Образующиеся при вегетативном размножении диаспоры представлены частями вегетативных органов растений или их метаморфозами. Вегетативно способны размножаться все группы растений. Наибольшей способностью к вегетативному размножению отличаются покрытосеменные растения, у них же можно наблюдать и наибольшее разнообразие диаспор. Различают естественное и искусственное (с помощью человека) вегетативное размножение растений.

Естественное вегетативное размножение играет в жизни растений очень большую роль. Оно позволяет растениям быстро захватывать новые территории, особенно в тех условиях, где семенное размножение затруднено или вообще не происходит. Обычно покрытосеменные растения размножаются с помощью специализированных органов вегетативного размножения : корневищ (ирис, пырей, сныть), клубней (батат, картофель, топинамбур), луковиц (лилия, лук, тюльпан), клубнелуковиц (гладиолус, крокус), бульбилл (лилия тигровая), прикорневых розеток (земляника, камнеломка).

Совокупность всех вегетативных потомков одного растения , развившегося из семени или споры , называют клоном. Клоны могут быть представлены огромным числом особей. Трудно даже представить, каким числом особей представлен клон какого-нибудь популярного в мире сорта картофеля, земляники или тюльпана.

Как уже отмечалось выше (см. 5.7.1), у многих растений образуются высокоспециализированные побеги вегетативного размножения с выраженной столонной частью, обеспечивающей отдаление и быстрое отделение дочернего растения от материнского. С помощью таких побегов размножается и картофель - важнейшая продовольственная культура мира. Выращивают его из клубней. Разрабатываемые методы семенного его размножения пока большого распространения не получили. Морфогенез (процесс формообразования ) растений картофеля при развитии их из клубня проходит следующим образом (рис. 103).

Надземные побеги возобновления формируются из верхушечной и пазушных почек клубня. Первые метамеры этих побегов находятся в почве, поэтому их листья - мелкие, чешуевидные. После выхода побегов на поверхность почвы у них начинают образовываться фотосинтезирующие листья срединной формации - простые, прерыви- сто-непарноперисторассеченные, без прилистников. Выход побегов возобновления на поверхность почвы совпадает с началом образоваРис. 103. Развитие растения картофеля {Solarium tuberosum) из клубня (по О.А. Коровкину, 1979):

• 1 - высаженный клубень;
• 2 - надземные побеги возобновления, формирующиеся из верхушечной и пазушных почек клубня;
• 3 - столоны, развивающиеся из нижних пазушных почек побегов возобновления;
• 4 - молодые клубни;
• 5 - узловые придаточные корни

ния побегов вегетативного размножения из почек в пазухах их нижних чешуевидных листьев. На каждом побеге возобновления формируется от трех до десяти побегов вегетативного размножения (больше - у позднеспелых сортов). Развитие побегов вегетативного размножения начинается с формирования их столонной части. Столоны быстро растут и могут ветвиться - из их пазушных почек формируются боковые столоны следующего порядка. У возделываемых сортовых растений длина столонов небольшая - 5-20 см, что облегчает уборку урожая (у растений дикорастущих видов она может достигать 2 м!). Начало образования бутонов у надземных побегов совпадает с началом образования клубневой части у побегов вегетативного размножения. Она формируется после столонной части и отличается от нее короткими и толстыми междоузлиями стебля. Мелкие чешуевидные листья можно заметить только у верхних метамеров молодых клубней - они быстро отмирают и опадают. Если на узлах столонов развиваются придаточные корни, то на клубнях картофеля придаточные корни никогда не образуются. В учебной литературе можно встретить утверждение, что клубень формируется за счет утолщения стебля верхушки столона. Это неверно: граница между столонной и клубневой частями побега вегетативного размножения очень четкая - метамеры столона в формировании клубня участия не принимают.

Молодые клубни у всех сортов белого цвета и покрыты эпидермой. По мере вызревания они покрываются перидермой и приобретают сортовую окраску. Большая часть клубня представлена запасающей паренхимой, проводящие ткани выражены слабо. После отмирания столонной части клубни оказываются изолированными от материнского растения и друг от друга. На их нижней части хорошо заметен след от отмершего столона, который в растениеводстве называют пуповиной. После перезимовки из верхушечной почки клубня следующей весной образуется третья часть побега вегетативного размножения - надземная фотосинтезирующая часть. Развитие побега вегетативного размножения завершится формированием верхушечного соцветия - двойного завитка. Таким образом, побег вегетативного размножения проходит свой онтогенез за два периода вегетации, т.е. он дипикли- ческий. В первый год у него формируются столонная и клубневая части, на второй год - надземная фотосинтезирующая часть. На второй год жизни меняется и направление роста побега - с плагиотропного на ортотропное. Так как ежегодное возобновление растений происходит только за счет побегов вегетативного размножения, то можно констатировать, что клон картофеля (совокупность всех вегетативных потомков) представлен совокупностью побегов вегетативного размножения возрастающего порядка (рис. 104). В виде таких же клонов существуют и другие хозяйственно-ценные столоннобразующие растения с клубнями побегового происхождения: топинамбур, стахис Зибольда, кислица клубненосная, стрелолист обыкновенный.

Рис. 104. Схема строения побеговой системы клона картофеля (Solarium tuberosum) (по О.А. Коровкину, 2005):

Л - главный побег; Б, В, Г - побеги вегетативного размножения возрастающего порядка: 1 - семядольный узел; 2-4- побег вегетативного размножения (2 - столон; 3 - клубень; 4 - надземная фотосинтезирующая часть);

• 5- побег возобновления, развившийся из боковой почки клубня;
• 6 - побег продолжения; 7- верхушечное соцветие

Искусственное вегетативное размножение проводят для получения потомков от ценных культивируемых растений, которые сами бесполым путем размножаться не могут. Вегетативное размножение позволяет сохранить у дочерних растений ценные качества родителя, теряющиеся при половом (семенном) размножении. Искусственное вегетативное размножение растений называют клонированием. Растения обычно размножают черенками, прививками, отводками.

Черенками, как правило, размножают плодовые и декоративные растения. Побеговый черенок представляет собой часть побега, состоящую обычно из двух-трех метамеров. На нижнем срезе погруженного в субстрат черенка образуются раневые меристемы и формируется каллус, из которого формируются придаточные корни и почки. У многих растений придаточные корни возникают непосредственно на нижней части стебля черенка, а из его пазушных почек развиваются побеги. Побеговыми черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, пеларгонию, флоксы, розы и др. Широкое распространение получило «зеленое черенкование» - выращивание растений из черенков, полученных от молодых побегов с неодревесневшим стеблем, в специальных условиях (регуляторы роста, искусственный туман и т.д.). Этот метод значительно расширил список культивируемых растений, размножаемых вегетативно.

Многие декоративные растения (бегонию, глоксинию, сенполию и др.) размножают листьями - листовыми черенками. Из образующегося на конце черешка каллуса развиваются придаточные почки и корни. Корнеотпрысковые растения (вишню, облепиху, сирень, сливу) можно размножать корневыми черенками.

Отводком - пригнутым к земле и укоренившимся побегом размножают смородину, крыжовник, спирею и другие кустарники. Такой способ вегетативного размножения можно наблюдать и в природе: легко укореняются полегающие ветви ивы, липы, черемухи, пихты.

Прививка заключается в приживлении черенка одного растения на другом растении. Прививаемое растение называют привоем, а то, к которому прививают, - подвоем. Существует много способов прививки, различающихся сроками, прививаемым материалом (черенок или одна почка), методом соединения привоя с подвоем.

В середине XX в. стал активно разрабатываться необычный способ клонирования растений - метод культуры клеток и тканей. Ученым удалось научиться выращивать целые растения из группы клеток и даже из одной клетки, помещенных в среду, содержащую питательные вещества и необходимые гормоны. В основе метода лежит тотипотентностъ

клеток. В каждой из них содержится полный набор генов организма, что позволяет при определенных условиях полностью реализовывать генетическую программу его развития. Новые организмы получают обычно из клеток верхушечных меристем. Размножение растений с помощью культуры тканей называют клональным микроразмножением. Осбенно актуальным оказался этот метод для оздоровления растений при поражении их патогенными вирусами. Оказалось, что у пораженного вирусами растения свободными от них оказываются только клетки апикальной меристемы, куда вирусы не успевают проникнуть. Из этих клеток выращивают здоровые растения, которые затем размножают вегетативно более традиционным методом - черенкованием. Из одного растения в год можно получить свыше 1 млн генетически идентичных здоровых растений. Так освобождают от вирусной инфекции ценные сорта гвоздики, земляники, картофеля и др. Немалые затраты окупаются резким повышением урожайности у здоровых растений. Клональное микроразмножение применяют и для более быстрого размножения особо ценных растений.

При вегетативном размножении происходит увеличение числа особей в результате того или иного деления тела одного родительского организма. Таким образом, вегетативное размножение является одним из видов бесполого размножения, когда дочерний организм является точной генетической копией материнского.

В случае покрытосеменных растений вегетативное размножение осуществляется побегами, корнями и листьями, т. е. вегетативными органами. Чаще всего при этом размножение происходит именно побегами.

У покрытосеменных травянистых растений вегетативное размножение часто осуществляется подземными побегами (корневищами, луковицами, клубнями) . Эти органы служат не только для накопления запаса питательных веществ для развития зеленых частей растений в следующий вегетационный период. Их также можно рассматривать как органы вегетативного размножения.

Почки подземных побегов дают начало надземным зеленым побегам. Такие новые побеги могут оказаться отделенными от родительского растения, т. е. дать начало новому растению.

Так растения, имеющие подземные корневища, очень живучи. Если вырвать родительское растение, то в почве из почек остатков корневища разовьются новые зеленые побеги.

В луковицах из почек часто образуются луковички-детки. Отделившись друг от друга, каждая из них дает начало новому растению.

На клубнях также имеются почки (глазки), которые в благоприятных условиях прорастают и развиваются в отдельное растение. Если клубень картофеля разрезать на несколько частей, каждая из которых будет содержать глазки, то можно получить несколько отдельных растений.

Также многие покрытосеменные растения способны вегетативно размножаться надземными побегами . Например, у земляники образуются усы, представляющие собой ползучие зеленые стебли. В их узлах развиваются побеги с листьями и придаточными корнями. Каждый такой дочерний побег может быть отделен от родительского растения.

У древесных растений может наблюдаться вегетативное размножение с помощью укоренения надземных побегов, обычно веток. Прижатые к почве ветки могут пустить корни и развиться в отдельный куст или дерево.

Ряд покрытосеменных растений могут размножаться корневыми черенками или корневыми отпрысками. Корневой черенок представляет собой отделенную часть корня с придаточными почками. Из этих почек развиваются побеги, которые в дальнейшем укореняются. Размножение корневыми черенками характерно для одуванчика, малины, шиповника и др.

Однако у той же малины чаще встречается размножение корневыми отпрысками. Отпрыски от черенков отличаются тем, что не отделены от родительского растения. Корневой отпрыск стелится в поверхностных слоя почвы. На нем вырастают придаточные почки, которые дают начало надземным побегам, каждый из которых можно отделить от родительского растения. Именно корневые отпрыски дают густую молодую поросль около деревьев или пней.

Некоторые покрытосеменные растения могут вегетативно размножаться листовыми черенками. Попав в благоприятные условия, отделенный лист может пустить придаточные корни, на нем также развиваются придаточные почки, из которых вырастают побеги.

Вегетативное размножение растений широко распространено не только в природе. Человек активно использует эту способность растений в сельском хозяйстве. Вегетативное размножение позволяет быстрее получить урожай, сохранить ценные признаки сорта. В сельском хозяйстве используются следующие виды вегетативного размножения: стеблевыми черенками, отводками, корневищами, луковицами, клубнями, прививками и др.

Вегетативное размножение - размножение с помощью клеток вегетативных органов (корни, стебли, листья). По своей сути является клонированием: наследственный материал потомков идентичен наследственному материалу родительского организма.

Половое размножение - размножение с помощью специализированных половых клеток, при котором происходит комбинация наследственных признаков.

Клетки меристемы способны к делению, а клетки паренхимы способны к дедифференциации - утрате своей специализации. Из такой клетки может образоваться практически любая клетка растительного организма (см. Рис. 1). Так, из паренхимы могут образоваться клетки корня.

Рис. 1. Образование растительного организма

У мхов из споры прорастает протонема (см. Рис. 2), которая дает почки, из которых затем прорастает целое растение мха. Вегетативное размножение - обязательный элемент жизненного цикла мхов.

Рис. 2. Протонема

Плауновидные для вегетативного размножения могут иметь клубеньки и выводковые почки. Но чаще всего взрослый разветвленный стебель распадается на несколько новых.

Хвощи имеют ветвящееся подземное корневище, от которого отрастают новые побеги. Со временем связь между побегами утрачивается. Иногда новые побеги могут отрастать от основания крупных стеблей.

Папоротники обладают длинными корневищами, от которых отходят новые побеги. При основаниях стеблей папоротников с короткими корневищами (страусник) могут образовываться короткие розетки. Некоторые папоротники по краям листьев имеют выводковые почки (асплениум (см. Рис. 3)).

Рис. 3. Выводковые почки асплениума

У некоторых растений образуются корневые отпрыски (осина, тополь, сирень, малина). Со временем их старые участки корней разрушаются, и отпрыски становятся самостоятельными растениями.

Усы - ползучие побеги, отрастающие от материнского растения. Из них развиваются новые самостоятельные растения (земляника, ежевика, клюква (см. Рис. 4)).

Рис. 4. Клюква

Пырей (см. Рис. 5), подмаренник, вьюнок способны размножаться при помощи корневищ.

Рис. 5. Пырей

Корневищами размножают ирисы, пионы, ландыши.

Клубнями размножают картофель и топинамбур (см. Рис. 6).

Рис. 6. Клубни топинамбура

Луковицами размножают лук, тюльпаны (см. Рис. 7), нарциссы и лилии. Луковицы способны к образованию луковиц - деток.

Рис. 7. Луковицы тюльпанов

На листьях каланхоэ (см. Рис. 8) образуются выводковые почки, которые дают начало новым растениям.

Рис. 8. Каланхоэ

Вегетативное размножение способствует быстрому расселению растений, получению большого числа генетически идентичных особей. Иногда семенное размножение затруднено, в таком случае растения размножаются только вегетативно. Для некоторых видов (виноград без косточек) семенное размножение невозможно.

Черенок - отрезок любого вегетативного органа (см. Рис. 9).

Рис. 9. Черенки

Черенкование также встречается в природе, при ледоходе обломки веток ив могут попасть во влажную почву и так прорасти.

Такая способность используется в садоводстве. Стеблевой черенок - отрезок стебля с несколькими почками. Так размножают смородину, розы, декоративные сорта ив, флоксы, бальзамин (см. Рис. 10). Для этого весной, до распускания почек, черенки садят в подготовленную почву. К осени появляются придаточные корни. Тогда черенки выкапывают и сажают на постоянное место.

Рис. 10. Бальзамин

Также в сельском хозяйстве используют корневые черенки.

Корневой черенок - отрезок корня длиной 15-25 см. С их помощью способны размножаться только те растения, которые могут на корнях образовывать придаточные почки. На посаженном в почву черенке развиваются надземные побеги, у основания которых образуются придаточные корни. Так размножают садовую малину, шиповник (см. Рис. 11), яблони, одуванчик.

Рис. 11. Шиповник

Бегонию, сенполию (см. Рис. 12), фиалки размножают листовыми черенками. Для размножения достаточно фрагмента листа с жилкой.

Рис. 12. Сенполия

Смородину, крыжовник, калину можно размножать отводками (см. Рис. 13). Для этого побег пригибают так, чтобы его средняя часть касалась земли, а верхушка была направлена вверх. Так образуются придаточные корни, и побег можно отделить от материнского организма.

Рис. 13. Размножение отводками

Прививка - искусственное сращивание части одного растения с побегом другого.

Дичок - молодое растение, выращенное из семени плодового дерева. К нему прививают культурное растение. Это подвой.

Черенок культурного растения, который прививают, - привой.

При правильно проведенной прививке происходит срастание привоя с подвоем, и почки привоя распускаются.

Копулирование - вид прививки, при которой привой и подвой одинаковой толщины.

Для прививки почкой летом с культурного дерева срезают однолетний побег. Его вставляют в разрез коры дичка. При правильно проведенной манипуляции через 2 недели привой срастется с подвоем. А на следующий год из привитой почки развивается побег.

Ствол дичка выше места прививки полностью срезают. А из привоя образуется крона сортового растения.

Размножение культурой ткани (меристемное размножение) (см. Рис. 14). Выращивание новых растений из клеток образовательной ткани материнского растения.

Рис. 14. Меристемное размножение

Некоторые растения размножают делением куста (флокс, щавель, мята, эхинацея).

Попробуйте размножить комнатные растения черенками. Для этого срежьте стеблевые черенки с 3-4 листьями колеуса, гибискуса и традесканции. Нижние 2 листа удалите. Поставьте черенки в воду так, чтоб нижний узел был под водой. Поставьте в светлое место. Раз в 3-4 дня меняйте воду. По достижении придаточными корнями 2 см посадите черенки в горшки. Накройте растения стеклянным куполом до полного развития корневой системы и начала роста почек. Запишите в дневник результаты наблюдений.

В специальных камерах с определенными условиями находятся объемы с культурой клеток образовательной ткани. Клетки делятся и образуют новые растения.

В питательные среды по очереди добавляются растворы растительных гормонов, чем провоцируется рост определенных частей растения. Так размножают орхидеи, герберы, женьшень.

Среда стерильна, поэтому посадочный материал не заражен.

С 1 га земляники за год можно получить до 250 000 усов - количество, достаточное для засадки 5 га.

Элодея канадская (водяная чума) в Европе впервые появилась в середине XIX века. Из Америки попали только женские особи. Но элодея размножается природным черенкованием.

При уничтожении бодяка, осота их отпрыски могут появиться с глубины более 1 метра. Их корни могут выделять вещества, снижающие всхожесть и темпы роста культурных растений.

Список литературы

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил.
2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.
3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.

1. Scienceland.info (Источник).
2. Mgudt.com (Источник).
3. Valleyflora.ru (Источник).

Домашнее задание

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил. - с. 207, задания и вопрос 1,5 ().
2. Что такое меристемное размножение?
3. Как производится размножение прививками?
4. * Подумайте, какие отличия вы можете назвать между половым и вегетативным размножением растений? У какого размножения, на ваш взгляд, больше достоинств для применения в сельском хозяйстве? Каких?

Вегетативное размножение растений — это размножение с помощью вегетативных органов — корней, побегов, листьев или даже небольшой его частички. При вегетативном размножении новые растения получаются точно такими же, как и материнское растение.

Никаких генетических изменений у нового растения не отмечается и все признаки материнского полностью повторяются в дочернем растении.

Вегетативное размножение растений применяется

1. Если растения при семенном размножении не повторяют материнские качества, проще говоря, если растение в первом поколении выращено из семян гибрида F1 , то с такого растения нельзя брать семена, потому что новые растения не будут похожи на материнское. К таким растениям можно отнести многочисленные гибриды овощей, а также розы , гладиолусы, тюльпаны, георгины, некоторые сорта петуний , флоксы , эдельвейс , сирень, нефролепис, вейгелу .

2. Если некоторые растения не образуют жизнеспособных семян или выращиваются в условиях, когда семена не вызревают. К таким растениям, например, можно отнести фикус, фуксию , тростник, драцену , алоказию , калатею, маранту, жасмин комнатный, пеларгонию , манжетку, панкрациум, некоторые пестролистные формы растений .

3. Если вегетативное размножение экономически выгодно, например, если вы готовите растения на продажу: для получения низких растений, для более быстрого и раннего цветения.

4. Если вегетативное размножение намного легче семенного. У некоторых растений, например, у бирючины, астильбы , лимонника, замиокулькаса , аронии черноплодной, кипарисовика Элвуди . Семена этих растений должны пройти сложные условия подготовки к посеву. Даже после длительной стратификации семена очень трудно всходят, а черенкование этих растений, наоборот, очень легко сделать. У селагинеллы семенное размножение практически невозможно в домашних условиях, так как для семенного размножения нужны мужские и женские споры, а это даже в лаборатории очень трудно сделать. Поэтому, вегетативное размножение селагинеллы — делением куста или черенками — единственный способ размножения в домашних условиях.

5. Вегетативное размножение применяется и для того, чтобы продлить ювенильные фазы развития растений. Ювенильной фазой называют «юношеский» период растения, он продолжается от прорастания семян до закладки первых бутонов. В этот период формируются вегетативные органы растений: нарастают корни, стебли, листья. Такие растения, как циперус , лучше все время обновлять, иначе циперус быстро желтеет.

В промышленном цветоводстве широко практикуется вегетативное размножение растений , ведь его преимущества неоспоримы: растения, выращенные из семян зацветают намного позже, чем при вегетативном размножении. Например, амариллисы из семян зацветут на пятый год, а при размножении дочерней луковицей - через три года.

Также, вегетативно размноженные растения более низкие по высоте. Например, бархатцы, вербена или агератум при семенном размножении отрастают до в высоту до полуметра, и при создании бордюров такие высокие растения использовать уже нельзя. А при вегетативном размножении этих растений из черенков получаются новые растения высотой всего 15-20 сантиметров при очень сильном цветении. (Так вот в чем секрет буйного цветения городских клумб!) Но, у вегетативного размножения есть и свои недостатки: у растений низкий иммунитет, они сильнее подвержены заболеваниям, менее долговечны.

Вегетативное размножение растений может быть искусственным и естественным

Искусственное вегетативное размножение - размножение черенками , листьями, частью листа. Успех вегетативного искусственного размножения зависит от земляной смеси , в которой укореняются новые растения, влаги , освещения , температуры воздуха , а также от сортовых особенностей растения, его возраста. Во время весенней обрезки комнатных растений, таких, как клеродендрум , пассифлора голубая , остается много побегов, которые легко укореняются. А сенполию и глоксинию можно размножать листьями.

При естественном вегетативном размножении участвуют вегетативные органы, которые легко укореняются сами.

Естественные вегетативные органы размножения растений

1.Например, нефролепис , хлорофитум , садовая земляника , камнеломка размножаются усами , или столонами . У всех растений, размножающихся усами, или столонами, характерен розеточный рост.

2.Некоторые растения отпускают надземные побеги - плети . Плети и усы очень похожи. На конце плети также образуется розетка. Плети образуются у живучки ползучей. В междоузлиях, в местах соприкосновения с землей на плетях образуются корни. Таким способом можно укоренять виноград, клематис , девичий виноград . Весной плеть положить на землю, присыпать землей, а осенью плеть можно разрезать на междоузлия и посадить уже как самостоятельные растения.

3.У некоторых растений у основания стебля образуются отпрыски . Многие луковичные у основания образуют отпрысковые луковички. Такими отпрысками размножается ананас, бромелия, финиковая пальма. У симподиальных орхидей боковые побеги на корневищах также можно назвать отпрысками.

Если отпрысков мало, их рост можно стимулировать. Для этого розетку отрезают с небольшой частью стебля и укореняют, а у оставшегося растения быстро появляются отпрыски.

4.У некоторых растений образуется корневая поросль . У кого растут сливы в саду, тот хорошо знаком с корневой порослью)).

5.Есть растения со сбрасывающимися побегами . К ним относятся некоторые кактусы и суккуленты , например, мамилярия, бриофиллиум (более известный, как каланхоэ), семпервивум. Попадая на землю побеги быстро укореняются и начинают расти.

6. У некоторых растений образуются дочерние луковицы, клубни, клубнелуковицы, псевдобульбы, корневища - видоизмененные органы, участвующие в вегетативном размножении. В этих органах растения накапливают питательные вещества. Таким способом размножаются многолетние растения : гиацинт , ирис , тюльпан , лилия , тигридия, флокс, лилейник , подснежник, кливия, амариллис, кринум, кислица, пион и многие другие корневищные растения.