Опыление. У цветковых растений опыление и оплодотворение происходят в цветке. Опыление — это перенесение пыльцевых зёрен из пыльника на рыльце пестика. Различают два его типа: самоопыление и перекрёстное опыление. У самоопыляемых растений (горох, пшеница) на пестик попадает пыльца того же цветка, а у перекрёстноопыляемых — другого (рис. 146). Самоопыление может происходить, например, в нераскрытом бутоне (как у фиалок). Примером приспособления, обеспечивающего перекрёстное опыление, является образование однополых цветков. Если на одном растении есть пестиковые и тычиночные цветы, то растение называется однодомным (орешник, огурец) (рис. 147, а), а если пестичные и тычиночные цветки появляются на разных растениях, то эти растения являются двудомными (облепиха, верба, крапива двудомная) (рис. 147, б, в).

Рис. 146. Типы опыления

Рис. 147. Однодомные и двудомные растения: растение огурца с тычиночными и пестичными цветками (а); два растения кропивы двудомной с тычиночными (б) и пестичными (в) цветками

Способы опыления разнообразны. У ветроопыляемых растений (орешник — рис. 148, а) цветки обычно мелкие, часто голые и неяркие, без запаха, имеют много лёгкой неклейкой пыльцы и перистые рыльца. Опыляют цветки также и животные (чаще всего насекомые), которые обычно посещают цветки ради питательной пыльцы или сладкого нектара. Привлекает опылителей яркий цвет и запах цветка, который зависит от вкусов животных-опылителей: тонкий и медовый аромат, например, привлекает бабочек и пчёл, а запах испорченного мяса — мух. Пыльца насекомоопыляемых растений — клейкая.

Рис. 148. Растения с разными способами опыления: а — ветроопыляемый орешник; б — опыляемый насекомыми (ночные бабочки) табак; в — опыляемый насекомыми (пчёлы) шалфей

Строение насекомоопыляемых цветков обеспечивает надёжное перенесение пыльцы на рыльце пестика и защиту нектара от посетителей, которые не могут опылить цветок. Так, белые душистые цветки табака, имеющие тонкие длинные трубки венчика, опыляются ночными бабочками с длинными хоботками (рис. 148, б). Пчёлы и шмели опыляют цветки с короткими и широкими трубками (рис. 148, в). Широко раскрытые цветки шиповника часто опыляют жуки. Поэтому у них много тычинок, а нежные пестики скрыты в чашевидном цветоложе. Не только насекомые, но и другие животные могут опылять цветки. В тропических странах опылителями часто бывают птицы колибри (рис. 149) и летучие мыши (рис. 150).

Рис. 149. Колибри питается нектаром гибискуса

Рис. 150. Летучая мышь опыляет цветок кактуса сагуаро

Пыльца состоит из мелких пыльцевых зёрен. Извне они покрыты твёрдой оболочкой с разнообразными выростами поверхности, которые защищают содержимое пыльцевого зерна и помогают ему закрепиться на рыльце (рис. 151). При попадании на рыльце пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку (рис. 152) с двумя спермиями — неподвижными мужскими половыми клетками. В процессе роста пыльцевой трубки происходит транспортировка спермиев к семезачатку.

Рис. 151. Пыльцевые зёрна цветковых растений

Рис. 152. Рост пыльцевой трубки и двойное оплодотворение

Зародышевый мешок семезачатка является местом образования женской половой клетки — яйцеклетки. У большинства цветковых растений он состоит из семи клеток — большой центральной и шести меньших по размеру, одна из которых — яйцеклетка. Когда пыльцевая трубка врастёт в семезачаток и дорастёт до зародышевого мешка, её кончик разрывается, а мужские половые клетки — спермии — выходят из неё вблизи яйцеклетки.

Оплодотворение. После освобождения двух спермиев из пыльцевой трубки начинается характерный только для цветковых растений процесс двойного оплодотворения, который открыт в 1898 году Сергей Гаврилович Навашин — профессор Киевского университета Святого Владимира (современное название Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко).

Оплодотворение — это слияние мужской и женской половых клеток.