Бессемянные плоды привлекают биологов и садоводов уже много столетий. Как растение образует плоды без семян? Этот вопрос занимает умы учёных и вызывает интерес у любителей ботаники.
Для полного понимания этого феномена необходимо взглянуть на процесс образования семени у растений, включая механизмы опыления, оплодотворения и зрелости семени. Только тогда мы сможем увидеть полную картину происходящего и разгадать загадку. А в конце статьи вас ждёт список сортов бессемянных и малосемянных культур для ваших грядок.
Как в растениях образуются семена
Семена — это продукт процесса опыления у растений. Когда пыльцевое зерно (мужская половая клетка) достигает пыльника (женского органа) происходит оплодотворение и начинается процесс образования семени.
После оплодотворения происходит образование эмбриона и развитие семени внутри плода. Эмбрион содержит будущее растение и окружен плодовой оболочкой, которая обеспечивает ему защиту и питание.
Образование мужских и женских половых клеток в растениях протекает в процессе спорогенеза, который представляет собой формирование спор в спорангиях. Спора — это половая клетка, служащая для размножения и расселения.
Давайте рассмотрим этот процесс на примере покрытосеменных растений.
Образование мужских половых клеток
Процесс начинается в мужских органах цветка — тычинке, где образуются спорангии, содержащие микроспоры. Этот процесс называется микроспорогенезом.
В камерах пыльника диплоидная (содержащая два набора хромосом 2n) стволовая клетка делится мейозом, образуя 4 гаплоидные (содержащие один набор хромосом n). Мейоз — это процесс образования половых клеток. В результате мейоза клетка делится дважды, образуя четыре гаплоидные половые клетки.
Ядро каждой микроспоры делится митозом. Митоз — это вид клеточного деления, который происходит в процессе роста и развития организма. Образуется два гаплоидных ядра: вегетативное и генеративное.
Таким образом, каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками, не растворимыми в кислотах и щелочах. Из генеративной клетки путём митоза образуются два спермия. Этот процесс может происходить позже, параллельно с прорастанием пыльцевого зерна при оплодотворении.
Множество пыльцевых зёрен составляет пыльцу растения. Пыльца созревает к моменту распускания цветка. Развитие пыльцы приводит к разрастанию пыльцевых камер. Их стенки разрываются, и пыльца высыпается наружу.
Образование женских половых клеток
В женском органе цветка — пестике — происходит образование женских половых клеток.
В завязях пестика формируются семязачатки. У разных видов растений их количество варьируется от одного до нескольких десятков.
Семязачаток формируется из выростов стенки завязи. Одним концом он прикреплен к стенке завязи, откуда в него входит проводящий пучок, поставляющий питательные вещества для роста и развития. С другой стороны образуется отверстие — пыльцевход.
Внутри семязачатка из диплоидной стволовой клетки путём мейоза образуется гаплоидная мегаспора и три направительных тельца. Мегаспора даёт начало зародышевому мешку. Направительные тельца отмирают.
Формирование зародышевого мешка
Ядро мегаспоры делится митозом. Образовавшиеся два ядра расходятся к противоположным концам, но деление клетки не происходит. Образуется двухъядерная клетка. Ядро ещё дважды делится митозом, и образуется восьмиядерная клетка. В результате на каждом конце образуется группа из четырёх ядер. По одному из каждой группы перемещаются к центру, где сливаются и образуют диплоидное центральное ядро зародышевого мешка.
Зрелый женский гаметофит покрытосеменного растения содержит шесть гаплоидных и одну диплоидную клетки.
Опыление
Пыльцевые зёрна распространяются из микроспорангия и достигают женского органа цветка (рыльце пестика) с помощью ветра, насекомых или других переносчиков.
Оплодотворение
Когда пыльцевое зерно достигает рыльца, оно начинает прорастать и создаёт половой трубчатый наконечник, который проникает через рыльце и достигает яйцеклетки. Затем происходит слияние мужской и женской половых клеток, образуя зиготу, которая делится сначала на две клетки, потом каждая клетка делится ещё на две и так далее. В результате многократных делений образуется зародыш нового растения. Зигота — это диплоидная клетка, образовавшаяся в результате оплодотворения.
Развитие семени
Зигота развивается в эмбрион, который в свою очередь развивается в семя. Вокруг эмбриона находится эндосперм, который содержит запасные питательные вещества для развития зародыша и первоначального роста растения. Защитные оболочки образуются вокруг эмбриона и эндосперма, формируя семя.
Созревание и распространение семени
Семя созревает и может быть выпущено из растения, готовое к распространению. Это может происходить различными способами, включая ветровое или животное распространение, а также водный транспорт.
Почему некоторые плоды не имеют семян
Однако вернемся к интересующему нас вопросу: как же так получается, что весь этот процесс нарушается, и появляются бессемянные плоды?
Есть несколько причин появления бессемянных плодов в природных условиях. Например, если растения по каким-то причинам не опыляются, то семена в плоде не образовываются. Или иногда семя начинает формироваться, но в процессе сталкивается с неблагоприятными условиями окружающей среды и умирает. Ещё одна причина — генетическая мутация. Некоторые растения могут иметь генетические мутации, которые мешают образованию семени, но не влияют на образование плода.
На прилавках магазинов давно уже существуют фрукты и овощи без семян. Но откуда они взялись в таком количестве и как теперь размножаются?
Некоторые сорта могут быть генетически расположены к таким изменениям, и селекционерам остается лишь закрепить такой признак. Так произошло с яблонями и грушами сорта Бессемянка. Почти все их спелые плоды содержат недоразвитые семена. Чаще так происходит из-за того, что своей пыльцой растения не опыляется. Мужские цветы зачастую стерильны.
Также существует явление партенокарпии, когда у растений происходит «девственное оплодотворение» без опыления с образованием плодов без семян или содержащих «пустые» семена без зародышей. Различают вегетативную и стимулятивную партенокарпию. В первом случаи плоды образуются без опыления, во втором для образования плодов требуется раздражение рыльца чужеродной пыльцой. Так, пыльца некоторых сортов яблони способна вызвать партенокарпию у некоторых сортов груши. Благодаря партенокарпии мы получаем плоды с хорошей сочностью, мясистостью и высокими вкусовыми качествами, но это тупиковый путь эволюции.
Растения, характеризующиеся развитием только бессемянных плодов, размножаются исключительно вегетативным путём. Семена таких растений прекрасно прорастут, но семена со своих грядок вы не соберёте. Часто эти растения триплоидны, поэтому не способны к половому размножению, так как гамета с полуторным набором хромосом не может существовать. Чтобы в следующем году получить бессемянные плоды, вам снова придется покупать семена у селекционера или клонировать уже выращенное вами растение вегетативным путём — отводками, черенками. У таких растений, помимо сочных плодов, есть ещё несколько плюсов. Такие культуры не нуждаются в опылителях и обычно гораздо устойчивей к болезням и вредителям.
Загадка бессменных плодов, как оказалось, имеет разные ответы, начиная от естественных причин до генной инженерии. Несмотря на то, что мы обладаем знаниями и технологиями, позволяющими вносить изменения в геном растений, мы всё ещё сталкиваемся с множеством загадок, связанных с их размножением и развитием. Открытие новых аспектов функционирования бессемянных плодов и методов их размножения открывает перед нами новые перспективы в сельском хозяйстве, садоводстве и науке в целом.
Бессемянные сорта арбузов, огурцов, помидоров и других культур
Мы составили для вас список бессемянных сортов, которые могут порадовать вас этим летом на грядках.
Популярные гибриды красных и жёлтых бессемянных арбузов
Sagi F1, Sid Zero F1, Ortal F1, Aqua Dulce F1, Kidman F1, MS 1003 F1, Titania F1, Yellow Buttercap F1, Regus F1, Ayal F1, Boston F1, Maksima F1, Premium F1, Червонный король F1.
Популярные гибриды бессемянных огурцов
Зозуля F1, Апрельский F1, Герман F1, Дружная семейка F1, Клавдия F1, Арина F1, Емеля F1, Регина-плюс F1, Подмосковные вечера F1, Данила F1, Времена года F1, Марьина роща F1, Экспедиция F1, Бон аппетит F1, Тачанка F1.
Популярные сорта малосемянных томатов
Банановый, Желтая ракета, Тайга, Золотые горы Медео, Валенсия, Эшли, Канадское наследие, Тюльпан розовый.
Популярные сорта бессемянного винограда
Sweet Scarlet, Funny Fingers, Cotton Candy, Blanc Seedless, Allison, Niagara Seedless, Great Green, Magenta, Ivory, Autumn Giant, Jupiter, Sunrise Red, Арсеньевский, Лотос, Кишмиш лучистый, Северный медовый аромат, Яся, Брависсимо, Лорд, Аватар, Кишмиш Запорожский, Столетие, Находка, Хэллоуин, Рататуй, Белое куриное сердце, Цимус, Велес, Алиса в стране чудес, Гелиодор, Коачелла, Спокуса, Ламборджини, Сказка, Жемчуг Анапы, Щелкунчик, Парижские тайны.
Популярные гибриды малосемянных баклажанов
Андрюша F1, Эпик F1, Дракоша F1, Марципан F1, Клоринда F1.
