особенность этих твёрдых семян с толстым прочным покровом - их большая плавучесть, семена энтады могут плавать в морской воде и не тонуть в течение целого года. Морские течения разносят эти нетонущие семена по всем тропическим странам. Одно из таких семян и приплыло к побережью Ледовитого океана. Можно попытаться проложить по карте его маршрут! От берегов тропической Америки через весь Атлантический океан до берегов северной Европы проходит громадное течение Гольфстрим. Семя, очевидно, начало своё путешествие где-нибудь на берегу Антильских островов, попало в Мексиканского залива, там его подхватил Гольфстрим и понес мимо полуострова Флориды к северу, а дальше — через Атлантический океан. Проплыв между Исландией и Норвегией к европейским берегам, семя попало в холодное Баренцево море. Тут-то в непогоду его и выкинуло на песок. Таким же образом умеют путешествовать кокосовые орехи.

У вас остались семена, которые вы рассматривали. Если у вас есть возможность – попробуйте посадить их! Горшок лучше всего накрыть полиэтиленовым пакетом, создав таким образом маленький «парник». Можно подписать горшки и провести настоящую научную работу – пронаблюдать, какие семена взойдут первыми, каких всходов окажется больше.

Предлагаю в комментариях делиться своими наблюдениями и дополнениями о том, как перемещаются семена! Очень любопытно! И конечно жду фото

Половое размножение у семенных растений, к которым относятся цветковые и голосеменные, осуществляется с помощью семян. При этом обычно бывает важно, чтобы семена оказались на достаточно удаленном расстоянии от родительского растения. В этом случае больше шансов, что молодым растения не придется конкурировать за свет и воду как между собой, так и со взрослым растением.

Покрытосеменные (они же цветковые) растения в процессе эволюции растительного мира решили проблему распространения семян наиболее успешно. Они «изобрели» такой орган как плод.

Плоды служат приспособлением к определенному способу распространения семян. По-сути, чаще всего распространяются плоды, а семена вместе с ними. Поскольку способов распространения плодов достаточно много, то существует множество разновидностей плодов. Основными способами распространения плодов и семян являются следующие:

с помощью ветра,

животными (в том числе птицами и человеком),

саморазбрасыванием,

с помощью воды.

Плоды растений, которые распространяются ветром, имеют специальные приспособления, увеличивающие их площадь, но не увеличивающие их массу. Это различные пушистые волоски (например, плоды тополя и одуванчика) или крыловидные выросты (как у плодов клена). Благодаря таким образованиям, семена долго парят в воздухе, а ветер их относит всё дальше и дальше от родительского растения.

В степи и полупустыне нередко растения засыхают, и ветер обламывает их у корня. Перекатываемые ветром, засохшие растения рассыпают по местности свои семена. Таким «перекати-поле» растениям, можно сказать, не нужны даже плоды для распространения семян, так как с помощью ветра их распространяет само растение.

С помощью воды распространяются семена водных и околоводных растений. Плоды таких растений не тонут, а уносятся течением (например, у ольхи, растущей по берегам). Причем это не обязательно мелкие плоды. У кокосовой пальмы они крупные, но легкие, поэтому не тонут.

Приспособления плодов растений к распространению животными более разнообразные. Ведь животные, птицы и человек могут по-разному распространять плоды и семена.

Плоды некоторых покрытосеменных приспособлены к тому, чтобы цепляться за шерсть животных. Если, например, животное или человек пройдет рядом с репейником, то за него зацепится несколько колючих плодов. Рано или поздно животное их сбросит, но семена репейника окажутся уже относительно далеко от исходного места. Кроме репейника, примером растения с плодами-зацепками является череда. Ее плоды относятся к типу семянки. Однако у этих семянок есть маленькие шипы, покрытые зубчиками.

Сочные плоды позволяют растениям распространять их семена с помощью животных и птиц, которые поедают эти плоды. Но как же они их распространяют, если плод и семена вместе с ним съедены и переварены животным? Дело в том, что переваривается в основном сочная часть околоплодника плода, а вот семена - нет. Они выходят из пищеварительного тракта животного. Семена оказываются далеко от родительского растения и окружены пометом, который, как известно, неплохое удобрение. Поэтому сочный плод можно считать одним из самых успешных достижений эволюции живой природы.

Существенную роль в распространении семян сыграл человек. Так плоды и семена многих растений были случайно или намеренно завезены на другие континенты, где они смогли прижиться. В результате сейчас мы можем, например, наблюдать как в Америке растут растения, характерные для Африки, а в Африке - растения, родина которых Америка.

Существует вариант распространения семян с помощью разбрасывания, а точнее саморазбрасывания. Конечно, это не самых эффективный метод, так как семена оказываются всё-равно близко к материнскому растению. Однако такой способ нередко наблюдается в природе. Обычно разбрасывание семян характерно для плодов типа стручок, боб и коробочка. Когда боб или стручок засыхает, его створки скручиваются в разные стороны, и плод растрескивается. Из него с небольшой силой вылетают семена. Так распространяют свои семена горох, акация и другие бобовые.

Плод коробочка (например, у мака) колышется на ветру, и их него высыпаются семена.

Однако саморазбрасывание характерно не только для сухих семян. Например, у растения под названием бешеный огурец семена вылетают их сочного плода. В нем скапливается слизь, которая под давлением выбрасывается вместе с семенами.