Механизмы, распространения пыльцы

Ветер. Большинство хозяйственно ценных деревьев умерен­ной и субтропической зон образуют пыльцу, распространяемую ветром. Это относится почти ко всем хвойным, а также к топо­лям и дубам, гикори и грецкому ореху, березам и ольхам и большинству ясеней. У этих видов мужские цветки открыты, высыпают свою пыльцу в теплое сухое время (днем) и только небольшое количество — ночью. Большая часть пыльцы оседает в тот же день, когда высыпается. Количество разносимой ветром пыльцы в ночное время составляет малую долю, причем только незначительная ее часть сохраняет жизнеспособность. Все ла­бораторные опыты однозначно показали, что на жизнеспособ­ность пыльцы неблагоприятно влияет высокая относительная влажность, характерная для ночного времени.

По сравнению с семенами пыльца очень мала. Максималь­ный размер пыльцы дугласии, одной из самых крупных, при­мерно 100 мк в диаметре, а у многих деревьев всего 8—10 мк. Площадь поверхности пыльцевых зерен столь велика по сравне­нию с массой, что скорость их падения значительно меньше, чем у семян. Законы, в соответствии с которыми рас­пространяется пыльца, более сходны с таковыми для части­чек дыма, дуста, спор болезнетворных микроорганизмов и пр., чем с характерными для распространения семян.

Пыльца распределяется внутри потоков воздуха как верти­кальных (турбулентных), так и горизонтальных (ветер). Ка­кое-то движение воздуха необходимо для распространения большинства видов пыльцы, поскольку пыльники достаточно прочно удерживают свою пыльцу, если их слегка не потрясти. Направленный вверх воздушный поток поднимает пыльцу, и в верхних потоках воздуха она передвигается на большие рас­стояния. Если же воздух опускается вниз, пыльца переносится вниз намного быстрее, чем если бы она свободно падала. При­ближаясь к земле, она попадает в “поглощающую зону”, заня­тую растительностью. Здесь воздух почти недвижим, пыльца падает свободно, фактически без передвижения в горизонталь­ном направлении. Влесу поглощающая зона равна примерно высоте леса.

В соответствии с моделью Gregory, пыльца постоянно движется вверх и вниз, часть ее оседает при каждом движении вниз. При выведении теоретической кривой распространения пыльцы турбулентное движение воздуха явилось главным фактором: чем больше турбулентность, тем меньше расстояние рас­пространения.

Wright не нашел сущест­ввенных различий в расстояниях, на которые переносится пыльца, для видов с крупными и мелкими пыльцевыми зернами, а также для видов, у которых пыльца имеет или не имеет воздушных мешков. Он нашел, что среднее расстояние было немного меньше (возможно, что это не достоверно) в некоторые дни с сильным ветром, чем в дни с меньшей средней скоростью ветра. В один из дней, когда направление ветра было постоянным в течение всего периода наблюдений, значительное коли­чество пыльцы переносилось в подветренную от дерева сторону.

Насекомые и птицы. Липы, магнолии, тюльпанное дерево, большинство кленов и эвкалиптов опыляются насекомыми. Все они, за исключением кленов, образуют обоеполые цветки. Пыльца их слегка липнет и осыпается в виде комочков, а не пыли. У бархата амурского эти комочки довольно велики, так что если в тихий день встать под деревом, то можно отчетливо слышать, как они падают на листья. Благодаря своей клей­кости пыльца прилипает к ножкам и тельцу насекомых, кото­рые посещают цветки.

Вышеупомянутые виды не имеют особых приспособлений для предотвращения перекрестного опыления. Насекомое мо­жет переползти с пыльника на рыльце того же самого цветка. Побывав на одном цветке, насекомое перелетает на соседний цветок или на соседнее дерево. Таким образом, частота само­опыления может быть высокой, но генетический механизм само­стерильности может препятствовать самооплодотворению.

У многих деревьев из семейства бобовых цветки похожи на бабочку, их форма способствует перекрестному опылению, по крайней мере между разными цветками одного и того же де­рева. У этих цветков пыльники и рыльце заключены в два лепестка (так называемый киль) и расположены так, что сна­чала насекомое слегка задевает рыльце, затем пыльник и только после этого опыляет следующий цветок.

Жуки и мухи обычно посещают цветки от случая к случаю, но не так обстоит дело с пчелами, для которых пищей явля­ются только пыльца и нектар. Bateman (1949) описал полет и характерные черты опыления медоносной пчелы. Рабочая пчела вылетает из улья утром {причем она может пролетать расстояния в несколько сотен метров) и посещает цветок за цветком одного и того же вида. Она вполне может произвести перекрестное опыление, если этот вид цветет весь сразу. По возвращении в улей она передает свой сбор рабочим пчелам, которые обычно делают тот же самый сбор. Таким образом, все пчелы одного улья склонны в какой-то определенный день летать на цветки одного и того же вида, а другие виды посе­щают пчелы из других ульев. Вот почему пчеловоды продают липовый мед, клеверный мед и т. д.

Медоносные пчелы сохраняют эту тенденцию вплоть до того, что они различают малейшие изменения в структуре и окраске цветка. Если рабочая пчела сначала посетит растение с белыми цветками вида, имеющего преимущественно розовые цветки, она склонна посетить и другие растения с белыми цветками, даже если они встречаются редко. Чтобы проверить это, Bateman посадил разные типы львиного зева в одном и том же саду и собрал с них семена. Он знал из опыта, что скрещивание внутри разновидностей осуществляется так же легко, как между разновидностями. Тем не менее фактическая доля скрещивания между разновидностями намного меньше той, что можно было бы ожидать. Другими словами, рабочие пчелы распознают тон­кие различия в строении цветков, и каждая из них сохраняет тенденцию посещать определенный тип.