Dlaczego w przyrodzie dominuje zapylenie krzyżowe? Dlaczego subsydiowanie skrośne stało się problemem nie tylko dla energetyki

Wiele osób wie, że zapylenie krzyżowe jest jednym z najczęstszych sposobów rozmnażania roślin. Ale informacje o tym, dlaczego większość roślin wybrała tę konkretną metodę, a także o różnych typach, nie są tak powszechne.

Co to jest

Zapylanie to proces przenoszenia pyłku z pylników do zalążka (powszechny wśród roślin nagonasiennych) lub znamię słupka (nieodłączne u roślin okrytonasiennych). W wyniku tego kobiecy narząd - nerka lub zalążek - zaczyna się rozwijać, przekształcając się w płód.

Dwa najczęstsze rodzaje zapylenia to samozapylenie i zapylenie krzyżowe. Pierwsza opcja jest mniej powszechna. W tym przypadku pyłek spada z pylnika na słupek tego samego kwiatu, często jeszcze przed otwarciem jego płatków. Z jednej strony jest znacznie bardziej niezawodny - liczba pustych kwiatów w tym przypadku dąży do zera.

Zapylenie krzyżowe to proces przenoszenia pyłku z pylnika jednego kwiatu na słupek innego. I ten wariant, mimo ogromnej złożoności, znacznie częściej występuje wśród roślin – w prawie 90 proc. roślin wyższych. Dlaczego zapylenie krzyżowe jest powszechne w przyrodzie?

Rodzaje zapylenia krzyżowego

Do tej pory eksperci zidentyfikowali dwa rodzaje zapylenia krzyżowego w roślinach - ksenogamię i geitonogamię.

Geitonogamia to proces zapylania, który obejmuje pręciki i słupek różnych kwiatów znajdujących się na tej samej roślinie. Oznacza to, że drzewo jest w stanie samodzielnie zapylać i wytwarzać owoce, nawet pod nieobecność krewnych w pobliżu.

Dlatego specjaliści od dawna spierają się, czy jest to zapylenie krzyżowe, czy raczej ma miejsce szczególny sposób samozapylenia. Faktem jest, że nie dochodzi tu do wymiany materiału genetycznego, a mianowicie jest to główny cel zapylenia krzyżowego.

Ale ksenogamia to zupełnie inna sprawa. Proces jest dokładnie taki sam, ale musi dotyczyć kwiatów znajdujących się na różnych roślinach. Aby uchronić się przed przypadkowym zapyleniem kwiatów na tej samej roślinie, niektóre gatunki wykształciły nawet mechanizm ochronny - separację płci. Jednocześnie w kwiatach jednej rośliny są tylko słupki, az drugiej tylko pręciki. Dlatego możliwość samozapylenia jest całkowicie wykluczona.

Kto pomaga w zapylaniu?

Oczywiście głównym pomocnikiem w zapylaniu krzyżowym są owady, przede wszystkim pszczoły. Tutaj odbywa się zoofilia - tak nazywa się wszelkie zapylanie roślin wykonywane przy pomocy przedstawicieli świata zwierzęcego.

Można tu wyróżnić dwa dość rzadkie podgatunki:

• myrmekofilia, gdy zapylanie jest przeprowadzane wyłącznie przez mrówki;
• kantarofilia - tutaj chrząszcze pełnią rolę głównych zapylaczy.

Ale można to znaleźć tylko w reliktowych roślinach, które przetrwały do ​​​​dziś.

Innym przypadkiem bestialstwa jest ornitofilia - zapylanie przez ptaki. Taki krzyż nie jest zbyt powszechny - występuje głównie w strefach tropikalnych Ameryki, ponieważ jedynymi ptakami, które przyczyniają się do zapylania, są kolibry.

Wreszcie dość powszechna jest chiropterofilia – zapylanie przez nietoperze. A rośliny stosujące tę metodę są również powszechne tylko w ciepłych krajach, głównie w dżungli. Nietoperze, zlizując słodki nektar z kwiatów, niosą pyłek na swoich językach i sierści.

Mniej powszechne są anemofilia (zapylanie przez wiatr) i hydrofilia (tu pyłek przenoszony jest z kwiatka na kwiat przez wodę - występujący w niektórych nagonasiennych i algach).

Teraz jest jasne, że zapylanie można przeprowadzić różnymi metodami. Ale który z nich jest najczęstszy?

Przewaga różnych metod zapylania

Zdecydowana większość roślin zapylających krzyżowo robi to poprzez zoofilię. Tak, to owady, ptaki czy ssaki zapylają prawie 80 procent roślin wyższych.

Zdecydowanie za liderem znajduje się anemofilia. Nie więcej niż 20 procent roślin wykorzystuje wiatr do przenoszenia pyłku.

Ale najmniej powszechna jest hydrofilia. Mniej niż 1 procent wszystkich roślin polega na strumieniu wody do przenoszenia pyłku, czy to w stawach, czy po deszczu.

Główne zalety

Warto zrozumieć, dlaczego zapylenie krzyżowe jest tak powszechne.

Jak zauważono powyżej, liczba jałowych kwiatów jest prawie całkowicie nieobecna w roślinach stosujących samozapylenie. Ale jednocześnie bardziej opłacalne okazało się zapylenie krzyżowe - świadczy to o obfitości takich roślin.

W rzeczywistości wszystko jest tutaj proste. W samozapyleniu (jak w geitonogamii) roślina rozmnaża się sama. Wykorzystywany jest tylko materiał genetyczny, który posiada, a jak się okazało jest to strategia przegrana.

Rzeczywiście, dzięki ksenogamii rośliny, które wyrastają z nasion uzyskanych przez skrzyżowanie dwóch roślin, otrzymują zalety i cechy obojga rodziców. Oznacza to, że jeśli jedno drzewo wyrosło na suchej glebie i zdołało się do niej przystosować, a drugie, przeciwnie, wyrosło na bagnach i przetrwało, to nowe drzewo, które stało się ich potomstwem, równie łatwo przystosuje się do braku wilgoci i jego nadmiar. W konsekwencji prawdopodobieństwo, że umrze w niesprzyjających warunkach, jest drastycznie zmniejszone.

To dzięki temu rośliny zapylone krzyżowo zaczęły dominować na całym świecie, pewnie wypierając konkurentów, którzy pojawili się na Ziemi miliony lat wcześniej.

Sposoby przyciągania zapylaczy

Zauważono powyżej, że cztery na pięć roślin są wykorzystywane do zapylania przez zwierzęta – od ssaków po owady. Oczywiście w tym samym czasie wypracowali odpowiedni mechanizm ich wabienia.

Najczęstszą jest obecność słodkiego nektaru. Wiele milionów lat temu, w celu zwabienia zapylaczy do siebie, niektóre rośliny pozyskały komórki, które mogą wydzielać słodką substancję. Doświadczenie zakończyło się sukcesem iw rezultacie miał wiele tysięcy potomków, którzy produkowali nektar o ostrym zapachu. Takie rośliny kierują się przede wszystkim zwierzętami i owadami o delikatnym węchu.

Ale są też rośliny, które wykorzystują ornitofilię. A ptaki, jak wiecie, są prawie pozbawione zapachu. Zastosowano tu inną technikę - większe i jaśniejsze kwiaty, które prawie nie pachną. Doskonale wabią kolibry, które wiedzą, że w środku czeka na nich słodki nektar.

Wniosek

Z tego artykułu jasno wynika, czym jest zapylenie krzyżowe, a także jakie są główne zalety tej metody. Jednocześnie artykuł dostarcza informacji o różnych metodach zapylania z udziałem różnych sił z zewnątrz. Pozwoli ci to znacznie lepiej zrozumieć botanikę i uchodzić za osobę o najszerszych perspektywach.

105. Wyjaśnijmy, skąd wzięła się nazwa podwójnego nawożenia u roślin kwitnących.
W roślinach kwitnących podczas zapłodnienia dochodzi do dwóch fuzji: pierwsza plemnik łączy się z komórką jajową i tworzy się zygota, druga z dużą centralną komórką i bielmem.

106. Podpiszmy elementy cyklu rozwojowego rośliny kwitnącej, wskazane na rysunku cyframi.

1. dojrzała roślina
2. kwiat
3. ziarno pyłku
4. jajnik
5. dojrzewające owoce
6. dojrzałe owoce z nasionami
7. nasiona
8. młoda roślina.

107. Połączmy części kwiatu z uformowanymi z nich owocami.

108. Napiszmy metody zapylania wskazane na rysunku.

1. Samozapylenie.
2. zapylenie krzyżowe.

109. Wyjaśnijmy, dlaczego zapylenie krzyżowe jest bardziej powszechne niż samozapylenie.
Zapylenie krzyżowe zapewnia potomstwu różnorodne cechy, ponieważ rozmnażają się różne organizmy, a nie jeden (jak w przypadku samozapylenia). Jest to bardziej korzystne z punktu widzenia ewolucji. Dlatego w przyrodzie wykształciły się w roślinach liczne mechanizmy zapobiegające samozapyleniu. Istnieje również duża liczba nosicieli pyłku (zwierzęta, wiatr, ludzie).

110. Wypełnij tabelę.

111. Rozprowadzaj rośliny wiatropylne i owadopylne.
Zapylane przez wiatr: brzoza, dąb, leszczyna, żyto, kukurydza, olcha.
Owady zapylające: lipa, jabłoń, koniczyna, dzika róża, pachnący tytoń, lwia paź.

112. Oznacz kolejność czynności podczas sztucznego zapylania.

1. Czym jest kwiat?

Kwiat to zmodyfikowany skrócony pęd, który służy do rozmnażania nasion.

2. Jaką ma strukturę?

Słupek i pręciki to główne części kwiatu. Perianth znajduje się wokół pręcików i słupka. Okwiat składa się z dwóch rodzajów ulotek. Wewnętrzne ulotki to płatki tworzące koronę. Liście zewnętrzne - działki - tworzą kielich. Cienka łodyga, na której osiada kwiat w większości roślin, nazywana jest szypułką, a jej górna, rozciągnięta część, która może przybierać różne kształty, nazywana jest pojemnikiem.

3. Jaka jest budowa pręcika?

Pręcik ma pylnik, w którym dojrzewa pyłek. Pylnik znajduje się na włóknie.

4. Jaka jest budowa słupka?

Słupek ma piętno, styl i jajnik.

5. Co nazywa się kwiatostanem?

Kwiatostany to grupy kwiatów położone blisko siebie w określonej kolejności.

6. Jaki proces nazywamy zapłodnieniem?

Proces fuzji gamet męskich i żeńskich nazywa się zapłodnieniem.

pytania

1. Dlaczego u roślin kwitnących nawożenie nazywa się podwójnym?

Nawożenie w roślinach kwitnących nazywa się podwójnym, ponieważ. dwa plemniki przenikają do jajnika okrytozalążkowych, jeden z nich łączy się z komórką jajową, dając początek zarodkowi diploidalnemu, drugi łączy się z centralną komórką diploidalną.

2. Jak powstaje zarodek roślinny?

Dwa plemniki wnikają do jajnika roślin okrytonasiennych. Jedna z plemników łączy się z komórką jajową. Zygota utworzona przez fuzję gamet dzieli się na dwie komórki. Każda z powstałych komórek dzieli się ponownie itd. W wyniku wielokrotnych podziałów komórkowych powstaje wielokomórkowy zarodek nowej rośliny.

3. W wyniku jakiego procesu zachodzącego w jajniku powstaje bielmo?

Drugi plemnik łączy się z jądrem wtórnym zlokalizowanym w centrum woreczka zarodkowego, co prowadzi do powstania jądra triploidalnego w pobliżu komórki centralnej. Dzieli się, tworząc komórki bielma, w których gromadzą się zapasy składników odżywczych.

4. Z czego rozwija się okrywa nasienna?

Płaszcz nasienny nasion u roślin kwitnących tworzy się z powłoki zalążka.

5. Jakie znasz metody zapylania?

Istnieją dwa główne rodzaje zapylenia: samozapylenie i zapylenie krzyżowe. Podczas samozapylenia pyłek z pręcika pada na piętno słupka tego samego kwiatu. W zapylaniu krzyżowym pyłek z pręcików kwiatu jednej rośliny przenosi się na znamiona słupków kwiatów innych roślin.

Również w zależności od tego, kto pełni funkcję zapylania, rozróżnia się zapylanie naturalne (w przyrodzie) i sztuczne. W sztucznym zapylaniu osoba działa jako zapylacz. Jednocześnie czasami celowo przenosi pyłek z pręcików na znamiona słupków.

6. Jaki jest cel sztucznego zapylania?

Sztuczne zapylanie odbywa się w celu rozwoju nowych odmian i zwiększenia plonów niektórych roślin.

Myśleć

Dlaczego zapylenie krzyżowe jest o wiele bardziej powszechne niż samozapylenie?

W przypadku zapylenia krzyżowego następuje rekombinacja dziedzicznych cech organizmów ojcowskich i matczynych, a powstałe potomstwo może nabyć nowe właściwości, których rodzice nie mieli. Takie potomstwo jest bardziej żywotne.

Zadania

Po przeanalizowaniu tekstu § 24 i ryc. 102 wyjaśnij, z czym wiążą się cechy strukturalne łuski ziarna pyłku.

Cechy strukturalne łuski ziaren pyłku wynikają ze sposobu, w jaki jest on przenoszony z pręcików na słupki.

W roślinach wiatropylnych jest suchy, pozbawiony rzeźbienia, w większości ma pory i jest produkowany w dużych ilościach.

Pyłek roślin zapylanych przez owady jest większy lub bardzo mały, lepki, ma rzeźbę i dużą liczbę otworów.

Zadania

1. Przestudiuj dodatkowy tekst. Zidentyfikuj podobieństwa i różnice między roślinami zapylonymi przez wiatr i owadami.

Podobieństwo: obfitość pyłku w kwiacie i obecność kwiatostanów (w każdym razie zwiększa to szanse na zapylenie).

Znaki charakterystyczne tylko dla roślin owadopylnych:

Kwiaty pojedyncze duże, jasny kolor płatków lub działek prostego okwiatu, obecność nektaru i aromatu.

Duży, lepki, szorstki pyłek kwiatów (dobrze przylega do owłosionego ciała owada).

Znaki charakterystyczne tylko dla roślin wiatropylnych:

Nie ma jasnych, dużych i pachnących kwiatów. Niepozorne, zwykle drobne kwiaty, pierzaste znamiona, pylniki na długich wiszących nitkach.

Bardzo drobny, lekki, suchy pyłek (przystosowania do zapylania przez wiatr).

2. Obserwuj rośliny kwitnące na terenie szkoły. Określ, które z nich są zapylane przez wiatr, a które przez owady.

Zapylane przez wiatr: brzoza, dąb, osika, olcha.

Owady zapylające: koniczyna, mniszek lekarski, róża, lipa, jabłoń.

Questy dla ciekawskich

Przeanalizuj rysunek 105. Wyciągnij wniosek i omów go w klasie.

W roślinach niższych gametofit osiąga największy rozwój, ale gdy rośliny stają się bardziej złożone, gametofit zostaje stłumiony, a sporofit staje się formą dominującą. Największą redukcję gametofitu obserwuje się w roślinach nasiennych. Uderzające jest to, że zarówno wśród roślin niższych, jak i wyższych wszystkie duże i złożone organizmy są sporofitami.

Powody: zmiana siedliska na powietrze lądowe, które jest mniej stabilne. Organizmy diploidalne są bardzo odporne. Mutacje recesywne utrzymują się w stanie heterozygotycznym.

Jednym z głównych problemów rozwoju elektroenergetyki w Rosji jest opłacanie wydatków jednych odbiorców energii elektrycznej kosztem innych. Taki system wykształcił się w latach 90. i miał wyłącznie charakter społeczno-polityczny, kiedy w wyniku wstrząsów gospodarczych władza nie chciała dodatkowych powodów do zamieszek. W ostatnich latach uczestnicy rynku i eksperci wielokrotnie podchodzili do kwestii zniesienia subsydiowania skrośnego lub przynajmniej zmiany systemu, a także w obliczu potrzeby „zrywu” gospodarki i zadania zwiększenia tempa wzrostu PKB powyżej globalnych, dyskusja nasiliła się.

„Rozdroża to prawdopodobnie jeden z głównych problemów, który rozwinął się w ciągu ponad dwóch dekad. Jeśli weźmiemy pod uwagę sowieckie doświadczenie w dostarczaniu energii elektrycznej w interesie przemysłu i w interesie ludności, to parytet cen w 1982 r. był 3,5 razy większy: ceny dla przemysłu są 3,5 razy wyższe niż dla ludności ”- powiedział w zeszłym tygodniu w okrągły stół „do przewodniczącego Komisji Dumy ds. Energii Pawła. W 1992 r. liczba ta spadła do półtora raza, a teraz taryfy dla ludności są niższe - współczynnik 0,8. Jednocześnie w Rosji rozwinęło się kilka rodzajów subsydiowania skrośnego – ograniczanie cen w wielu regionach (w szczególności na Dalekim Wschodzie), wspieranie odnawialnych źródeł energii oraz utrzymanie taryf nierynkowych dla obywateli. Efekt tych ostatnich: w przyspieszonym tempie rosną taryfy dla osób prawnych, w tym dla organizacji budżetowych (a tu są „dziury” w budżetach), małych i średnich przedsiębiorstw oraz producentów rolnych – mówi Zavalny.

Ponadto szacunki wielkości subsydiowania skrośnego są różne, w tym również władz. Zastępca oszacował na 380 miliardów rubli. Według wyliczeń Instytutu Problemów Cen i Regulacji Monopolii Naturalnych jest to około 280 miliardów rubli. za rok 2016, a teraz - około 300 miliardów, powiedział jej dyrektor Gazeta.Ru.

„Dzisiaj łączna wielkość skrzyżowań między grupami konsumentów przekracza 220 miliardów rubli, a jeśli środki mające na celu jego zmniejszenie, zaplanowane przez rząd kilka lat temu, nie zostaną wdrożone, liczba ta może się podwoić w ciągu najbliższych 5 lat” – uważa Vygon Dyrektor Konsultingu ds. Energetyki Alexey Zhikharev.

W związku z tym system ten przekierowuje fundusze od firm. I generalnie nierynkowe, zwraca uwagę Dolmatov. „Prawdopodobnie rozsądnie jest wyjść z tego, że oczywiście jest to zła sytuacja, którą trzeba naprawić” – uważa, nazywając rozsądne propozycje niektórych przedsiębiorstw.

Oaza taniości

Jednocześnie decyzje taryfowe dla ludności są podejmowane przez podmioty Federacji Rosyjskiej, a same taryfy różnią się w zależności od regionu. Najwyższe są w Czukotki i Kamczatce. Wyróżnia się obwód irkucki, gdzie taryfa wynosi tylko 1,01 rubla. (od 1 lipca zostanie zwiększona do 1,06 rubla). Przez długi czas władze regionu przypisywały sobie niskie taryfy energetyczne, były okresy, kiedy nie zmieniały się one od lat (np. za gubernatora Borysa Govorina).

„Obwód irkucki jest żywym przykładem zniekształcenia ceł, wielkość „skrzyżowań” tutaj wynosi blisko 3 miliardy rubli, czyli tyle, ile przemysłowcy przepłacają. Pytanie, na ile takie korzyści są uzasadnione – mówi Alexey Zhikharev z Vygon Consulting.

To dla obwodu irkuckiego, który łączy aktywa, zaproponowano zlikwidowanie skrzyżowania. W regionie działają huty aluminium Irkuck i Brack, które ze względu na sankcje USA znajdują się w trudnej sytuacji. „Zużycie przedsiębiorstw wynosi około 40% w bilansie popytu w strefie cenowej Syberii, dlatego zmniejszenie produkcji wyrobów gotowych lub zamknięcie fabryk aluminium znacznie zmniejszy wielkość zużycia energii elektrycznej na Syberii, co spowoduje tworzą ryzyko syberyjskiego systemu energetycznego działającego w ekstremalnych trybach: „bezczynne” zrzuty wody z elektrowni wodnych i praca elektrowni cieplnych przy minimalnym możliwym obciążeniu” – powiedziała firma.

Rada Rynku NP poparła propozycję ograniczenia subsydiowania skrośnego w obwodzie irkuckim - mówił wcześniej szef NP. Jak donosił Kommiersant, popierali oni redukcję „skrzyżowań” w obwodzie irkuckim. Ministerstwo Energii nie wypracowało jeszcze stanowiska. „Rzeczywiście otrzymał odpowiednią instrukcję, nadal pracuje” – powiedział Gazeta.Ru w służbie prasowej Ministerstwa Energii.

Gubernator, który reprezentuje, spodziewał się, że sprzeciwił się uchyleniu. Powodem jest, jego zdaniem, bolesność tej kwestii dla ludności.

Jednocześnie taryfy za energię elektryczną dla ludności miejskiej w obwodzie irkuckim są najniższe w Rosji: 1,01 rubla. za kWh (taryfa jednolita) przy średnim dochodzie na mieszkańca 22,4 tys. rubli. w 2017 roku. Dla porównania: średnia rosyjska taryfa wynosi 4,3 rubla / kWh przy średnim dochodzie na mieszkańca 31,5 tys., a na podobnym w warunkach klimatycznych Terytorium Krasnojarskim wynosi 3,78 rubli / kWh przy średnim dochodzie na mieszkańca 28 tys. rubli. W porównaniu z niektórymi regionami różnica jest jeszcze większa: na przykład mieszkańcy Republiki Ałtaju są biedniejsi, ale płacą więcej - 4,81 rubla. ze średnim dochodem na mieszkańca 19 tysięcy rubli. Najniższy dochód per capita na Syberii, według Rosstatu, jest w Tuwie (13,8 tys. rubli). Ale nawet tam taryfa jest ponad 3 razy wyższa niż w Irkucku.

Jeśli zaczniemy od norm zużycia zatwierdzonych w obwodzie irkuckim, to miesięczna opłata czteroosobowej rodziny irkuckiej mieszkającej w trzypokojowym mieszkaniu z kuchenką elektryczną (95 kWh na osobę w 2017 r.), to opłata wynosi około 384 rubli . Za to samo zużycie energii elektrycznej rodzina z Republiki Ałtaju zapłaci 1790 rubli, na terytorium Krasnojarska - 1436 rubli. Różnica jest wielokrotnie.

Proces ustalania taryf za energię elektryczną i media dla ludności jest ściśle regulowany przez prawo federalne, poinformowała administracja obwodu irkuckiego. Jeśli opłata (całkowita, nie tylko za prąd) wzrośnie, to władze regionalne muszą zrekompensować różnicę z budżetu. „W związku z tym region rozumie, że będzie to dla niego dodatkowe obciążenie i oczywiście nie dąży do podnoszenia ceł dla ludności ... Po pierwsze dlatego, że nie chcą rekompensować, a po drugie, oczywiście region nie widzi jeszcze dla siebie bodźców, które przyniesie korzyści polityczne – wyjaśnia Ilya Dolmatov.

Twarda polityka społeczna zapobiega również wprowadzaniu norm społecznych – dodaje. „Kwestia wprowadzenia do regulacji taryfowej takiej koncepcji jako normy społecznej, która implikuje utrzymanie niskiego poziomu taryf dla ludności tylko w pewnym limicie, została zainicjowana ponad 10 lat temu podczas reformy RAO JES Rosji, ale twarda polityka społeczna sprzeciwia się jej rozwojowi – zaznacza ekspert. Według niego, problemów może też powodować wydobywanie bitcoinów przez obywateli w ich mieszkaniach.

„Sądząc po tym, że w prasie pełno jest informacji o rosnącej sieci syberyjskich górników, tania energia elektryczna stała się dla nich magnesem, więc już teraz stoimy w obliczu wielopoziomowego subsydiowania skrośnego. O ile nam wiadomo, kwestia uregulowania wydobycia przy równoległym wdrożeniu systemów monitorowania takich działań jest już rozważana przez rząd i Bank Centralny – dodał Żychariew.

Eksperci twierdzą, że potrzebna jest reforma systemu subsydiowania skrośnego. Ale konieczne jest stopniowe znoszenie tego systemu w całym kraju.

„Oczywiste jest, że od razu trudno jest naprawić sytuację. Ale stwierdzenie, że jest to normalna sytuacja i nie trzeba tego zmieniać, jest oczywiście również błędne, ponieważ konsument, w tym Rusal, słusznie deklaruje, że ponosi nieuzasadnione dodatkowe obciążenie taryfowe – podkreśla Ilja Dołmatow. Według Aleksandra Żikhariewa sprawa powinna być rozwiązywana stopniowo - w ciągu 5-7 lat. „Ale nawet taki horyzont nie pozwoli na ustalanie ceł dla ludności na zasadzie „minus inflacja”, w regionach takich jak obwód irkucki tempo wzrostu powinno wynosić powyżej 20% – stwierdza ekspert.