размножение растений

Одно из основных свойств живой материи — ее способность к размножению. Этой способностью наделены организованные единицы самых разнообразных размеров и сложности — от макромолекул ДНК, хромосом и клеток до отдельных организмов и скрещивающихся популяций. В этой книге нас интересует одна из важнейших размножающихся единиц живого мира, а именно вид. Концепция вида как размножающейся единицы имеет вековую давность и кратко сформулирована в известном положении: «подобное рождает подобное».

У большинства животных и у многих растений размножение неразрывно связано с полом. Но высшие растения произошли в процессе эволюции от одноклеточных форм, у которых половой процесс и процесс размножения не только обособлены, но даже антагонистичны. Размножение у простейших происходит путем деления: одна клетка делится на две. Половой процесс у этих организмов происходит путем конъюгации: две клетки сливаются в одну. Таким образом, весь жизненный цикл простейших слагается из чередования фаз клеточного деления, ведущего к увеличению численности популяции, и полового процесса, ведущего к уменьшению числа особей.

Это глубокое различие между половым процессом и размножением сохраняется в скрытой форме у высших растений и животных. Наличие у высших организмов полового процесса означает, что для осуществления размножения необходимо участие двух особей, тогда как в отсутствие этого процесса размножение обеспечивает одна особь с помощью того или иного способа почкования.

У высших растений обособленность этих двух процессов можно продемонстрировать как на физиологическом, так и на популяционном уровне. У многих или во всяком случае у большинства многолетних растений наряду с половым наблюдается и вегетативное размножение. Как половое, так и вегетативное размножение приводит к истощению пищевых запасов родительских растений; оба способа требуют определенных затрат энергии. А поскольку запасы энергии у родительских растений ограничены, такое столкновение потребностей полового и вегетативного размножения разрешается у многих растений с по-т мощью отрицательной корреляции между этими противоположными способами размножения [703, 705]; см. также более поздние работы, например [351]. Обильное образование семян нередко сочетается со слабым вегетативным размножением, и наоборот, мощное вегетативное размножение часто сопровождается уменьшением количества семян.

Так, у некоторых сортов земляники удаление усов вызывает заметное увеличение количества плодов, тогда как другие ремонтантные сорта выбрасывают мало усов или не образуют их вовсе [380, 703]. Барвинок (Vinca major) обычно широко распространяется с помощью длинных ползучих побегов, но образует мало плодов; если, однако, обрезать эти ползучие побеги и не допускать образования новых, то растения начинают завязывать больше семян [703].

Важное значение размножения как такового достаточно очевидно. Это — необходимое условие для продолжения существования популяции или вида во времени. И это единственный способ увеличения числа особей и заселения новых территорий.

Функция полового процесса, оправдывающая его включение в жизненный цикл, несмотря на то что он изменяет эффективность размножения популяции или вида, менее очевидна и все еще остается предметом дискуссий. Принято считать, что половой процесс, связанный с чередованием перекрестного оплодотворения и мейоза, служит механизмом, обусловливающим рекомбинацию генов. Рекомбинация генов в свою очередь представляет собой главный источник наследственной изменчивости у видов с половым размножением. А наследственная изменчивость обеспечивает соответствующие реакции видов на неоднородные или изменчивые условия среды.

Отсюда следует, что вегетативное и другие формы бесполого размножения обладают преимуществом в более или менее постоянной среде, к которой данный вид уже хорошо адаптирован, поскольку эти формы размножения препятствуют образованию слабо адаптированных рекомбинационных типов или сводят его к минимуму, тогда как образование проростков в результате полового процесса создает преимущество в изменяющейся или неоднородной среде {280, 709, 759, 785]. Существуют среды и того и другого типа, и необходимы оба способа размножения. Очевидно, что в системе размножения вида, процветающего на протяжении длительного периода времени, должны сочетаться половой и бесполый процессы.

В самом деле, системы размножения растений сочетают в себе и половые, и бесполые способы размножения. Каждый из этих способов выполняет свою функцию в жизни данного вида. Однако каждый из них оказывает при этом свое особое влияние на природу данного вида и его структуру.