Жизнь цветка

Когда-то человек обратил внимание на пищевую ценность злаков и бобовых, овощных и плодовых растений и ввел их в культуру. Несколько позже его заинтересовали волокна хлопка, льна, конопли. И эти растения тоже были "приручены" им, стали возделываться на полях. Непрерывное стремление улучшать используемые растения привело к тому, что человек стал оставлять для размножения только семена от лучших экземпляров: их ценные хозяйственные качества передавались потомству. Такую работу по улучшению возделываемых культур Чарлз Дарвин назвал искусственным отбором.

Часто, однако, случается так, что качества, которые человек хотел бы найти в одном растении, обнаруживаются у растений, принадлежащим к разным, хотя и родственным, видам или разным сортам культурных растений. Тогда-то, чтобы сочетать эти качества, приходится прибегать к скрещиванию, к гибридизации.

Но живая природа "устроена" так, что растения, принадлежащие к разным видам, не могут свободно скрещиваться.

Для получения нового растения — межвидового гибрида — нужно, во-первых, чтобы пыльцевое зерно, перенесенное из тычинки одного растения на рыльце другого, могло прорасти на этом рыльце; во-вторых, чтобы образованная этим зерном пыльцевая трубка нормально росла в тканях столбика и завязи материнского растения и длины ее хватило для проникновения спермиев в зародышевый мешок; в-третьих, чтобы ядра спермиев смогли соединиться с ядрами яйцеклетки и центральной клетки и дать начало зародышу нового живого организма. Но и это еще не все. Нужно, чтобы зародыш нового растения имел, особенно на первых порах своей жизни, все необходимые для его развития условия.

Часто при гибридизации случается так, что обеспечение этих условий — нормального опыления, оплодотворения и развития зародыша — становится очень трудоемким делом, задачей, которая требует больших и долгих усилий многих исследователей.

Невозможное — возможно!

Предположим, что селекционеру потребовалось скрестить два зацветающих в разное время сорта риса или ячменя. Еще недавно такое скрещивание было бы невозможно: пыльцевые зерна и риса и ячменя очень быстро теряют способность к прорастанию.

Чтобы ликвидировать этот разрыв во времени созревания пыльцы и семяпочек у двух исходных для скрещивания сортов растений, пришлось разработать методы длительного хранения пыльцы. Исследования позволили выяснить, что для длительного сохранения жизнеспособности ее необходимы пониженная температура и влажность. Искусственно создавая эти условия, удается сохранять жизнеспособную пыльцу ранних сортов до зацветания поздних и осуществлять таким образом ранее невозможные скрещивания. Например, пыльца злаков (отличающаяся тем, что очень быстро теряет способность к прорастанию) сохраняла в искусственных условиях свою жизнеспособность в 30 раз дольше, чем в природе. В некоторых опытах пыльца яблони при температуре 2 — 8°С и влажности, равной 50%, оставалась живой в течение 4,5 лет, а пыльца вишни — даже в течение 5,5 лет.

Препятствием для межвидового скрещивания может оказаться длина пыльцевой трубки, выросшей из пыльцевого зерна отцовского растения. Бывает так, что она имеет меньшую длину, чем столбик цветка материнского растения, и спермин именно поэтому не могут проникнуть в зародышевый мешок. Убедившись, что успеху скрещивания препятствует именно это обстоятельство, некоторые исследователи срезали рыльце материнского цветка и наносили пыльцу прямо на укороченный столбик. Это подчас приводило к желаемому результату.

Но не всегда пестик со срезанным рыльцем оказывался способным воспринимать чужую пыльцу. Точнее, сама пыльца не хотела прорастать вне привычной среды рыльца, покрытого клейкими выделениями и более рыхлого, чем другие ткани пестика. Эмбриологам все же и в этом случае удалось "перехитрить" природу. Они вырезали среднюю часть столбика, а верхнюю его часть вместе с рыльцем приживляли к нижней; так получался цветок со значительно укороченным пестиком. Пыльца прорастала, и пыльцевые трубки достигали зародышевого мешка.

Рис. 34. Если межвидовой гибридизации препятствует высота столбика, при которой пыльцевая трубка не может дорасти до зародыша, делу помогает несложная операция: в одном случае грубая — срезают часть столбика вместе с рыльцем; в другом более тонкая — столбик укорачивают, но к оставшейся части приживляют рыльце, чтобы создать наилучшие условия для прорастания пыльцы

Однако даже такое укорачивание пестика не всегда приводило к желаемому результату. Поэтому исследователи попытались вводить пыльцу с помощью шприца непосредственно в завязь материнского растения. Такой способ искусственного опыления долгое время не удавался. Но в последние годы стало известно несколько удачных опытов. Ботаники считают этот способ многообещающим и надеются, что со временем он будет широко освоен селекционерами.