Условности пола

Неприхотливый тополь - очень желанное дерево на городских улицах. Тополь очень быстро растет - пожалуй, быстрее всех других деревьев - и, значит, для этого роста вынужден забирать из атмосферы большое количество углекислого газа. Не стоит подчеркивать, как это важно для оздоровления воздуха в любом промышленном городе.

Но есть у тополя огромный, с точки зрения и озеленителей, и всех городских жителей, недостаток. Где-то в начале июля раскрываются коробочки его плодов, и оснащенные пушинками семена начинают кружить в воздухе. Плодоносит тополь обильно. Тополиный пух, подгоняемый даже слабым дуновением ветра, летает в воздухе, щекочет прохожим носы, устилает улицы, чем ужасно досаждает дворникам, забирается через открытые окна и форточки в квартиры, чем приводит в негодование хозяек.

Казалось бы, от тополиного пуха легко избавиться. Тополь - растение двудомное. Есть женские экземпляры его, которые приносят семена с досаждающими горожанам пушинками, и есть мужские, которые, естественно, семян не приносят. Следовательно, надо сажать в городе только мужские экземпляры тополей, и улицы будут избавлены от тополиного пуха. Озеленители так и стараются делать. Но это, как ни странно, не помогает.

Ежегодно ранней весной на городских улицах идет подрезка тополиных крон. Подчас это необходимо потому, что иные быстро растущие ветви грозят дотянуться до электрических проводов и порвать или замкнуть их. Подчас, подрезая ветви, озеленители хотят добиться образования более густых, более красивых крон у деревьев. Это им удается. Однако это же приводит и к другому, непредвиденному и нежелательному результату: ежегодная подрезка крон превращает многие мужские экземпляры тополя в женские, приводит к изменению пола растения.

Пример этот показывает, как непрост у растений процесс формирования пола.

У животных - по крайней мере у подавляющего большинства их - здесь все происходит четко. Имея даже одну-единственную клетку животного, исследователи с помощью микроскопа и иных средств исследования могут определить, какой особи - мужской или женской - она принадлежит. Дело в том, что в ядре каждой клетки тела животного среди хромосом есть две, называемые половыми и определяющие пол. У млекопитающих две одинаковые половые хромосомы в ядре клетки тела говорят о том, что данная особь принадлежит к женскому полу. Если половые хромосомы различны, значит, особь мужского пола. У птиц наоборот: одинаковые половые хромосомы присущи мужскому полу, а разные - женскому.

Половые клетки имеют в своих ядрах половинный набор хромосом. У млекопитающих все женские половые клетки одинаковы, а мужские - различны. Половина их несет точно такую же половую хромосому, как женские клетки, а половина - отличную, мужскую половую хромосому. От того, какая пара половых хромосом - одинаковые или разные - окажется в зародышевой клетке, образующейся при слиянии мужской и женской половых, зависит пол будущего существа, то есть он определяется еще в момент оплодотворения.

У растений дело с определением пола обстоит сложнее. Растения с обоеполыми цветками гермафродитны. Пол однодомных растений в целом также неопределенный. Только у двудомных растений мужской и женский пол четко разделены: на одних особях цветки только мужские, на других - только женские. В клетках у некоторых видов двудомных растений обнаружены даже половые хромосомы, так же как у животных. Но лишь у некоторых.

В животноводстве вопрос о возможности регулирования пола потомства - получение "по заказу" потомства либо только мужского, либо только женского пола - очень интересует практиков. В самом деле, на птицефабриках или птицефермах, где конечной задачей является получение яиц, желательно, чтобы все выводящиеся из яиц цыплята оказались курочками. Напротив, при производстве мясных цыплят - бройлеров - желательно, чтобы из яиц выводились исключительно петушки: они быстрее растут и достигают более крупных размеров. То же самое и в мясном животноводстве: бычки всегда крупнее своих сверстниц-телочек.

Столь же важным может оказаться и умение регулировать пол у растений, несмотря на всю неопределенность половой принадлежности большинства их. Дело в том, что плод можно получить и от женского цветка, и от гермафродитного, но хозяйственные качества их будут различными.

На ползучих плетях дыни, в общем-то очень похожих за плети огурцов, развиваются цветки не двух, как у огурцов, а трех видов: мужские, женские и обоеполые. Так вот замечено, что плоды, развивающиеся на месте чисто женских цветков, получаются более крупные и более сладкие, чем те, которые вырастают на месте обоеполых цветков. Та же закономерность подмечена у хурмы - южного плодового растения.

Присутствие большого количества мужских цветков (пустоцветов, как называют их подчас) на плети дыни, огурца или тыквы снижает урожай. Понятно, что необходимо изыскивать такие пути воздействия на эти растения, при которых удельный вес женских цветков был бы как можно выше. Отыскать такие пути можно. Известно, что количественное соотношение мужских и женских цветков на растении сильно изменяется в зависимости от условий выращивания его. Известны и некоторые практические приемы, позволяющие увеличить количество женских цветков.

Так, огородники из подмосковного города Клина еще в старину прибегали при выращивании огурцов к одному из двух приемов, дававших очень неплохие результаты: к "прищипке" и к "копчению". В первом случае у растения обрывали основной побег, на котором всегда преобладают мужские цветки, и вызывали тем самым ускоренное развитие боковых побегов, где более значителен процент женских цветков. Во втором случае молодые растеньица, имевшие 3 - 4 листочка, - практически рассаду - выдерживали в течение нескольких часов в атмосфере угарного газа, получающегося при неполном сгорании дров. После такой обработки количество женских цветков на огуречных плетях оказывалось порой в десять раз большим, чем мужских.

В деревнях существовал в старину и еще один своеобразный "агротехнический прием", преследовавший ту же цель увеличения числа женских цветков на растении. За месяц до посева семена огурцов ссыпали в полотняный мешочек и вешали его на грудь. Таким образом, семена целый месяц выдерживались в своеобразном термостате при постоянной температуре человеческого тела.

Конечно, сейчас нет надобности прибегать к "живому термостату", чтобы увеличить соотношение женских и мужских цветков в пользу первых. Ученые нашли некоторые закономерности, которые позволяют регулировать это соотношение вполне современными способами. Отмечено, например, что на распределение половых форм цветков влияют условия минерального питания. Избыток солей кальция в почве способствует развитию большого количества мужских цветков, а повышение уровня фосфатного питания растений приводит, напротив, к увеличению числа женских цветков. Велико также влияние влажности почвы и воздуха. Недостаток влаги задерживает образование и развитие женских цветков и ведет к преобладанию мужских. Оптимальное увлажнение, напротив, способствует увеличению числа женских цветков.

Опыты ученых обнаружили и другие факторы, влияющие на половую принадлежность цветков. Среди них и температура, и долгота дня, и электрические воздействия, и искусственное ранение растения (вспомним тополя, с которых мы начали рассказ), и многие другие, вплоть до облучения растений рентгеновскими лучами.

Вот пример, как пол растения может измениться под влиянием изменения долготы дня. Выращивание заведомо мужских экземпляров конопли в теплицах в зимнее время, при укороченном световом дне, вызывает появление на этих растениях женских цветков.

Такое же действие оказывает укорочение светового дня на кукурузу. В одном из опытов выращивание ее в ноябре, в осеннюю пору, когда день несравненно короче летнего, вызвало стопроцентное развитие на месте мужских метелок женских соцветий.

Несмотря на большое число интересных и часто успешных опытов по увеличению количества женских цветков на растениях при помощи тех или иных воздействий, проблема управления развитием пола у растений еще очень далека от полного решения. И можно лишь сожалеть об этом, во-первых, потому, что изменение соотношения цветков на растении в пользу женских, безусловно, приводит к значительному увеличению урожая, а во-вторых, потому, что вопрос о возникновении тех или иных половых форм цветков под действием тех или иных внешних факторов имеет, помимо прикладного, важное теоретическое значение: его познание поможет понять важнейшие принципы эволюции большого и сложного мира растений.

1. Относительные размеры бесполого (спорофитного) и полового (гаметофитного) поколений у низших и высших растений

2. Строение обоеполого цветка покрытосеменного растения

3. Цветки, имеющие приспособления для защиты пыльцы от дождя и росы

4. Ярко-красные цветки тропиков привлекают внимание опылителей-птиц. Пчел и шмелей манят более скромные краски. А ночным бабочкам легче всего отыскать белые или бледно-розовые цветки