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 / под общей редакцией д.б.н. И. А. Дудки. — Киев: Наукова думка, 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. — 831 с. — 100 000 экз.
• Суриков И. М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений. М.: Агропромиздат, 1991. — 221 с.