Животные которые помогают опыляться цветкам. Роль животных в опылении и распространении растений. Распространение сухих плодов

Следующим очень важным этапом размножения цветковых является опыление- перенос пыльцевых зерен на рыльце пестика (напомнить, что у голосеменных пыльцевые зерна при опылении попадают непосредственно на семязачаток). Обращаем особое внима­ние на огромное разнообразие у цветковых растение адаптаций, обеспечивающих или облегчающих опыле­ние. Пыльца переносится на рыльце пестика различ­ными способами, но в зависимости от того, с какого цветка эта пыльца берется, выделяют два основных типа: самоопыление и перекрестное опыление.

Способы опыления

У перекрестноопыляемых цвет­ковых растений очень разнообразны. Условно их можно разделить на две группы. В первой перенос пыльцы осу­ществляется животными, главным образом, насекомы­ми, а также некоторыми позвоночными (большинство из которых также освоили воздушную среду - птицы и летучие мыши). Во второй группе пыльца переносится абиотическими факторами - ветром и реже водой.

У растений, опыляемых животными, обычно фор­мируются различные адаптации, способствующие при­влечению опылителей. Обычно они имеют яркоокрашенные крупные цветки. Если цветки мелкие, то они, как правило, оказываются собранными в соцветия, что также зрительно увеличивает их. Однако размеры, ок­раска и форма цветка позволяют опылителю только увидеть его. Для стимуляции животного исполнить роль опылителя обычно недостаточно, поэтому растения на­ряду с этим привлекают еще и пищей, которой чаще всего является нектар, выделяемый нектарниками (бо­лее подробно о нектарниках рассказано в разделе, по­священном выделительным тканям). Некоторые расте­ния также образуют большое количество пыльцы, которую опылители охотно поедают. Необходимо, что­бы пыльца любым способом попала на опылителя, ко­торый переносит ее на другой цветок этого же вида.

Биотическими опылителями являются насекомые, птицы и млекопитающие. Соответственно различают энтомофилию , орнитофилию и зоофилию.

Энтомофилия, или опыление насекомыми, чрез­вычайно широко распространено в природе. Роль насе­комых в историческом развитии покрытосеменных трудно переоценить, однако и сами насекомые многим обязаны цветковым. В итоге наблюдается большое раз­нообразие взаимных адаптаций, которые выработали растения и насекомые. Эти адаптации порой бывают настолько узкими, что растение может опыляться лишь определенным видом насекомых.

Чаще всего расте­ние привлекает насе­комых пищей - некта­ром или пыльцой. При этом нектар вы­деляется именно в то время суток, когда опылитель активен - днем или ночью. Цветки таких расте­ний обычно крупные и яркие. Однако на­секомые зачастую воспринимают окраску цветков со­всем иначе, нежели человек, поскольку они восприни­мают свет, не доступный нам (например, ультрафиоле­товые лучи). Это обстоятельство хорошо из­вестно пчеловодам, которые могут ночью осматривать улей, пользуясь для освещения фонарем, используе­мым фотографами при проявке фотопленок и печата­нии снимков. Этот фонарь излучает длинноволновый красный свет, которые пчелы не видят, но видит чело­век. Если бы пчеловод использовал при этом фонарь с синим светом, то он был бы неминуемо опознан пчела­ми и искусан. По мнению ботаников, незаметные для человека обозначения на частях цветка служат для насекомого указателем месторасположения нектарни­ков, т. е. цветок представляет собой своеобразную кар­ту, понятную опылителям. Многих насекомых привлекает не только (или не столько) нектар, но и пыльца. Энтомофильные растения обычно вырабатывают пыльцу в большом количестве, кроме того, отдельные пылинки имеют шероховатую по­верхность наружной оболочки, что способствует их при­липанию к покровам насекомого. Часто пыльца скаты­вается в комочки - поллинии (рис. 300), которые и при­липают к телу опылителя (например, у орхидных). Те же пчелы активно собирают пыльцу (рис. 301) и пере­носят ее в гнездо на своих лапках (обножки). Там они отделяют комочки пыльцы, складывают ее в ячейки и утрамбовывают головой. Когда часть ячейки оказывает­ся частично заполненной, пыльца заливается медом и. В результате броже­ния углеводов меда об­разуется молочная кис­лота, которая обладает консервирующим дей­ствием, из-за чего пыльца может долго храниться. Обработан­ная таким образом пыльца называется пер­гой. Она очень богата белками, что особенно важно для пчел, по­скольку основу их ра­циона составляют угле­воды нектара. Понятно, что расте­ния, опыляемые днем, имеют более яркие цветки, тогда как цветки «ночных» растений обычно окрашены в светлые тона - белые, жел­тые, светло-красные и т.д., чтобы выглядеть контраст­но на общем темном фоне. Интересно, что многие ноч­ные насекомые обладают цветовым зрением и хорошо различают не только яркость, но и оттенки. Цветки привлекают насекомых не только внешним видом, но и запахом. Обычно для этого выделяются эфирные масла, которые представляют собой сложную смесь различных органических соединений (спирты, фенолы, альдегиды, эфиры терпены и т.д.). Все эфир­ные масла летучи, им свойствен резкий и чаще всего приятный запах.

Рис. 300. Пыльца некоторых орхидных, соединенная в тетрады и поллинии, и ее прорастание:

А - венерин башмачок (Cypripedium insigne): Б - каланта вейча (Calanthe veitchii); В - любка двулистная - Platanthera bifolia (по Поддубной-Арнольди)

Рис. 301. Сбор пыльцы: А- последовательные фазы (1,2,3,4) наполнения корзиночки пыльцой (обножкой); Б- препровождение пыльцы со щеточек в корзиночки во время полета пчелы; В- пчела во время полета с обножкой в корзиночках задних ног. Средними ногами пыльцевой комочек как бы оформляется.

Среди составных компонентов наиболее распрост­ранены монотерпены (С 10 Н 16), причем как алифатичес­кие, так и циклические. Примером алифатических (ациклических) является линалоол , который придает цветкам ландыша характерный запах. Близ­кие по химическому строению к линалоолу гераниол, цитронеллол и нерол обеспечивают запах цветкам розы. Коричный спирт определяет запах гиацинта, кетон пармон - фиалки, смесь из линалоола, индола, бензилацетата и жасмона - жасмина и т.д. Эфирные масла широко используются человеком в парфюмерной промышленности и в медицине. Наи­более известно в этом отношении розовое масло, для производства которого выращиваются обширные план­тации роз. Примерно 80% всего объема розового масла получается из одного вида - Rosa damascena, причем для получения одного килограмма масла необходимо переработать 35 млн. розовых лепестков. Установлено, что у насекомых обоняние развито очень хорошо, они способны различать запахи, даже если концентрация летучего вещества в воздухе край­не мала (более подробно об этом рассказано в разделе, посвященном насекомым), поэтому насекомые легко на­ходят цветки. Поскольку отдельные части цветка ис­точают разные запахи, насекомые легко их определя­ют и более легко ориентируются в цветке. Отдельно следует выделить растения, цветки кото­рых выделяют вещества, напоминающие половые аттрактанты насекомых.

Рис. 3 0 3. Опыление офриса насекомоносного (Ophrys insectifera): 1 - общий вид растения; 2 - цветок; 3, 4 - оса в процессе псевдокопуляции; 5 - голова осы с прикрепившимися к ней поллинариями (по В. Н. Гпадковой)

это те вещества, которые выделяют самки насекомых в период размножения для привлечения самцов. Приле­тевшие на запах возбужденные самцы пытаются копу­лировать с цветком (который вдобавок ко всему еще имеет форму насекомого) и при этом покрываются пыль­цой, которую они потом переносят на другой цветок. Такие адаптации выработали некоторые орхидные, опы­ляемые одиночными перепончатокрылыми (рис. 303).

Таким образом, у растений имеется дальняя сигна­лизация, стимулирующая прилет опылителя, и ближ­няя сигнализация, стимулирующая посещение опыли­телем цветка. Однако у разных насекомых дальняя и ближняя сигнализация воспринимается разными орга­нами чувств. Например, у дневных опылителей прилет стимулируется внешним видом цветка, его размерами, окраской, формой, определяемыми зрительно, тогда как у ночных насекомых фактором дальнего привлечения является запах. Например, цветки душистого табака опыляются ночными бабочками. Поэтому они днем зак­рыты, а ночью распускаются и усиливают аромат. За­пах привлекает издалека не только ночных насекомых, но и многих дневных. В особенности это относится к цветкам, которые источают запах гниющего мяса или экскрементов (например, раффлезии, аронники, стапе- лии). Такие цветки привлекают тучи мух, которые и опыляют цветки. Как мы уже говорили, растения вырабатывают морфологические адаптации, которые обеспечивают попадание пыльцы на опылителя. Обычно строение цветка таково, что, добираясь до желанного нектара, опылитель покрывается пыльцой. Перелетая затем на другие цветки, он трется измазанным телом о рыльце, и пыльцевые зерна прилипают к нему. Нередко цветок при этом имеет очень сложное строение и вынуждает насекомое проделать движения, необходимые для по­падания на него пыльцы (рис. 304).

Тесное и взаимовыгодное сотрудничество насекомых и покрытосеменных оказалось чрезвычайно плодотвор­ным. Поэтому в настоящее время цветковые доминиру­ют в царстве растений и имеют самое значительное ви­довое разнообразие. Это же относится и к насекомым, численность видов которых значительно превышает коли­чество видов всех остальных животных, вместе взятых.

Орнитофилия , т.е. перенос пыльцы птицами-опылителями, распространена менее широко, чем энтомо­филия. Чаще всего опыление производят мелкие пти­цы, такие как колибри (рис. 305) и цветочницы в Аме­рике, нектарницы, белоглазки и медососы в Евразии, гавайские цветочницы. Такие птицы обычно собирают нектар в полете, для чего они зависают в воздухе на­подобие бабочек-бражников (размеры колибри могут быть даже меньше крупных бабочек) и исследуют цвет­ки с помощью очень длинного клюва. Если цветок круп­ный, то птица попросту садится на него. Опылителями могут быть и довольно крупные птицы, например по­пугаи лори, обитающие в тропической Азии. У этих попугаев очень свое­образный язык - его кончик представ­ляет собой кисточ­ку, с помощью кото­рого птица поглоща­ет нектар. Нектар орнитофильных рас­тений гораздо более жидкий, чем у энтомофильных (содер­жание сахара всего

около 5%), но его образуется очень много.

Орнитофилия в основном распространена у тропи­ческих и экваториальных растений, однако встречается и у растений умеренного климата. Систематическое по­ложение их различно - они относятся как к двудоль­ным (миртовые, бобовые, вересковые и др.), так и к од­нодольным (банановые, лилейные, бромелиевые и др.).

Рис. 304. Опыление орхидейных: башмачок настоящий: А- верхушка побега; Б- насекомое садиться на край губы и соскальзывает внутрь ее; В – насекомое ползет а направлении «окон» (1- комок пыльцы-поллиний); Г – голова насекомого показалась из узкого отверстия расположенного в потную к пыльнику; Д- насекомое с комком липкой пыльцы (2) на спине; пальчатокоренник освистый; Е – насекомое извлекает поллиний; Ж – насекомое вводит поллиний, наклонившийся во время полета в рыльцевую ямку.

Самоопыление

Самоопыление встречается у относительно небольшого числа цветковых. В этом случае не происходит обмен генетической информацией между разными особями, поскольку пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика либо из пыльника одной из тычинок этого же цветка, либо с другого цветка, расположенного на том же растении. Поскольку все события происходят в пределах одной особи, при самоопылении не происходит обмен генетической информации, а имеют место лишь комбинативные изменения наследственного материала в ходе соответствующих процессов в мейозе (при спорогенезе). Отсутствие новых аллелей приводит к появлению чис­тых линий гомозиготных популяций в пределах одного вида, неспособных обмениваться генами, подвергшимися мутациям (в том числе полезных), поэтому процессы ви­дообразования в этих популяциях идут самостоятельно.

Постоянное самоопыление возникает при физичес­кой невозможности (в силу каких-либо объективных причин) переноса пыльцы с одного растения на другое, при этом обмен растениями пыльцой в обычных условиях не происходит. Такой тип опыления можно рассмат­ривать как адаптацию, поскольку для растительного орга­низма не доступна пыльца с других растений и использование собственных пыльцевых зерен представляется единственной возможностью образовать семена. Случай­ное самоопыление происходит у многих покрытосемен­ных в том случае, когда цветки обмениваются между со­бой пыльцой, но наряду с этим на рыльце возможно попадание пыльцевых зерен, образованных в собственном цветке. В этом случае образуется относительно небольшой процент гомозиготных организмов. Наконец у ряда покрытосеменных в обычных условиях рыльце опыляется чужой пыльцой, но если по каким-либо причинам этого долго не происходит, в последний момент (когда плодолистик еще сохраняет способность воспринимать пыльцевые зерна) на рыльце попадает собственная пыльца, запас которой все это время имеется в цветке. В этом случае самоопыление представляет собой вынужденное событие, но это также представляет собой адаптацию, поскольку совершенно очевидно, что с точки зрения биологической целесообразности лучше произвести самоопыление и сформировать плоды семенами, чем не опылиться вовсе и, соответственно, остаться без семян. Отметим, что самоопылением считается не только перенос с тычинки на рыльце того же самого цветка, но и опыление пыльцой другого цветка, расположенного на том же растении. Причем последний способ самоопыления (он называется гейтеногамией) является единственным возможным у форм с однополыми цветками, поскольку у них тычинки с пыльниками и плодолистики с рыльцами находятся в разных цветках.

Перекрестное опыление

Перекрестное опыление, или ксеногамия (греч. хеnos чужой, gamos - брак), представляет собой перенос различными способами пыльцы из пыльника одного растения на рыльце другого. Этот тип опыления у цветковых значительно более распространен, чем самоопыление. В этом случае между разными особями одного вида обязательно происходит обмен аллелями, что приводит к увеличению доли гетерозиготных организмов. Это справедливо можно рассматривать как преимущество по сравнению с самоопылением, поскольку здесь не происходит генетической изоляции отдельных клонов, а возникшие мутации свободно распространяются в пределах популяции.

Для того чтобы произошло перекрестное опыление цветки выработали различные адаптации, которые либо вообще исключают саму возможность самоопыления, либо в какой-то степени ограничивают её вероятность. Следует отметить, что полное отсутствие самоопыления не так уж и полезно для вида, поскольку в этом случае растение оказывается неспособным произвести семена, если по каким-либо причинам не произошло перекрестное опыление(например, отсутствие соответствующих опылителей, низкая плотность произрастания особей данного вида и др.). Для растения наиболее целесообразным является приобретение таких приспособлений, которые до последнего момента будут способствовать перекрестному опылению, но если оно не произойдет, обеспечат самоопыление, и растение при этом сможет образовать семена (пусть даже используя для этого лишь свой генетический материал). Приспособления, ограничивающие самоопыление, очень разнообразны. Рассмотрим некоторые из них.

Двудомность является наиболее надежным способом предотвращения самоопыления. Иными словами, у двудомных растений самоопыление в принципе невозможно, поскольку мужские женские цветки находятся на разных растениях (мужских и женских). Однако не следует считать, что такие растения приобрели идеальную адаптацию. Действительно, у них всегда происходит полноценная комбинация генетического материала и обмен аллелями, но у двудомных растений семена производят лишь женские организмы, так как мужские лишь продуцируют пыльцу. К двудомным растениям относят тополь, иву, осину, коноплю и др.

Своеобразным компромиссом между «достоинствами» и «недостатками» одно- и двудомных растений представляются описанные выше растения, у которых на одной особи развиваются не гермафродитные, а однополые цветки. Однако у них велика вероятность опыления пыльцой с мужских цветков собственного растения. У некоторых растений на одной особи могут развиваться как гермафродитные, так и однополые цветки. Если при этом образуются обоеполые и только мужские (но не образуются женские) цветки, то это называется андромоноэцием (греч. andros - мужчина, monos - один, единый, единственный,oikia - дом, жилище). Противоположное сочетание (обоеполые и только женские цветки) называется гиномоноэцием (греч. gine – женщина, monos – один, единый, единственный, oikia – дом, жилище). Возможны также и другие варианты, например, на одной особи развиваются только двудомные, а на другой только мужские цветки – андродиэций (греч. Andros – мужчина, di – дважды,oikia – дом, жилище). Или, наоборот, на одной особи только обоеполые, а на другой – только женские цветки – гинодиэция (греч. gyne – женщина, di – дважды, oikia – дом, жилище). Гинодиэции в природе распространены более широко, поскольку они позволяют свести к минимуму мужские цветки максимально увеличить численность женских, способных образовывать плоды с семенами. Наконец у ряда растений образуются цветки, имеющие строение обоеполых, но полного развития на одних из них достигают или только тычинки, или только плодолистики.

Дихогамия выражается в неодновременном функциональном развитии тычинок и рыльца в одном цветке. В зависимости от того, что созревает раньше, выделяют протандрию (греч. protos – первый, Andros – мужчина)(раньше созревают пыльники с пыльцой) и протогинию (греч. protos – первый, gyne – женщина)(рыльца созревают раньше пыльников). Протандрия встречается чаще, она имеет место у большого количества семейств цветковых, например у сложноцветковых, зонтичных, гвоздичных, колокольчиковых и др. Гораздо реже встречаются протогиния, более всего она выражена у ветроопыляемых (злаковых, ситиновых, осоковых, подорожниковых и др., но возможна и у розовых,крестоцветных,жимолостных и др.).

Самонесовместимость является наиболее совершенной адаптацией против самоопыления. В этом случае полноценное развитие пыльцевых зерен, попавших на рыльце собственного цветка, становится невозможным. При этом пыльца либо не прорастает вовсе, либо рост пыльцевых трубок идет медленно и через некоторое время прекращается. Эти механизмы управляются на молекулярном уровне генами самонесовместимости. Самонесовместимость, широко распространена, она встречается примерно у 10000 видов цветковых растений из 78 семейств.

Гетеростилия (греч. heteros – другой, stylos - столб), или разностолбчатость, представляет собой развитие на одной особи цветков с различной высотой тычинок и столбиков. Это приводит к тому, что в основном опыляются цветки разных морфологических типов, т. е. пыльца с длинностолбчатых цветков переносится, главным образом, на короткостолбчатые цветки и наоборот – с короткостолбчатых цветков большая часть пыльцы попадает на длинностолбчатые. Опыление цветков сходного типа при этом также происходит, но очень редко. Разумеется, длина тычинок и столбиков контролируется генами, причем их локусы в хромосоме расположены очень близко и наследуются вместе. Гетеростилия встречается относительно редко (обнаружена у 56 родов из 23 семейств).

Перечисленные адаптации являются наиболее известными, но не единственными. У разных покрытосеменных существует большое количество разнообразных морфологических приспособлений, например строение цветка, его ориентация в пространстве и т. д.Способы опыления у перекрестноопыляемых цветковых растений очень разнообразны, Условно их можно разделить на две группы. В первый перенос пыльцы осуществляется животными, главным образом, насекомыми, а также некоторыми позвоночными (большинство из которых также освоили воздушную среду – птицы и летучие мыши). Во второй группе пыльца переносится абиотическими факторами – ветром и реже водой.

У растений, опыляемых животными, обычно формируются различные адаптации, способствующие привлечению опылителей. Обычно они имеют яркоокрашенные крупные цветки. Если цветки мелкие, то они, как правило,оказываются собранными в соцветия, что также зрительно увеличивает их.

Кинопособие содержит методический аппарат, обеспечивающий помощь учите-лю на всех этапах проведения уроков.

Актуальность:

Пыльцу часто переносят живот-ные, в первую очередь насекомые, а в субтропических и тропиче-ских странах еще птицы и звери. Животных , доставляющих пыльцу на рыльце пестика, называют опылителями.

Тип учебного занятия; изучения и первичного закрепления новых знаний

Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.

Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм

Основные понятия

Звери. Птицы. Насекомые: мухи, пчелы, бабочки, жуки. Опыление. Перекрестное опыление. Околоцветник. Венчик. Тычинка. Пыльник. Тычиноч-ная нить. Рыльце. Пыльца. Нектар. Похитители нектара. "Дрема”. Опыление птицами, млекопи-тающими.

Вопросы для обсуждения

1.Какие животные опыляют растения и почему?

2.Какие особенности имеют цветки, опыляемые насекомыми?

3.Как отличаются цветки растений, опыляемые днем, в вечер-нее и ночное время?

4.Почему одни растения опыляются самыми разнообразными животными, а другие — лишь немногими? Приведите примеры.

5.Чем отличается поведение опылителей и похитителей нектара?

6.Каким образом растения защищаются от похитителей нектара?

7.Почему завезенный в Австралию клевер первое время не обра-зовывал семян?

Вы познакомились с тем, как влияют на растения факторы не-живой природы. Теперь речь пойдет о влиянии на растения дру-гих живых организмов, в первую очередь животных.

У большинства растений полноценные плоды и семена образу-ются после перекрестного опыления, когда пыльца одного цветка перенесена на рыльце другого. Пыльцу часто переносят живот-ные, в первую очередь насекомые, а в субтропических и тропиче-ских странах еще птицы и звери. Животных, доставляющих пыльцу на рыльце пестика, называют опылителями. Они посеща-ют цветки в поисках пищи — нектара и пыльцы, перемещаясь с цветка на цветок. Опылители переносят прилипшие к телу пы-линки, перекрестно опыляя растения.

Как цветки привлекают опылителей. Яркая окраска и силь-ный запах цветков — это “реклама” для опылителей, которая по-могает им быстро найти вкусную и обильную пищу. Днем опыли-телей привлекает прежде всего яркая окраска цветков. Она может быть разнообразной: желтой, например у лютиков, мать-и-мачехи, одуванчика, красной и розовой, как у клеверов, гвоздик, шипов-ника, синей и голубой — у василька и цикория, лиловой — у ко-локольчиков, короставника.

Ночные опылители летят к белым цветкам, которые лучше видны в темноте, ориентируясь в первую очередь на запах. У рас-тений, опыляемых ночными насекомыми, цветки, как правило, светлоокрашенные с усиливающимся к вечеру ароматом, напри-мер у душистого табака, любки двулистной, ослинника. Некото-рые из этих растений на день закрывают цветки, как бы “засыпа-ют”. Отсюда возникло народное название “дрема”, например дре-ма белая и лесная (рис.1). У тропических растений, опыляемых крохотными птичками колибри , цветки, как правило, красные, так как птицы лучше видят красный цвет (рис. 2), например цветки обычных комнатных кактусов — “декабриста” и филло-кактуса.

Рис. 1. Дрема белая днем и вечером Рис. 2. Колибри, опыляющая цветок

Похитители нектара. Не все насекомые, прилетающие к цвет-кам, являются опылителями. Шмели и муравьи, например, часто прогрызают околоцвет-ник снизу, выпивают нектар, а до рыльца не дотрагиваются. Таких насекомых называют похитителями нектара. Для защиты от них у растений воз-никли разные приспособления, например выделение клейких веществ на цветоносах у смолки обыкновенной. Так на пути по-хитителей образуются ловушки по принципу липкой бумаги (рис.3). Иногда защитой слу-жат вздувшаяся чашечка, как у смолевки-хлопушки, или жест-кие листья около основания цветка, как у гвоздик.

Рис. 3. Соцветие смолки обыкновенной с пойманными насекомыми — похитителями нектара

Сколько опылителей быва-ет у растений. У одних расте-ний пыльца и нектар легко до-ступны разнообразным опыли-телям. Цветки этих растений имеют широко раскрытый вен-чик. Тычинки расположены от-крыто. Нектар выделяется в ос-новании лепестков или пестика (лютики, ветреницы, лапчатки, сныть обыкновенная, купырь лесной и многие другие расте-ния). Вы можете легко убедить-ся сами, что их цветки опыля-ют и мухи, и пчелы, и осы, и бабочки, и жуки.

У некоторых растений до-быть нектар способны лишь не-многие насекомые. У клевера, например, нектар находится в цветке так глубоко, что достать его могут только насекомые с длинным хоботком. Поэтому клевер опыляют исключитель-но шмели. Интересно, что заве-зенный европейцами в Австра-лию клевер отлично рос и вели-колепно цвел, однако семян у него не было. Пришлось доста-вить в Австралию и шмелей, после чего клевер начал давать хорошие урожаи семян.

Часто строение цветков соот-ветствует размерам, массе и по-вадкам опылителей, например у шалфея лугового (рис. 4). Его цветки имеют крупный си-ний венчик из пяти лепестков, их нижние части срастаются в трубку. Верхние части остаются свободными и образуют две гу-бы — верхнюю из двух, нижнюю из трех лепестков. Нижняя губа венчика — удобная посадочная площадка для шмелей и пчел и соответствует их размерам. Нектар накапливается в глубине трубки венчика. Тычинки шалфея построены очень своеобразно. Тычиночная нить на верхушке несет поперечный неравнобокий вырост. Один конец его короткий и широкий, похож на педаль. Другой — длинный, дуговидно изогнут и заканчивается пыльни-ком. Когда шмель или пчела заползают в цветок шалфея за некта-ром, по пути они нажимают лапками на педалевидные выросты тычинок. При этом дуговидные выросты с пыльниками опрокиды-ваются на спинку опылителя. Пыльца высыпается кучкой на спинку насекомого. При посадке на следующем цветке шмель или пчела касаются спинкой рыльца, и пыльца остается на нем. Таким путем гарантируется перекрестное опыление.

Животный мир является одним из самых главных компонентов природной среды. Без него невозможно существование нашей планеты

Изучаемые вопросы, потребуют для ответа сведений, не только полученных на данном занятии, но и материал уроков ботаники и зоологии. Материал можно использовать для изучения "Окружающего мир" в начальной школе.

Актуальность занятия:

Живая природа планеты представлена царством растений, цар-ством животных, царством грибов и царством бактерий (микроорганизмов). Царство животных объединяет в сегодняшней жизни Земли около 1,5 млн. видов.

Вместе с растениями и другими организмами животные участвуют в переме-щениях химических веществ и элементов, в их круговороте в природе и обеспечивают таким образом ее единство. Роль животных в жизни планеты чрезвычайно

Тип учебного занятия: изучения и первичного закрепления новых знаний

Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.

Основные понятия

Нектароядные птицы. Насекомые-опылители. Расселение растений

Рассматриваемые вопросы

1.Какие животные участвуют в опылении растений?

2.Как растения приспособлены к опылению животными?

3.Почему кедровку и сойку считают распространителями семян деревьев?

1.Роль животных в опылении растений

Важную роль играют животные как опылители растений. Их связь с опы-лением основывается на том, что животные используют в пищу нектар и пыльцу цветков. Желающих полакомиться вкусными и питательными дарами растений много. В поисках нектара цветки посещают нектароядные птицы: попугаи, нек тарницы, колибри, цветочницы, медососы. Подсчитано, что более 2000 видов тропических птиц участвуют в опылении.

Для добывания нектара у них есть своеобразные приспособления. Тропи-ческая птичка — колибри — мельчайшая среди птиц (рис. 2). Ее тело имеет дли-ну 3-5 см, а узкий остренький клюв нередко превосходит длину тела. Этим длин-ным клювом колибри легко проникает к нектарнику цветка и высасывает нектар. Посетив цветок, птичка уносит на своем оперении пыльцу, которую впоследст-вии оставит на другом цветущем растении. Помимо птиц растения опыляют и некоторые нектароядные летучие мыши — листоносы. Масса землеройковид-ного листоноса всего 5-10 г. Как и колибри, листонос зависает у цветка в трепе-щущем полете и высасывает нектар длинным языком.

Рис. 2. Колибри у цветка Рис. 3. Соцветие и насекомые-опылители (бабочка, пчела, шмель, муха)

И все же особенно важную роль в опылении растений играют насекомые- опылители, принадлежащие к трем отрядам — перепончатокрылым (пчелы, шме-ли), двукрылым (мухи), чешуекрылым (бабочки) (рис. 3). Опыляют растения и жуки. Тело насекомого обильно опушено мелкими волосками, и пыльца на них задерживается. Летая с цветка на цветок, насекомые эту пыльцу переносят. А пче-лы даже имеют на задних лапках корзиночки, куда счищают пыльцу и несут ее в улей, чтобы накормить матку и развивающихся личинок.

Известно, что многие бобовые растения опыляются шмелями. В прошлом веке в Австралию был завезен луговой клевер, но из-за отсутствия опылителей — шмелей — он не приносил семян. Для семенного размножения этого растения по-требовалось ввезти шмелей — его опылителей.

Считают, что в эволюции растительности на Земле именно насекомые ока-зали влияние на возникновение и формирование покрытосеменных растений. В настоящее время насекомые опыляют большинство цветковых растений.

2.Роль животных в распространении растений

Животные способствуют и расселению растений. Споры мхов и папоротни-ков на своем теле переносят насекомые. Семена растений с поверхности в глубь почвы перемещают жуки-навозники. Липкие и колючие плоды и семена цепляют- ся за ноги животных, шерсть, оперение и переносятся на значительные расстоя-ния. Расселению растений на новые территории способствуют птицы и млекопи-тающие, запасающие плоды и семена на зиму.

В нашей стране большую роль в распространении кедровой сосны играет птица кедровка. Возобновление сосны на гарях происходит исключительно с помощью этой птицы. В распространении могучего дуба принимает участие другая лесная птица — сойка. В кладовых сойки находили до 4 кг желудей. Часть их птица выкапывает и съедает, а часть остается в почве и прорастает. Пряча орешки и желуди в почву, запасая их для себя впрок, птицы становятся «сеяльщиками» новых лесов. Кладовые из семян хвойных создают такие грызу-ны, как белки, бурундуки (рис. 4).

Распространители семян : 1 — кедровка; 2 — сойка; 3 — бурундук; 4 — белка

Многие сочные плоды с удовольствием едят разные животные. Семена не перевариваясь проходят через пищеварительный тракт и прорастают в новом месте, будучи выброшенными с экскрементами. Распространению лесных ягодни-ков способствуют многие лесные грызуны.

Источники информации: Экология животных. Пособие для учащихся7класс общеобразовательной школы В.Г. Бабенко; Д.В. Богомолов; и др. 2002.-128с.ил.

Роль животных в опылении и распространении растений.

Нектароядные птицыКолибри К этому отряду принадлежат мелкие птицы, величина которых колеблется от шмеля до ласточки. Сюда относятся самые мелкие птицы Земли (размером 5,7 см и весом 1,6 г). В то же время есть колибри и более крупных размеров (длина до 21,6 см, вес до 20 г). Отличаются от других птиц длинным тонким клювом, длинным, глубоко раздвоенным языком, который может далеко выдвигаться изо рта, длинными, острыми крыльями с 10, редко 9, большими маховыми и лишь шестью очень короткими малыми, почти скрытыми под кроющими перьями, слабыми, очень маленькими ногами, имеющими длинные когти и совершенно не пригодными для ходьбы.

Нектароядные птицынектарницы У большинства нектарниц яркое и блестящее зеленое оперение. Отмечено, что наиболее ярко окрашенные птицы придерживаются более открытых мест обитании, скромнее окрашенные птички держатся в глубине лесов. Свое имя нектарница получила за способ питания: она высасывает нектар из цветов; впрочем, не отказывается и от мелких насекомых. У птиц тонкий, изогнутый вниз клюв. Он очень хорошо проходит в чашечки цветов. Очень своеобразен у нектарницы и язык - длинный, узкий, с продольным желобком и кисточкой на конце. Нектарницы опыляют цветы, то есть играют в природе примерно ту же роль, что и колибри, только те живут в Америке, а нектарницы - в Африке, Азии и Австралии.

Нектароядные птицыцветочницы Представители семейства цветочниц (Соеrеbidae) имеют слегка изогнутый тонкий клюв, с помощью которого, проколов венчик цветка, они добывают нектар и мелких насекомых. Эта птица кормится также сочными плодами. Общая длина ее тела 12 см.

Нектароядные птицымедососы Ареал медососов (170 видов) - Юго-Восточная Азия, Новая Гвинея, Австралия, тихоокеанские острова, включая Гавайи. Медососы различны по внешности, расцветке, образу жизни и размерам (от 9 до 32 см). Хотя большинство медососов лесные птицы, есть виды, обитающие в степях и саваннах Большинство медососов питается нектаром, пыльцой и насекомыми, некоторые предпочитают фрукты. В Австралии медососы, подобно попугаям лорикетам, играют важную роль как опылители эвкалиптов.

Нектароядные летучие мышилистоносы ЛИСТОНОС ЗЕМЛЕРОЙКОВИДНЫЙ один из мелких листоносов (предплечье 32 - 40 мм, масса - 5-10 г), выделяемых в особое подсемейство длинноязыких. Питаются насекомыми, пыльцой, нектаром и мякотью сочных плодов.

Насекомые-опылителиперепончатокрылые Тело насекомого обильно опушено мелкими волосками, и пыльца на них задерживается. Летая с цветка на цветок, насекомые эту пыльцу переносят. Пчелы имеют на задних лапках корзиночки, куда счищают пыльцу и несут ее в улей. 300 видов шмелей обитают в Северной Евразии, Северной Америке, а также в горах некоторых других регионов. Шмели - одни из самых холодостойких насекомых: они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 30 °C.

Насекомые-опылителидвукрылые Двукрылые, отряд насекомых. Развита только передняя пара крыльев (отсюда название). Св. 150 современных семейств, около 100 тыс. видов. Распространены широко. Некоторые двукрылые полезны как опылители растений и почвообразователи

Насекомые-опылителичешуекрылые (бабочки) Бабочки - это крупная группа насекомых, которую можно найти повсеместно в любом регионе мира. Вместе с мотыльками они составляют отряд чешуйчатокрылые. Существует около 12 семейств бабочек. Многие взрослые мотыльки и бабочки питаются нектаром, который они высасывают из цветов. В процессе питания они могут переносить пыльцу с одного цветка на другой – таким образом, многие растения зависят от мотыльков и бабочек в плане опыления.

Расселение растений при помощи животных Споры мхов и папоротников на своем теле переносят насекомые. Семена растений с поверхности в глубь почвы перемещают жуки-навозники.

Расселение растений при помощи животных Кедровка птица семейства врановых отряда воробьиных. Длина тела около 35 см. Пища - семена, главным образом кедровой сосны и ели, насекомые, иногда грызуны. Съедая много семян кедровой сосны, вместе с тем способствует её расселению и зарастанию ею гарей и вырубок, так как прячет семена в землю про запас.

Расселение растений при помощи животных Сойка в одинаковой степени растительноядная, насекомоядная и плотоядная птица. В наших лесах она главный расселитель дуба. Дело в том, что осень ю у соек проявляется склонность к запасанию корма. Набив пищевод желудями (а там их помещается до десятка), сойка, отлетев один-два километра, зарывает их где-нибудь в лесной подстилке и возвращается за новой порцией, которую прячет уже в другом месте. В кладовых сойки находили до 4 кг. Желудей. Использует ли сойка свои запасы, неясно. Во всяком случае, многие из них остаются лежать до весны. Часть из желудей воруют белки и мыши. Но какое-то число их прорастает. Вот откуда появляются дубки среди березняка и ельника, вдали от плодоносящих дубов

Расселение растений при помощи животных Бурундук обычен в тёмнохвойных и смешанных лесах с обильным подростом из ягодных кустарников, предпочитает опушки, осветлённые участки, ветровалы и захламления; реже встречается в широколиственных лесах. Основой рациона бурундука служат семена хвойных (в первую очередь кедра) и лиственных деревьев (клён, липа, рябина), травянистых растений, особенно осок и зонтичныхС августа начинает запасать на зиму пищу (орехи, жёлуди, зёрна, сушёные грибы и ягоды), нося её в защёчных мешках, иногда с расстояния более 1 км. Масса запасов может достигать 5-6 кг.

Расселение растений при помощи животных Белка - типичный обитатель лесов. Поскольку основу её питания составляют семена древесных пород, она предпочитает смешанные хвойно-широколиственные леса. На зиму белка делает небольшие запасы желудей, орехов, шишек, натаскивая их в дупла или зарывая среди корней, а также сушит грибы, развешивая их на ветках. Правда, о своих складах она быстро забывает и находит их зимой случайно.

Расселение растений при помощи животных Многие сочные плоды с удовольствием едят разные животные . Семена не перевариваясь проходят через пищеварительный тракт и прорастают в новом месте, выброшенные с экскрементами. Распространению лесных ягодников способствуют многие лесные грызуны.

Знаешь ли ты? Какие животные участвуют в опылении растений? Как растения приспособлены к опылению животными? Почему кедровку и сойку считают распространителями семян деревьев?

2. Назовите опасных вредителей леса и сельского хозяйства.

3. Как влияет выпас на травянистые растения, на всходы деревьев и кустарников?

4. Почему перевыпас меняет набор растений на пастбищах?

5. Что такое сбой? Почему он возникает?

6. Каких растительноядных животных вы знаете? Как приспособлена их пищеварительная система к питанию различными органами растений?

7. Как взаимосвязаны растения пастбища и пасущиеся на нем копытные?

8. Каким образом животные влияют на окружающую их природу в местах водопоя и отдыха?

9. Какие повреждения наносят растениям насекомые?

Слайд 2

Роль животных в опылении и распространении растений

Урок 27 6 класс

Слайд 3

У большинства растений полноценные плоды и семена образуются после перекрестного опыления, когда пыльца одного цветка перенесена на рыльце другого. Пыльцу часто переносят животные, в первую очередь насекомые, а в субтропических и тропических странах еще птицы и звери. Животных, доставляющих пыльцу на рыльце пестика, называют опылителями. Они посещают цветки в поисках пищи - нектара и пыльцы, перемещаясь с цветка на цветок. Опылители переносят прилипшие к телу пылинки, перекрестно опыляя растения.

Слайд 4

• Желающих полакомиться вкусными и питательными дарами растений много. В поисках нектара цветки посещают нектароядные птицы: попугаи, нектарницы, колибри, цветочницы, медососы. Подсчитано, что более 2000 видов тропических птиц участвуют в опылении.
• Для добывания нектара у них есть своеобразные приспособления.

Слайд 5

Колибри

Тропическая птичка- колибри - мельчайшая среди птиц. Ее тело имеет длину 3-5 см, а узкий остренький клюв нередко превосходит длину тела. Этим длинным клювом колибри легко проникает к нектарнику цветка и высасывает нектар. Посетив цветок, птичка уносит на своем оперении пыльцу, которую впоследствии оставит на другом цветущем растении.

Помимо птиц растения опыляют и некоторые нектароядные летучие мыши - листоносы. Масса листоноса всего 5-10 г. Как и колибри, листонос зависает у цветка в трепещущем полете и высасывает нектар длинным языком.

Слайд 6

Насекомые-опылители

И все же особенно важную роль в опылении растений играют насекомые-опылители (пчелы, шмели, мухи, бабочки). Опыляют растения и жуки. Тело насекомого обильно опушено мелкими волосками, и пыльца на них задерживается. Летая с цветка на цветок, насекомые эту пыльцу переносят. А пчелы даже имеют на задних лапках корзиночки, куда счищают пыльцу и несут ее в улей, чтобы накормить матку и развивающихся личинок.

Слайд 8

Ночные опылители летят к белым цветкам, которые лучше видны в темноте, ориентируясь в первую очередь на запах. У растений, опыляемых ночными насекомыми, цветки, как правило, светлоокрашенные с усиливающимся к вечеру ароматом, например у душистого табака, любки двулистной. Некоторые из этих растений на день закрывают цветки, как бы «засыпают». Отсюда возникло народное название - дрёма, например дрёма белая и лесная.

У тропических растений, опыляемых крохотными птичками колибри, цветки, как правило, красные, так как птицы лучше видят красный цвет.

Слайд 9

Похитители нектара

Не все насекомые, прилетающие к цветкам, являются опылителями. Шмели и муравьи, например, часто прогрызают околоцветник снизу, выпивают нектар, а до рыльца не дотрагиваются. Таких насекомых называют похитителями нектара. Для защиты от них у растений возникли разные приспособления, например выделение клейких веществ на цветоносах у смолки обыкновенной. Так на пути похитителей образуются ловушки по принципу липкой бумаги (рис. 48). Иногда защитой служат жесткие листья около основания цветка, как у гвоздик.

Слайд 10

Сколько опылителей бывает у растений

У одних растений пыльца и нектар легко доступны разнообразным опылителям. Цветки этих растений имеют широко раскрытый венчик. Тычинки расположены открыто. Нектар выделяется в основании лепестков или пестика (лютики, ветреницы, лапчатки, сныть обыкновенная, купырь лесной и многие другие растения). Их цветки опыляют и мухи, и пчелы, и осы, и бабочки, и жуки.

Слайд 11

У некоторых растений добыть нектар способны лишь немногие насекомые. У клевера, например, нектар находится в цветке так глубоко, что достать его могут только насекомые с длинным хоботком. Поэтому клевер опыляют исключительно шмели. Интересно, что завезенный европейцами в Австралию клевер отлично рос и великолепно цвел, однако семян у него не было. Пришлось доставить в Австралию и шмелей, после чего клевер начал давать хорошие урожаи семян.

Слайд 12

Практическое значение опыления

Опыление цветков имеет большое практическое значение в сельском хозяйстве, особенно в плодоводстве, в овощных и семенных хозяйствах, а также в пчеловодстве. Если опылителей достаточно, растения дают хорошие урожаи плодов и семян. Если опылителей мало, урожаи резко снижаются. В цветущих садах, на полях гречихи, рапса, горчицы ставят ульи. Пчелы, собирая нектар, опыляют цветки. При этом повышаются урожаи плодов и семян, а пчелы приносят много меда.

Слайд 13

Как распространяют плоды и семена люди и животные

• Люди и животные распространяют плоды и семена двумя основными способами - внутри своего организма при поедании плодов и на поверхности своего тела, если плоды и семена на нем удерживаются.
• Споры мхов и папоротников на своем теле переносят насекомые. Семена растений с поверхности в глубь почвы перемещают жуки-навозники. Липкие и колючие плоды и семена цепляются за ноги животных, шерсть, оперение и переносятся на значительные расстояния. Расселению растений на новые территории способствуют птицы и млекопитающие, запасающие плоды и семена на зиму.

Слайд 14

Распространение сочных плодов

Люди и звери едят в первую очередь сочные ярко окрашенные плоды, например вишни, абрикоса, рябины, калины, бузины и других растений. Семена внутри плодов надежно защищены твердыми покровами. Употребляя сочные плоды в пищу, люди отделяют их твердые косточки и семена. У животных проглоченные косточки и твердые семена без повреждений проходят через пищеварительные органы. Воздействие пищеварительных соков даже способствует прорастанию семян. Они выбрасываются наружу вместе с пометом, который удобряет почву. Таким образом, животные не только распространяют семена, но и обеспечивают их хорошую всхожесть и высев в удобренную почву.

Слайд 15

Распространение сухих плодов

Животные распространяют и сухие плоды, например желуди дуба. Белки и сойки прячут желуди под корнями, запасая их на зиму (в кладовых сойки находили до 4 кг желудей), но часто забывают о своих кладовых. Так с помощью птиц и зверей желуди попадают на новые места и прорастают далеко от материнского дерева. Похожие отношения складываются между птицей кедровкой и сибирской кедровой сосной, называемой сибирским кедром. Возобновление сосны на гарях происходит исключительно с помощью кедровки. Интересно, что области распространения сибирского кедра и кедровки, дуба и сойки совпадают. Это говорит о тесных взаимных связях между растениями и распространяющими их семена и плоды птицами.

Слайд 16

Кладовые из семян хвойных создают такие грызуны, как белки, бурундуки.

Слайд 17

Распространение семян муравьями

Большую роль в распространении семян и плодов играют муравьи. Они переносят на расстояние 10-12 м (иногда до 40-70 м) семена, главным образом низкорослых трав, плоды которых созревают в начале лета. В это время муравьи выкармливают личинки и заготавливают для них много пищи. На семенах и плодах ряда растений есть сочные придатки, которые содержат питательные вещества и издают привлекательный запах (рис. 50). Муравьи обгрызают их. Семена и плоды перетаскивают в муравейник, частично теряют по дороге.

Слайд 18

Распространение цепких и клейких плодов и семян

Плоды шалфея клейкого легко прилипают к ногам человека и лапам животных. Семена подорожника большого приклеиваются к обуви и к копытам с комочками грязи. Некоторые растения имеют выросты-прицепки на плодах (например, гравилат, череда) или на соплодиях (лопух, дурнишник). Соплодиями называют группы плодов, сформировавшихся из цветков одного соцветия. Выросты плодов и соплодий цепляются за шерсть животных, одежду и обувь человека. Таким образом семена и плоды переносятся на многие километры.

Слайд 19

Сверхдальнее расселение растений

• Сверхдальним называют такое расселение, когда растения оказываются за сотни и тысячи километров от своей родины. В этом обычно бессознательно им помогает человек. С разнообразными товарами (зерном, фруктами, кормами для животных) семена растений на пароходах, поездах, самолетах едут в дальние страны и на другие континенты.
• Так, американские растения: амброзия полыннолистная, галинзога мелкоцветковая, мелколепестник канадский, душистая, или безлепестковая, ромашка - попали в Европу. Наш обычный подорожник большой оказался в Америке, а пастушья сумка расселилась по всему свету.

Слайд 20

1. Какие животные опыляют растения и почему?

2. Какие особенности имеют цветки, опыляемые насекомыми?

3. Как отличаются цветки растений, опыляемые днем, в вечернее и ночное время?

4. Почему одни растения опыляются самыми разнообразными животными, а другие - лишь немногими? Приведите примеры.

5. Чем отличается поведение опылителей и похитителей нектара?

6. Каким образом растения защищаются от похитителей нектара?

7. Почему завезенный в Австралию клевер первое время не образовывал семян?

Слайд 21

8. Как животные помогают расселяться растениям с сочными плодами?

9. Почему кедровку и сойку считают распространителями семян деревьев? Почему совпадают области распространения сибирской кедровой сосны и птицы кедровки, дуба и сойки?

10. Семена каких растений и на какие расстояния переносят муравьи?

11. Каким образом семена и плоды растений попадают в далекие страны и на другие континенты?

12. Назовите американские растения, расселившиеся в Европе, и европейские, расселившиеся в Америке?

13. Есть ли растения, расселившиеся по всему миру? Приведите примеры.

Посмотреть все слайды