Эмбриология растений

Эмбриология растений или фитоэмбриология — один из важнейших разделов ботаники, частная дисциплина в рамках морфологии растений, наука о путях зарождения и формировании растительного организма, а также о возникновении и дифференциации зародышевых структур растения. Эмбриология растений изучает собственно зародышевое развитие и период формирования генеративной сферы, образование в ней половых клеток и оплодотворение.

Некоторые представители эмбриологии растений ограничивают эмбриологию растений задачами изучения развития зародыша. Другие ботаники включают в эмбриологию растений изучение всех эмбриональных структур: заложение побегов, листьев и другое.

В эмбриологии растений выделяются:

• общая эмбриология растений, выявляющая основные закономерности возникновения и развития генеративных и эмбриональных структур (спорогенез, гаметогенез, зиготогенез, эндоспермогенез, эмбриогенез, апомиксис);
• сравнительная эмбриология растений, изучающая эмбриологические процессы у различных видов растений в целях получения данных для решения проблем систематики и филогении;
• частная эмбриология растений, посвящённая изучению этих процессов у растений отдельных систематических групп;
• экспериментальная эмбриология растений, воссоздающая в условиях эксперимента ход развития растительных организмов для выяснения функциональной, биохимической и генетической природы эмбриональных процессов.

История

С древнейших времён было известно наличие пола у растений, однако античные теории зарождения растительных организмов были далеки от истинного понимания эмбриональных процессов. Только во второй половине XVII века в связи с изобретением микроскопа впервые удалось рассмотреть яйцеклетку и зародыш в семяпочке цветковых растений.

Первое микроскопическое описание яйцеклетки и зародышевого мешка у цветковых растений было предпринято М. Мальпиги (1675), а открытие эндосперма в семени принадлежит Н. Грю (1672).

Большое значение для становления эмбриологии растений имели работы И. Кёльрёйтера по биологии цветения, оплодотворения и гибридизации растений, проводившиеся в Петербургской АН в 1756—1761 годах, а также исследования Каспара Фридриха Вольфа («Теория зарождения», 1759 и 1764 год).

Как самостоятельная наука эмбриология растений сформировалась в XIX веке, когда значительно возрос интерес к естествознанию в связи с созданием клеточной теории и эволюционного учения Чарльза Дарвина.

Развитию эмбриологии растений способствовало совершенствование оптики и техники изготовления микроскопических препаратов. Исследование полового размножения у высших растений, особенно у цветковых, привело к более углублённому изучению мужских и женских половых элементов. В первой половине XIX века было открыто прорастание пыльцы и образование пыльцевой трубки на рыльце пестика (Дж. Амичи (1823), А. Броньяр (1827) и Ф. Мейн (1841). Однако неверно полагали, что зародыш развивается из кончика пыльцевой трубки, когда она проникает в зародышевый мешок. Данной точки зрения придерживался один из авторов клеточной теории — немецкий ботаник М. Шлейден, который позднее (1856) признал ошибочность своих взглядов, однако считал, что пыльца является женским органом, а зародышевый мешок — мужским.

Русский ботаник Н. И. Железнов пришёл к правильному выводу о принадлежности пыльцы мужскому организму. В середине XIX века появились фундаментальные исследования немецкого ботаника В. Гофмейстера, в которых были приведены обширные данные по онтогенезу цветковых и споровых растений. В науке было утверждено представление о чередовании полового и бесполого поколений.

Современные проблемы эмбриологии растений

Характерной чертой современной эмбриологии растений является тесная связь теории и практики. Усилия эмбриологов направлены на поиски закономерностей, которые лежат в основе таких сложных явлений, как микрогаметогенез и макрогаметогенез, процесс двойного оплодотворения, эмбриогенез и эндосперматогенез, полиэмбриония и апомиксис. Изучение этих процессов имеет важное значение для разработки проблемы эволюции и филогении, формообразования и видообразования.

Решение многих задач, которые стоят перед генетиками и селекционерами, тоже базируется на исследованиях эмбриологии растений (отдалённая гибридизация, стерильность, апомиксис).

Литература

• Большая советская энциклопедия: В 30 т. — М.: «Советская энциклопедия» , 1969—1978.
• Модилевский Я. С. Эмбриология покрытосеменных растений, К., 1953.
• Модилевский Я. С. История отечественной эмбриологии высших растений, М., 1956.
• Магешвари П. Эмбриология покрытосеменных, пер. с англ., М., 1954.
• Баранов П. А. История эмбриологии растений..., М. — Л., 1955.
• Поддубная-Арнольди В. А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений, М., 1976.
• Словарь ботанических терминов. — Киев: Наукова Думка. Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки. 1984.
• Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1986. — С. 831. — 100 000 экз.
• Суриков И.М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений. М.: Агропромиздат, 1991. — 221 с.

Отрывок, характеризующий Эмбриология растений

Он погонял уставшую уже лошадь, чтобы скорее проехать эти толпы, но чем дальше он подвигался, тем толпы становились расстроеннее. По большой дороге, на которую он выехал, толпились коляски, экипажи всех сортов, русские и австрийские солдаты, всех родов войск, раненые и нераненые. Всё это гудело и смешанно копошилось под мрачный звук летавших ядер с французских батарей, поставленных на Праценских высотах.
– Где государь? где Кутузов? – спрашивал Ростов у всех, кого мог остановить, и ни от кого не мог получить ответа.
Наконец, ухватив за воротник солдата, он заставил его ответить себе.
– Э! брат! Уж давно все там, вперед удрали! – сказал Ростову солдат, смеясь чему то и вырываясь.
Оставив этого солдата, который, очевидно, был пьян, Ростов остановил лошадь денщика или берейтора важного лица и стал расспрашивать его. Денщик объявил Ростову, что государя с час тому назад провезли во весь дух в карете по этой самой дороге, и что государь опасно ранен.
– Не может быть, – сказал Ростов, – верно, другой кто.
– Сам я видел, – сказал денщик с самоуверенной усмешкой. – Уж мне то пора знать государя: кажется, сколько раз в Петербурге вот так то видал. Бледный, пребледный в карете сидит. Четверню вороных как припустит, батюшки мои, мимо нас прогремел: пора, кажется, и царских лошадей и Илью Иваныча знать; кажется, с другим как с царем Илья кучер не ездит.
Ростов пустил его лошадь и хотел ехать дальше. Шедший мимо раненый офицер обратился к нему.
– Да вам кого нужно? – спросил офицер. – Главнокомандующего? Так убит ядром, в грудь убит при нашем полку.
– Не убит, ранен, – поправил другой офицер.
– Да кто? Кутузов? – спросил Ростов.
– Не Кутузов, а как бишь его, – ну, да всё одно, живых не много осталось. Вон туда ступайте, вон к той деревне, там всё начальство собралось, – сказал этот офицер, указывая на деревню Гостиерадек, и прошел мимо.
Ростов ехал шагом, не зная, зачем и к кому он теперь поедет. Государь ранен, сражение проиграно. Нельзя было не верить этому теперь. Ростов ехал по тому направлению, которое ему указали и по которому виднелись вдалеке башня и церковь. Куда ему было торопиться? Что ему было теперь говорить государю или Кутузову, ежели бы даже они и были живы и не ранены?
– Этой дорогой, ваше благородие, поезжайте, а тут прямо убьют, – закричал ему солдат. – Тут убьют!
– О! что говоришь! сказал другой. – Куда он поедет? Тут ближе.
Ростов задумался и поехал именно по тому направлению, где ему говорили, что убьют.
«Теперь всё равно: уж ежели государь ранен, неужели мне беречь себя?» думал он. Он въехал в то пространство, на котором более всего погибло людей, бегущих с Працена. Французы еще не занимали этого места, а русские, те, которые были живы или ранены, давно оставили его. На поле, как копны на хорошей пашне, лежало человек десять, пятнадцать убитых, раненых на каждой десятине места. Раненые сползались по два, по три вместе, и слышались неприятные, иногда притворные, как казалось Ростову, их крики и стоны. Ростов пустил лошадь рысью, чтобы не видать всех этих страдающих людей, и ему стало страшно. Он боялся не за свою жизнь, а за то мужество, которое ему нужно было и которое, он знал, не выдержит вида этих несчастных.
Французы, переставшие стрелять по этому, усеянному мертвыми и ранеными, полю, потому что уже никого на нем живого не было, увидав едущего по нем адъютанта, навели на него орудие и бросили несколько ядер. Чувство этих свистящих, страшных звуков и окружающие мертвецы слились для Ростова в одно впечатление ужаса и сожаления к себе. Ему вспомнилось последнее письмо матери. «Что бы она почувствовала, – подумал он, – коль бы она видела меня теперь здесь, на этом поле и с направленными на меня орудиями».
В деревне Гостиерадеке были хотя и спутанные, но в большем порядке русские войска, шедшие прочь с поля сражения. Сюда уже не доставали французские ядра, и звуки стрельбы казались далекими. Здесь все уже ясно видели и говорили, что сражение проиграно. К кому ни обращался Ростов, никто не мог сказать ему, ни где был государь, ни где был Кутузов. Одни говорили, что слух о ране государя справедлив, другие говорили, что нет, и объясняли этот ложный распространившийся слух тем, что, действительно, в карете государя проскакал назад с поля сражения бледный и испуганный обер гофмаршал граф Толстой, выехавший с другими в свите императора на поле сражения. Один офицер сказал Ростову, что за деревней, налево, он видел кого то из высшего начальства, и Ростов поехал туда, уже не надеясь найти кого нибудь, но для того только, чтобы перед самим собою очистить свою совесть. Проехав версты три и миновав последние русские войска, около огорода, окопанного канавой, Ростов увидал двух стоявших против канавы всадников. Один, с белым султаном на шляпе, показался почему то знакомым Ростову; другой, незнакомый всадник, на прекрасной рыжей лошади (лошадь эта показалась знакомою Ростову) подъехал к канаве, толкнул лошадь шпорами и, выпустив поводья, легко перепрыгнул через канаву огорода. Только земля осыпалась с насыпи от задних копыт лошади. Круто повернув лошадь, он опять назад перепрыгнул канаву и почтительно обратился к всаднику с белым султаном, очевидно, предлагая ему сделать то же. Всадник, которого фигура показалась знакома Ростову и почему то невольно приковала к себе его внимание, сделал отрицательный жест головой и рукой, и по этому жесту Ростов мгновенно узнал своего оплакиваемого, обожаемого государя.