Пыльца 8212 мужские половые клетки растений имеющие различное строение и размеры На поверхности пыльцевых

Пыльца — мужские половые клетки растений, имеющие различное строение и размеры. На поверхности пыльцевых зерен имеются борозды, шипы, поры, по размерам которых и проводится идентификация пыльцы.

Аллергены, относящиеся к группе пыльцевых аллергенов, являются одними из наиболее подробно изученных. Эта группа аллергенов имеет важное клиническое значение, т. к. имеются данные, что среди больных аллергическими заболеваниями сенсибилизация к пыльцевым аллергенам регистрируется в 30 -70 % случаев, однако этиологическая значимость отдельных групп пыльцевых аллергенов в механизме развития заболевания неравнозначна. Следует отметить, что из множества распространенных на Земле видов растений только 50 продуцируют пыльцу, обладающую аллергенной активностью.

Чаще всего к развитию A3 приводит контакт с пыльцой ветроопыляемых растений. Их пыльца обладает летучестью и во время цветения таких растений накапливается в воздухе в количестве, достаточном для того, чтобы создать определенную довольно высокую концентрацию.

Вес и размер пыльцевых зёрен также имеет большое значение. Так, пыльца большого диаметра — от 60 до 100 мкм и более — задерживается при вдыхании на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, а пыльца диаметром от 20 до 30 мкм проникает в слизистую оболочку средних и мелких бронхов, что облегчает сенсибилизацию организма. Пыльца ветроопыляемых растений представляет собой достаточно малые гранулы размером 20-50 мкм, которые легко переносятся ветром и обладают аллергенной активностью. Поэтому такая пыльца обычно проникает вглубь дыхательной системы и индуцирует lgE -ответ.

С точки зрения возможной аллергизации, наиболее опасными являются пыльцевые аллергены весенних деревьев и кустарников, луговых и сорных трав. Среди злаковых и луговых трав ярко выраженной аллергенной активностью обладает пыльца тимофеевки. Среди пыльцевых аллергенов сложноцветных и сорных трав преобладает пыльца полыни и амброзии, что особенно проявляется в южных регионах России с сухим и теплым субконтинентальным климатом, облегчающим длительное нахождение пыльцы в воздухе.

Среди лиственных деревьев аллергические заболевания наиболее часто вызывают пыльца берёзы, ольхи, орешника, клёна, дуба и др. Хвойные растения вырабатывают пыльцу в больших количествах, но ее аллергенность ниже, так как диаметр пыльцевых зерен составляет от 30 до 100 мкм.

cvetuschaya_polyana

Аллергенным действующим началом пыльцы являются альбуминоподобные белки, комплексы белков с углеводами. Каждое растение имеет несколько аллергенов белковой природы, количество и многообразие которых влияет на аллергенную активность пыльцы в целом. Так, пыльца березы обладает наиболее выраженной аллергенной активностью среди аналогов — пыльцы лиственных ветроопыляемых растений — поскольку содержит около 40 белков, 6 из которых обладают свойствами аллергенов.

Химический состав пыльцевых аллергенов в настоящее время активно изучается. Аллергены пыльцы — это пептиды, содержат от 2 до 5 эпитопов; они обычно состоят из 8-15 аминокислотных остатков. Например, из аллергена пыльцы амброзии методом электрофореза на бумаге были выделены пептиды, состоящие из трех аминокислот. Очень важным как для диагностики, так и для последующего ведения больного является тот факт, что некоторые виды пыльцы имеют в своем составе идентичные эпитопы, что приводит к формированию общих аллергенных свойств. Так, между аллергенами пыльцы деревьев существует структурная гомология, причем выражена она гораздо слабее, чем также существующее сродство аллергенов пыльцы трав. Поэтому больные, которые имеют повышенную чувствительность к пыльце берёзы, одновременно реагируют на пыльцу орешника и ольхи. Сходные аллергенные свойства могут иметь и антигенные детерминанты пыльцевых и других классов аллергенов (например, при употреблении в пищу листьев и плодов тех же растений). Поэтому важность изучения перекрестного реагирования среди индивидуальных разновидностей растений, а также между пыльцевыми и пищевыми аллергенами, трудно переоценить.

Источник



Цветочная пыльца

Пыльца́ — половые клетки семенных растений (соответствующие микроспорам разноспоровых сосудистых тайнобрачных), из которых развиваются мужские элементы, оплодотворяющие яйцеклетку в зародышном мешке (микроспоре).

Содержание

Строение

Пыльца развивается в пыльниках тычинок. Граничащий с наружной кожицей слой молодого пыльника тангентальными перегородками делится на два слоя, из которых наружный производит стенку пыльцевой камеры, а внутренний даёт начало археспорию, состоящему из производящих, или материнских, клеток пыльцы. Затем материнские клетки пыльцы обыкновенно увеличиваются в размере и утолщают оболочку. Они или остаются соединёнными между собой (большинство двудольных), или разъединяются (многие однодольные растения). Каждая производящая клетка затем делится на четыре специально производящие клетки или через повторное деление на два (у однодольных), или же вокруг получившихся путём деления четырёх ядер возникают сразу оболочки четырёх клеток (у большинства двудольных). Содержимое внутри каждой специальной производящей клетки облекается новой оболочкой, дифференцирующейся на наружный слой, экзину, и внутренний — интину.

Большей частью получившиеся пыльцевые клетки вскоре вполне разъединяются, иногда же остаются соединёнными по четыре (тетрадами, или четвёрками), например, у многих орхидей (Листера, Неоттия), y рогоза, анноны, рододендрона и др. У орхидей из трибы Orchideae пыльцевые клетки соединены в большом числе в пыльцевые тельца (лат. massulae ), которые, в свою очередь, соединены между собой в одну массу, так называемый поллинарий, заполняющую всю пыльцевую камеру. То же наблюдается у многих асклепиевых.

Величина пыльцевых клеток колеблется от 0,0025 до 0,25 мм. Они преимущественно эллипсоидальной или же шаровидной формы, иногда гранистые или угловатые. Экзина (наружный слой оболочки) часто бывает покрыта разнообразной скульптурой в виде гребешков, бугорков, шипов и т. д., иногда же сухая и гладкая.

Состав и физические свойства

В состав пыльцы входят витамины А, В1, В2, В6, Н (биотин), С, Д3, Е. Фолиевая и пантотеновая кислоты, микроэлементы — калий, кальций, хлор, магний, железо, цинк, хром, ванадий, марганец и селен, аминокислоты, часть из которых не синтезируется в организме человека, углеводы (сахара) — 30-60 % — глюкоза, фруктоза, ксилоза, крахмал.

Свойства пыльцы применяются при лечении заболеваний в апитерапии. Пыльца обножка не является аллергеном [1] и часто применяется для повышения иммунитета, а также при других проблемах со здоровьем.

Пыльца как передатчик экологической информации у растений

По существующим в классической генетике представлениям, пыльца несет только генетическую информацию и количество пыльцы, попадающее на женский цветок, не играет никакой роли, поскольку для оплодотворения достаточно одного пыльцевого зерна. В 1977 г. В. Геодакян предположил, что количество пыльцы, попадающее на женский цветок может нести также и экологическую информацию о ситуации в ареале. [2] [3] Большое количество пыльцы говорит об оптимальных условиях среды (центр ареала, много мужских растений, хорошие условия для роста и погода), тогда как малое количество пыльцы, наоборот, несет информацию о неблагоприятных условиях: это бывает либо на периферии, где сильно падает плотность популяции, либо в центре, при наступлении там экстремальных условий, которые элиминируют в первую очередь мужских особей. Количество пыльцы может определять соотношение полов, дисперсию и половой диморфизм популяции растений. Большое количество пыльцы приводит к уменьшению этих характеристик и стабилизации популяции. малое количество ведет к их увеличению и дестабилизации популяции.

Зависимость вторичного соотношения полов от количества пыльцы было подтверждено у четырёх видов двудомных растений, принадлежащих к трём семействам,— Щавель кислый (Гречишные) [4] [5] , Дрёма белая (Гвоздичные) [6] [7] , Конопля посевная [8] и Хмель японский (Коноплёвые) [9] [10] . С увеличением количества пыльцы уменьшается число мужских растений в потомстве и наоборот. Количество пыльцы зависит от плотности посадки растений, поэтому в густых посадках должна увеличиваться доля женских растений.

Зависимость разнообразия фенотипов потомства от количества пыльцы было обнаружено Д. Тер-Аванесяном в 1949 году у хлопчатника, вигны и пшеницы. У всех трёх видов при оплодотворении малым количеством пыльцы наблюдалось увеличение разнообразия потомства. [11] [12]

Роль пыльцы в жизни пчёл

После прохождения через пчелиные лапки пыльца перестаёт быть аллергенной. То, что раньше было средством нарушения иммунного баланса, становится одним из неспецифических факторов иммунитета. В этот момент пыльца становится пыльцой обножкой, то есть пыльцой, которую пчёлы собрали и обработали своими ферментами.

Пыльца (пчелиная обножка) — это второй по объёму потребления и первый по значимости продукт питания пчелиной семьи. Пчёлы прикладывают немало усилий, чтобы запастись цветочной пыльцой, — этим бесценным и жизненно важным для них пищевым сырьём.

Пыльца как часть пищевой цепочки в животном мире — природный концентрат, содержащий белки, все известные витамины, ценные минеральные вещества, а также полный набор незаменимых свободных аминокислот. По общему аминокислотному составу обножка близка к другим богатым белком пищевым продуктам — мясу, молоку, яйцам [13] .

Благодаря пыльце масса вчерашней личинки возрастает в сотни раз всего за несколько дней, укрепляются и расправляются крылья, формируются все рабочие железы. Пыльца также служит сырьём для создания маточного молочка, продукта, предназначенного для кормления королевы-матки.

В пчелиной семье пыльца нужна в первую очередь пчёлам-кормилицам. Они интенсивно поедают этот белково-липидный корм, необходимый для выработки маточного молочка, которым питается молодая пчелиная матка и в первые 3 дня — личинки рабочих пчёл. Пыльцой питаются и только что родившиеся пчёлы: в их теле мало азота, они нуждаются в белках и витаминах. Пыльца нужна пчёлам-строителям для работы восковых желёз, трутням — для нормального полового созревания и функционирования. За сезон пчелиная семья собирает и потребляет 35—40 кг пыльцы обножки.

Читайте:  Лобелия многолетняя сорта посадка и уход

Интересные факты

30 грамм пыльцы (пчелиной обножки) покрывают суточную потребность человека в аминокислотах [13] .

Источник

10 фактов о пыльце

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна

1. Поллинозом страдает примерно каждый пятый житель Земли.

2. У домашних животных тоже бывает аллергия – об этом сообщалось в докладе рабочей группы Европейской академии аллергии и клинической иммунологии. Животные страдают в основном пищевой аллергией – на молоко, пшеницу, сою, арахис, рыбу, яйца и мясо, однако поллиноз у них тоже встречается. Об этом на сайте британской метеослужбы рассказала ветеринар Оливия Андерсон-Натан. Она, в частности, отмечает, что симптомы у животных отличаются от человеческих, хотя насморк и затрудненное дыхание у них тоже бывает. Если у вашего питомца поллиноз, он, скорее всего, будет лизать или кусать лапы, чесаться чаще и сильнее обычного, трясти головой, тереть уши и морду, испытывать вялость и сонливость, особенно в дни высокой концентрации пыльцы. Кроме того, у него может покраснеть кожа, особенно вокруг глаз и ушей, а также на лапах. При таких симптомах животное нужно вести к ветеринару, чтобы удостовериться, что это именно поллиноз, а не какая-то опасная болезнь.

Полный текст этой статьи доступен только для зарегистрированных пользователей.

Далее в статье: Почему алкоголь и пыльца плохо совместимы? Сколько на самом деле длится сезон пыления? Кому пригодилась пыльца из желудка якутского мамонта? Как используют пыльцу для поиска преступников? Узнайте необычные факты про обычную пыльцу.

Пожалуйста, войдите в свой аккаунт.

3. Алкоголь усиливает действие пыльцы. Дело в том, что пиво, вино и другие спиртные напитки содержат гистамин – активное вещество, которое запускает аллергическую реакцию в организме.

4. Сезон пыления более продолжителен, чем может показаться, особенно учитывая размеры нашей страны. Когда на Чукотке или в Якутии лежит снег, в наших южных регионах уже собирают урожай, и сезон пыления там длится гораздо дольше, чем даже в средней полосе. А пока там цветут аллергенные растения, возможны дальние заносы пыльцы и в наши широты. Обо всех изменениях концентрации пыльцы в атмосфере подробно информирует наш сайт allergotop.com как в разделе «Аллергофон», так и в комментариях экспертов.

5. Пыльца может много рассказать о развитии Земли и природы. Изучение пыльцы стало возможным только в XVII веке, когда был изобретен микроскоп. В середине XIX века ученые начали изучать ископаемую пыльцу, что давало представление о растительности, соответствующей различным геологическим эрам. Так возник спорово-пыльцевой анализ. Благодаря ему ученые сумели понять, как менялись климат и растительный мир в связи с оледенениями, какие растения выживали, а какие – нет. В 1911 году российский ученый Владимир Сукачев изучил содержимое желудка якутского мамонта, обнаружил там пыльцу и сумел установить, какие растения составляли рацион этих животных и в каких условиях они обитали. Другие ученые использовали спорово-пыльцевой анализ для археологических изысканий.

6. Пыльца помогает раскрывать преступления. Спорово-пыльцевой анализ применяется в криминалистике с 1959 года. она прочно прилипает к поверхностям и долго не разлагается. Пыльца может доказать алиби или, напротив, изобличить преступника: эксперты сравнивают обнаруженные на одежде, обуви, теле и в носовых ходах подозреваемого пыльцевые зерна с найденными на месте преступления и определяют, был он там или нет. Такой анализ помог раскрыть немало злодеяний, в том числе исторических, связанных с массовыми расстрелами в годы Второй мировой войны. А в 2012-м, например, образцы пыльцы, собранные с одежды, способствовали успешному расследованию дела, 28 лет остававшегося нераскрытым.

В марте 1985 года, находясь под присмотром своего дяди Мелвина Рида, пропал 9-летний Кристофер Лаверак. Позже было обнаружено тело мальчика. В убийстве заподозрили Рида, однако для предъявления обвинения у следствия было недостаточно доказательств. В 2008 году Рид умер в тюрьме, где отбывал наказание по другому делу, прежде чем следователям удалось собрать все необходимые улики. На одежде ребенка нашли пыльцу и другой растительный материал, характерные для участка, где стоял дом его дяди. Другой пыльцы там не было. Убийца был разоблачен.

7. Пыльца обостряет эмоциональные расстройства. У людей с повторяющимися аффективными расстройствами (униполярным и биполярным) повышение концентрации пыльцы в атмосфере связано с повышенными тревожностью и беспокойством. Это показало исследование, проведенное американскими учеными (Teodor T. Postolache, Patricia Langenberg, Sarah A. Zimmerm an,et al .Changes in Severity of Allergy and Anxiety Symptoms Are Positively Correlated in Patients with Recurrent Mood Disorders Who Are Exposed to Seasonal Peaks of Aeroallergens. — International Journal of Child Health and Human Development. 2008; 1(3): 313–322). Было установлено, что при увеличении количества пыльцы усиливаются симптомы аллергии, а вместе с ними – чувство тревоги.

8. Пыльца усиливает действие загрязняющих веществ. Многие зарубежные ученые считают, что поллютанты, присоединяясь к поверхности пыльцевых зерен, способны менять их структуру и усиливать аллергенный потенциал. Это пока не доказано экспериментально, однако роль вредных веществ, главным образом выхлопных газов, в развитии аллергии и астмы у детей хорошо известна. Авторы исследования «Глобальные, национальные и урбанистические осложнения детской астмы связаны с загрязнением атмосферы NO2» (Pattanun Achakulwisut, Michael Brauer, Perry Hystad, Susan C. Anenberg. Global, national, and urban burdens of paediatric asthma incidence attributable to ambient NO2 pollution: estimates from global datasets. – The Lancet Planetary Health, 2019, April, vol. 3, issue 4, pp. e166–e178. DOI: https://doi.org/10.1016/S2542-5196(19)30046-4) доказали, что из-за выхлопных газов, главным образом оксида азота (NO2), астмой ежегодно заболевает 4 млн. детей по всему миру. Кроме того, поллютанты усиливают реакцию дыхательной системы на пыльцу: они раздражают дыхательные пути, повышая тем самым проницаемость слизистых оболочек и способствуя более глубокому проникновению аллергенов в организм.

9. Пыльца повышает риск COVID-19. Немецкие ученые выяснили, что повышение концентрации пыльцы в воздухе дает рост заболеваемости при высокой совокупной концентрации пыльцы в течение предыдущих четырех дней. Присутствие в воздухе пыльцы, иногда в сочетании с влажностью и температурой, отвечает в среднем за 44% колебаний уровня заболеваемости. В отсутствие локдауна повышение концентрации пыльцы на 100 пыльцевых зерен на куб. м давало повышение заболеваемости в среднем на 4%. Попадая в верхние дыхательные пути, пыльца подавляет иммунитет респираторного эпителия и тем самым влияет на восприимчивость к коронавирусу.

Источник

Опыление — виды, способы и роль процесса в жизни растений

С определения «опыление — это…» уже в 3 классе школьники начинают знакомство с этапами полового размножения семенных представителей флоры. Процесс подробно описывает, как происходит опыление у растений: во время цветения пыльца покидает пыльник — орган формирования микроспор, находящийся в тычинке, и улавливается верхней частью пестика — рыльцем, что характерно для покрытосеменных растений. Голосеменные используют для этого семяпочку, расположенную на поверхности семенных чешуек.

Природа разумно распределила роли: тычинки являются мужскими органами, пестики и семяпочки — женскими. Новая жизнь в виде семени образуется при условии удачного захвата пыльцы и своевременного оплодотворения. Выделяют два основных типа опыления растений:

  1. Во всех случаях, когда цветки свободно опыляются своей пыльцой, говорят об идиогамии или самоопылении. Вариантом считается форма гейтоногамии — соседственного опыления, когда в пределах одного растения пыльца на рыльце попадает от разных цветков той же особи. К самоопылителям относятся ячмень, пшеница, овёс, горох и просо — их бутоны не раскрываются до конца, но даже мелкие и невзрачные цветки дают полноценные семена. Самоопыление на постоянной основе считается тупиком развития, когда процессы микроэволюции затухают, а вид расщепляется на чистые линии.
  2. Участие специального посредника, который доставляет пыльцевые зёрна от тычинок к рыльцам пестиков между цветками различных особей, делает опыление перекрёстным или ксеногамией. Это основной тип размножения для однодомных и двудомных растений: в соцветиях обнаруживается разделение полов или в популяции равноправно сосуществуют одно- и двуполые цветки.

Обмен генами и интеграция возможных мутаций помогают виду лучше приспосабливаться к окружающей среде, поддерживают высокий уровень жизнеспособности популяции, отвечают за целостность и единство сообщества. Создаётся широкое поле деятельности для естественного отбора. Положительные и отрицательные стороны обоих типов приводятся в таблице:

Наименование Достоинства Недостатки Примеры
Самоопыление Адаптация к неблагоприятным условиям. Позволяет оперативно восстановить популяцию однолетних растений Малое количество семян. Слабое потомство Кукуруза, пшеница, фиалка
Перекрёстное опыление Разнообразие способов переноса пыльцы. Яркая окраска и сильный запах цветов Зависимость от внешних факторов. Исчезновение опылителей сокращает популяцию. Особые требования к расположению и форме цветков Маргаритка, лютик
Читайте:  Растения для постоянной тени

Если перекрёстное опыление происходит при помощи живых организмов, его считают биотическим, а насекомые или животные, участвующие в нём, носят название агентов опыления или опылителей. Биотическими считаются энтомофилия, зоофилия и искусственное опыление, во всех остальных случаях речь идёт об абиотических процессах — анемофилии и гидрофилии.

Энтомофилия — работают бабочки

Опылителями выступают насекомые: пчёлы и осы, реже — муравьи, жуки, улитки, бабочки и мухи. Для этого двуполые растения стараются их привлекать: запасаются сладким нектаром, берут на вооружение приятные запахи, кричащую окраску и крупные размеры соцветий. Насекомые легко переносят липкую пыльцу с одного цветка на другой, обеспечивают продолжение рода калины и гречихи, ромашки и шалфея, молочая и мака.

Цветочная пыльца крупнодисперсная, клейкая и надёжно прилипает к маленьким телам и конечностям. Отдельные виды растений «помогают» процессу — обладают удобной чашеобразной формой соцветия. Попавшее в этот кратер насекомое буквально обваливается в пыльце, а качество опыления возрастает.

Зоофилия — не обойтись без лемура

Процесс происходит при активном участии животных, относящихся к группе позвоночных. Различают орнитофилию, где роль агентов опыления играют птицы (нектарницы, близкие родственницы воробьёв, уникальные вертолётики колибри или медососы с особыми щёточками на языке) и хироптерофилию, когда за дело берутся насекомоядные летучие мыши, мелкие обезьяны, австралийские сумчатые грызуны или мадагаскарские лемуры. Зоофилией характеризуются тропические растения с яркими призывно окрашенными цветами.

Искусственный процесс

Для нужд овощеводства, плодового и декоративного садоводства или лесного хозяйства пыльцу с тычинок на пестики переносят специально обученные люди. Чтобы не отстать от матери-природы, они используют различные приспособления. Эти агротехнические приёмы широко применяются для скрещивания и получения новых видов и сортов растений.

Простейший пример — дополнительное опыление ржи: два человека хватаются за концы верёвки, растягивают их и движутся по ржаному полю, касаясь цветущих растений. От сотрясения пыльца осыпается с тычинок и легко оказывается на рыльцах пестиков. Существенно повысить урожайность позволяет обработка порядка 10% цветков, проведённая в первой половине сухого солнечного дня при температуре не выше +30 °C.

Анемофилия и гидрофилия

Опыление при помощи ветра широко распространено среди злаковых, хвойных и лиственных растений. Например, скромные цветки крапивы или конопли складываются из чашелистиков, обладают простыми околоцветниками, поэтому непривлекательны для опылителей. Зато они имеют достаточное количество сухой и мелкой пыльцы, а пыльники, подвешенные на тонких удлинённых нитях, легко выбрасывают её наружу. Берёзовая и ольховая, ореховая и тополиная пыльца будет лучше попадать на рыльце пестика, если он станет широким и длинным, да ещё и высунется из цветка, как в знаменитом соцветии «серёжка».

Гидрофилия — опыление с участием воды, а иногда ему на помощь приходят и слизни. Немногочисленные гидрофильные растения (элодея и взморник, наяда и руппия) имеют нитевидную пыльцу или рыльца, раскрывают пыльники под водой, где и создаются наилучшие условия для продолжения рода.

Значение опыления нельзя переоценить: ему отводится важнейшая роль в размножении любых цветковых растений — от малых причудливых форм до гигантских деревьев. До 80% представителей биологического царства относятся к биотическому типу опыления, а из оставшихся двадцати около 19% опыляются ветром.

Описание механизма

Цветковые растения получили своё название, потому что имеют морфологический орган — цветок, способный к половому размножению и привлечению опылителей. Для образования завязей, формирования плодов и развития семян первым условием является опыление, то есть перенос частиц пыльцы. Природа позаботилась о том, чтобы всё проходило успешно.

Это может осуществляться ветром — тогда целые облака невесомых пылинок поднимаются и передвигаются в потоках зефира. Многие деревья (дубы, ясени и сосны), сельскохозяйственные злаковые и кукуруза «заботятся» об увеличении вероятности попадания на нужные рыльца, вырабатывая заведомо большие количества пыльцы. Её частички очень лёгкие, почти невесомые, чтобы беспрепятственно «проплывать» по воздуху, а у некоторых имеются газовые пузырьки, способствующие более долгому путешествию.

Но чаще всего опыление осуществляют разные насекомые. Чтобы привлечь внимание, растения окрашиваются в очень яркие цвета и источают сильный аромат. Если их размеры малы, они группируются в пышные соцветия или окружают себя разноцветными листьями — прицветником, как это делает мексиканская красавица пуансеттия. По сравнению с теми, что опыляются ветром, пыльцевые зёрна таких цветов обычно более крупные, шероховатые и клейкие, чтобы уверенно прилипать к насекомым.

Для привлечения опылителей медовые железы растений специально выделяют нектар — сок, богатый различными сахарами (в основном это сахароза и фруктоза). Кроме того, в состав входят:

  • кислоты (аспарагиновая и глютаминовая);
  • минеральные соли;
  • ферменты;
  • ароматические компоненты.

Нектары безобидных рододендронов, багульников, азалии и чемерицы содержат токсичные вещества, а ядовитых белены, болиголова, олеандра и наперстянки — относительно безопасны. Растения вырабатывают неодинаковые объёмы нектара, например, единичный цветок малины — чемпион в этом отношении, но для учёта общего количества продукта на заданной площади учитывают ещё и численность цветков в соцветии.

Осы, бабочки и шмели охотно употребляют нектар в пищу. Медоносные пчёлы, собирая и пряча его в соты улья, производят мёд. Акации специально выделяют сладкий секрет для привлечения муравьёв, защищающих древесину от зубов травоядных животных. Спектр опылителей может быть широким (эуфилия), подчиняться опылению несколькими родственными или только определённой жизненной формой (олигофилия) или требовать один вид насекомых (монофилия).

Если говорят, что опылитель обладает полилектией, это свидетельствует о чрезвычайно высоком уровне приспособленности к опылению, он способен обслуживать представителей различных семейств. Посещение ограниченной группы, состоящей из одного семейства или растений с однотипными соцветиями, свидетельствует о наличии олиголектии. В случае монолектии опылитель обязательно питается одним видом или родом растений и опыляет только их.

После этого наступает очередь оплодотворения, которое происходит у всех по-разному: чаще период длится несколько недель, но иногда для полноценного слияния половых клеток требуются месяцы. Пыльца, находящаяся на рыльце, для этого должна созреть, обладать достаточной жизнестойкостью и иметь сформированный женский гаметофит (зародышевый мешок). В него и проникает пыльцевая трубка, растущая в направлении завязи через семенной зачаток.

Оказавшись возле яйцеклетки, она спешит разорваться и высвободить два спермия: один соединяется с яйцеклеткой и даёт жизнь зародышу, второй сливается с диплоидным ядром, образуя триплоидную клетку и формируя эндосперм. Такое двойное оплодотворение позволяет получить семя, защищённое кожурой, а из завязи затем возникнет желанный плод.

Примеры в окружающей природе

От опыления зависит сохранение вида, поэтому так важно, чтобы всё проходило успешно. Растения, в отличие от животных, не могут самостоятельно передвигаться в поисках партнёра для размножения и вынуждены уповать на помощь союзников — ветра, воды или живых существ. Самоопыляющимся растениям присущи следующие отличительные признаки:

  • цветки не имеют запаха и не выделяют нектара;
  • пестики располагаются ниже тычинок;
  • пыльца созревает ещё на стадии бутонизации, и опыление осуществляется в нераспустившемся цветке, как у гузмании или арахиса.

Томаты «умеют» самоопыляться факультативно: их тычинки оказались сросшимися, поэтому пестик без труда оплодотворяется своей пыльцой. Малопрогрессивному потомству, полученному таким образом, угрожает вырождение. Этого не случится, если некоторые цветки подвергнутся внутривидовому опылению и приобретут несколько иные родительские зачатки. Тогда они будут обладать более высокими способностями к приспособлению и выживут в процессе естественного отбора.

Мужские деревья двудомных тополя и облепихи интересны только цветками с пыльцой, а женские особи плодоносят. В случае тополя пушистые семена — продукт жизнедеятельности женских деревьев. Если высаживать для озеленения исключительно мужские черенки, можно навсегда избавиться от надоедливого пуха. Оранжевые плоды облепихи дают только женские кусты, но если рядом не посадить мужское растение, то урожая не будет, а обычное соотношение составит 10:1.

Однополые цветки однодомной кукурузы собраны в разнотипные соцветия: мужские — «метёлка» на макушках, женские — «початок» в листовых пазухах. Другие характерные представители однодомных — тыква и огурец — тоже образуют цветки разного типа в пределах одного растения. По внешним признакам они почти неотличимы, но после опыления мужские сразу отмирают и осыпаются, а из оплодотворённых женских будут формироваться завязи.

Источник

Влияние негативных факторов окружающей среды на свойства пыльцы растений

Аллергическими заболеваниями страдает треть населения планеты. В настоящее время наблюдается тенденция к росту аллергических заболеваний. Как следствие – снижение качества жизни пациентов, работоспособности, творческой и социальной активности, увеличение финансовых затрат на лечение и реабилитацию [1].

Читайте:  Возрастные изменения у растений и их проявления Причины и механизм старения

Например, в Российской Федера­ции суммарные затраты только на лечение бронхиальной астмы достигают 13,8 млрд руб. (табл. 1) [2]. Социально-экономический ущерб, наносимый бронхиальной астмой, ежегодно измеряется потерей 3 млн рабочих дней, 10 млн дней, пропущенных в школе, 468 тыс. госпитализаций, 1,8 млн случаев оказания скорой и неотложной помощи. В США затраты на лекарственную терапию бронхиальной астмы составляют около 1% всех расходов на здравоохранение [3].

На приобретение противоаллергических препаратов население земного шара ежегодно тратит около 12 млрд долл., между тем распространенность аллергии, равно как и смертность от бронхиальной астмы, увеличилась вдвое.

Высокой распространенности аллергических заболеваний в мире способствует многообразие предрасполагающих факторов и иммунологических нарушений в патогенезе аллергии. Расширяется спектр аллергенов, появляются новые аллергены, развиваются перекрестные реакции между группами аллергенов.

Аллергические заболевания характеризуются гетерогенностью и взаимодействием наследственных факторов и факторов окружающей среды.

Генетически детерминированная предрасположенность к развитию аллергии не вызывает сомнений, тем не менее результаты многих ранних исследований генных ассоциаций не были подтверждены в различных популяциях.

Сегодня особая роль в формировании и распространенности аллергических заболеваний отводится влиянию факторов окружающей среды, особенно появлению новых аллергенов, нарушению микроэкологии (нарушение кишечной флоры, дисбиоз кожи и слизистых оболочек и т.д.).

Факторы развития аллергии

К основным факторам развития аллергии относятся прежде всего загрязнение среды, изменение условий быта и труда, появление новых аллергенов, стресс как образ жизни.

В условиях загрязнения внешней среды увеличивается количество воздушных аллергенов. Между ними и аллергенами, вызывающими развитие атопии и респираторых симптомов аллергических заболеваний, существует тесная взаимосвязь. Кроме того, создаются условия для более высокой тканевой реактивности слизистых оболочек дыхательных путей как на специфические аллергены, так и на неспецифические раздражители, особенно у лиц с атопической предрасположенностью [4].

На увеличение числа аллергенов и изменение их свойств влияют климат, экология, географическое расположение региона проживания. Показано, что при повышении температуры воздуха достоверно увеличиваются образование пыльцы и ее содержание в воздухе [5, 6].

В настоящее время в аллергологии появилось новое направление – аллерготоксикология, которая занимается изучением влияния факторов загрязнения окружающей среды (токсических веществ) на индукцию, проявление и поддержание аллергических реакций.

Среди факторов загрязнения особое значение приобретают частицы дизельных выхлопов. Они влияют на формирование и степень тяжести аллергических заболеваний, поскольку способны оказывать адъювантный эффект в фазу сенсибилизации, обострять и усиливать клинические симптомы у сенсибилизированных лиц, абсорбировать аэроаллергены, пролонгировать воздействие аллергена, повышать агрессивность и аллергенность пыльцы.

Сегодня у населения, проживающего в индустриальных районах, шансы заболеть респираторными заболеваниями, спровоцированными промышленным загрязнением, намного выше, чем у лиц, проживающих в сельской местности.

Пыльца растений – этиологически значимый аллерген

К наиболее распространенным этиологически значимым аллергенам относится пыльца растений. Известно более 700 видов аллергенных растений и их пыльцы.

Пыльца представляет мужские половые клетки растений и состоит из множества пыльцевых зерен, имеющих морфологические особенности, специфические для конкретных видов растений. В каждом регионе свой график пыления растений [7]. Во многих странах Европы, Америки, Канады, России составлены флористические карты и перечень растений, цветущих в краях и областях [8].

В последние десятилетия годовые уровни пыльцы возросли в десятки раз. Например, если в 1987 г. этот показатель составлял 203 зерна пыльцы/м 3 , то в 1999 г. – 2176 зерен/м 3 . В период 1994–2001 гг. дневные показатели содержания пыльцы в атмосферном воздухе увеличились со 143 до 403 зерен/м 3 .

В 2012 г. уровень пыльцы в конце апреля превышал 20 000 зерен/м 3 , что сопровождалось вспышкой обострений поллиноза среднетяжелого и тяжелого течения и дебюта бронхиальной астмы.

Пороговая доза пыльцы, вызывающая клинические проявления поллиноза, – один – три пыльцевых зерна в кубическом метре воздуха. При содержании пыльцы 10–50 зерен/м 3 симптомы развиваются у 100% пациентов, страдающих поллинозом.

Актуальной проблемой клинической аллергологии является подбор растительной пыльцы для оптимизации зональных наборов аллергенов с целью диагностики поллинозов. Только в России и республиках СНГ зарегистрированы десятки видов тимофеевки, овсяницы, ежи сборной, березы и прочих растений, около 170 видов полыни, различающихся аллергенным составом [9]. Такие различия могут быть обусловлены и генетически наследуемыми признаками растений, и влиянием климатических, экологических и гидрологических особенностей среды в период, предшествующий созреванию пыльцы, и другими факторами. В последние годы все более актуальной становится проблема влияния факторов загрязнения окружающей среды на аллергенность и химический состав пыльцы растений [9].

Пыльца сорбирует на своей поверхности различные химические вещества, изменяющие ее химический состав, что диктует необходимость создания специальных, экологически чистых районов для выращивания растений с целью получения сырья для приготовления аллергенов и их последующего применения для выявления аллергических реакций.

Физическое и химическое загрязнение окружающей среды влияет на качество пыльцевых зерен, характеризующихся высокой чувствительностью к действию загрязнителей. Биоиндикационные свойства пыльцы растений используют для анализа загрязнения окружающей среды.

Исследования жизнеспособности пыльцы

Нами были проведены исследования, посвященные оценке жизнеспособности собранной в регионах России пыльцы тимофеевки, содержания в ее образцах фертильных и абортивных пыльцевых зерен, химических веществ (солей тяжелых металлов).

Мы изучали пыльцу, собранную в Приволжском районе Ивановской области (экологически благоприятный регион) и вблизи автострады в Истринском районе Московской области (экологически неблагоприятный регион).

Среди многочисленных загрязнителей природной среды тяжелые металлы считаются самыми опасными. К ним условно относят химические элементы атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов или металлоидов.

Из-за отсутствия данных предельно допустимой концентрации содержания тяжелых металлов в пыльце для сравнительного анализа был использован показатель среднего содержания тяжелых металлов в лекарственных растениях по России.

Содержание свинца и ртути в пыльце тимофеевки определяли методом инверсионной вольт­амперометрии в испытательном центре почвенно-экологических исследований Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева.

Содержание мышьяка, меди, цинка, кадмия и марганца оценивали методом масс-спектро­скопии по методике ЦИНАО.

Количество белка в пыльце тимофеевки определяли методом Кьельдаля.

Процент проросших пыльцевых зерен оценивали не менее чем для пяти полей зрения микроскопа.

Обратите внимание: проросшими считаются зерна, длина пыльцевой трубки которых превышает диаметр пыльцы не менее чем в два раза. Морфологически выделяют нормальные (фертильные) и ненормальные (абортивные, или стерильные) пыльцевые зерна. Фертильные и абортивные пыльцевые зерна различаются содержанием крахмала. Фертильные полностью заполнены крахмалом и окрашиваются в темный цвет, абортивные не имеют его совсем или содержат следы и соответственно окрашиваются частично либо остаются бесцветными.

Собранные образцы пыльцы тимофеевки из регионов с различной экологической обстановкой анализировали на содержание фертильных и абортивных пыльцевых зерен йодным методом на временных давленых препаратах (табл. 2).

Как показали результаты, количество абортивных пыльцевых зерен, собранных вблизи автострады, превосходит более чем в десять раз количество зерен пыльцы, собранных в экологически чистом регионе.

При анализе содержания химических веществ в пыльце тимофеевки, собранной в Приволжском районе Ивановской области, ни один из перечисленных выше показателей не превышал среднего значения в отличие от аналогичных показателей в среднем по России (табл. 3).

Анализ результатов, представленных в табл. 4, свидетельствует о многократном увеличении содержания в пыльце тимофеевки тяжелых металлов, относящихся к первому классу опасности, – ртути и свинца. При этом показатель содержания свинца почти в десять раз превышает средние значения по России.

Концентрация свинца в пыльце, собранной вблизи автострады, значительно превышает значения для образцов пыльцы, собранной в Приволжском районе Ивановской области. При этом антигенная структура пыльцы тимофеевки не изменялась под воздействием этих веществ.

Полученные результаты позволяют говорить не только об агрессивных свойствах пыльцы, содержащей различные химические вещества и способствующей сенсибилизации организма, но и о ее возможном повреждающем воздействии на слизистые оболочки респираторного и желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, необходимы дальнейшие эпидемиологические исследования влияния факторов внешней среды на распространенность и особенности клинического течения аллергических заболеваний. Кроме того, необходимо активизировать исследования по устранению (уменьшению) негативного влияния загрязнения внешней среды на систему иммунитета.

В XХΙ в. характеристики и клинико-иммунологические особенности аллергических заболеваний существенно изменились, что требует новых подходов к изучению патогенеза, диагностике, терапии и превентивным мероприятиям при аллергии.

Если ранее аллергию считали болезнью молодых, то сегодня наблюдается рост аллергических заболеваний, впервые развивающихся в пожилом возрасте, а удельный вес таких лиц повсеместно достигает 40% численности всего населения.

В настоящее время редко встречаются пациенты с моноаллергией. Как правило, больные страдают двумя аллергическими заболеваниями и более.

Современная аллергия характеризуется наличием полисенсибилизации и вовлечением в аллергический процесс многих органов, что увеличивает потребность в оказании помощи службами здравоохранения.

Согласно прогнозу, по мере повышения содержания воздушных поллютантов и температуры окружающей среды аллергические проблемы будут нарастать.

Источник