Роль электричества в процессе опыления.

Электрические процессы опыления.

Электричество играет важную роль в жизни растения. Оно имеет место в атомном строении химических элементов, из которых растение состоит, в физико-химических реакциях клеток, и во всех остальных процессах жизни растения. Дополнительно на сайте можно прочитать «Электрическая «жизнь» высших растений». Нас, в частности, интересует размножение. Именно этот процесс даёт возможность получения основных продуктов пчеловодства. Каким же образом электричество растения соотносится с электричеством пчелы?

Электрические параметры пыльцы растений

Известно, что половые клетки растений заряжены статическим электричеством обоих знаков. Пыльца растений несёт на себе электрический заряд. Величина заряда пыльцы находится в пределах 10(-16) — 10(-17)Кл. Пыльцевым зёрнам положительного э/заряда, находящимся на цветке, соответствует такое же количество зёрен с отрицательным э/зарядом. Тычинки располагаются в цветоложе обычно спирально или по кругу (встречаются полностью или частично сросшиеся). Равное число тычинок с разноимёнными э/зарядами уравновешивает противоположные силы и удерживает пыльники на расстоянии друг от друга, исключая их механическое самоповреждение. Положительно заряженные пыльцевые зерна имеют в 2-3 раза большую эффективность оплодотворения и жизнеспособность. (Основа жизнеспособности заложена сложной структурой аминокислот положительно заряженных пыльцевых зёрен, хотя их меньше, чем в отрицательно заряженных, но там структура аминокислот проще. От этого зависит «выживаемость».) Заряд рыльца пестика и семяпочки всегда отрицательный и несколько больше 10(-13) — 10(-14)Кл.

Зёрна пыльцы высших растений имеют разнообразную форму. Это и «шарики», и «многогранники», и «снежинки» и прочее. Несмотря на такое разнообразие, форма пыльцы каждого растения предполагает очень прочное сцепление зёрен с пестиком. Любое из этих зёрнышек усыпано игольчатыми выступами. На их окончаниях увеличивается концентрация электрического заряда, а, следовательно, возрастает и сила сцепления.

Виду того, что завязь пестика имеет отрицательный э/заряд, то процент качественной завязи плодов в процессе опыления значительно возрастает, если опыление осуществляется положительно заряженной пыльцой.

Электрическая связь пчелы с пыльцой цветка

Мы знаем, что пчела может нести на себе как положительный, так и отрицательный э/заряды (смотреть «Физика» пчелы»). Причём пчела, вылетающая утром из улья, несёт на себе как раз отрицательный э/заряд. В этом заложено подтверждение решающему значению пчелы в перекрёстном опылении. Пчела, имея отрицательный э/заряд, притягивает к себе пыльцу с положительным э/зарядом. При перемещении пчелы с растения на растение часть пыльцевых зёрен, сохраняя свой э/заряд, участвует в перекрёстном опылении. Таким образом, пыльца с положительным э/зарядом одних цветов растения попадает на пестики других цветов, тем самым способствуя улучшению качества завязи.

Пчела на подсолнечнике

Опыление подсолнечника — самый наглядный пример электростатического взаимодействия пчёл и цветов

Посмотрим внимательнее на процесс сбора пыльцы с позиции электрофизики. Это происходит следующим образом. Известно, что сама пчела имеет хитиновый покров с множеством волосков. Задние ножки пчелы имеют специальные приспособления для сбора пыльцы: волосики, щёточки, шпорцы, корзиночки. Во время посещения растения, обладая электрическим зарядом равным 8· 10(-10)Кл, пчела, благодаря результирующему заряду, притягивает к себе пыльцевые зёрна с э/зарядом в 10(-16)Кл. (Помним: окончания волосков, как и игольчатые выступы пыльцы, наэлектризованы очень сильно.) По данным энтомолога Э.Эриксона разность потенциалов между пчелой и цветком может достигать 1,5 В. Затем, при помощи щёточек пчела счищает пыльцу и складывает её в корзиночки. При «нетто» пыльцы в 2500000 зёрен, которые пчела способна донести, её э/заряд составит 2,5· 10(-10), что менее чем в три раза э/заряда пчелы (8· 10(-10)Кл). Сила притяжения пыльцы будет составлять около 0,2 Н, а это в тысячу раз превышает массу обножки. Поэтому, даже при максимальной скорости в 40,8 км/час (имеются цифры и 65 км/ч) пчела в состоянии удерживать обножку. Дополнительно, для нейтрализации э/заряда пыльцевых зёрен (имея э/заряд одинакового знака, они будут отталкиваться друг от друга) каждую порцию пчела смачивает нектаром или мёдом, отторгнутым из зобика. Во время наблюдения за пчёлами в течение сбора пыльцы замечено, что очертания обножки периодически имеют то угловатые, то обтекаемые формы.

Важное условие участия пчёл в опылении

Каждая отдельная пчела во время сбора нектара или просто пыльцы ни когда не опыляет растения все подряд. Пчела «работает» с одним видом. Только с падением взятка (а именно количества «сахара» в нектаре) с данного растения она переключается на другое. Одной из причин такого поведения является своеобразная форма пыльцы у различных растений, соответственно отличаться будет и величина э/заряда. Что в случае сбора пыльцы одновременно с растений разных видов привело бы к трудностям с прессованием пыльцевых зёрен различного объёма (формы) и притяжением э/заряда в комочки. (Примечание: пчёлы и нектар с разных растений складывают в отдельные ячейки.) (Из предшествующего предложения нельзя понимать, что трудность прессования пыльцы имеет решающее значение в смене ориентира во взятке.)

Факторы влияющие на опыление

Решающее влияние на сбор пыльцы оказывают «электрические» последствия атмосферных процессов. Давление, влажность, температура изменяют электрические характеристики и растений, и пчёл.  При низком давлении и высокой влажности пчела не может нести на себе заряд, так как снижается сопротивление хитинового покрова – это одно, другое – сам воздух становится таким же (адсорбция ионов происходит слишком быстро). Для «накопления» заряда хорошо — когда высокое давление. Однако очень сильная жара при высоком давлении имеет тот же — отрицательный результат. (К чему это приводит, повествует «Электрическая проблема развития семей».) Здесь хитин «в норме», теперь пыльца не «липнет». Только тут причина иная – уменьшение заряда пыльцы. Ветреная погода аналогично мешает опылению — иссушает нектар в цветках или подавляет его выделение. Сырая погода во время цветения сопровождается холодами, что так же мешает успешному опылению. Во время цветения всегда желательна теплая безветренная погода (23 — 27°C), но и тёплый ливень не помешает для лучшего выделения нектара.

Пчела, обножка, соты и трибоэлектричество

Процесс освобождения пчелы от пыльцы так же имеет определённый электрофизический смысл. При очищении корзиночек от пыльцы пчела задние лапки с ношей опускает в ячейку, опирается передними ножками за один её край, на другой край опирается брюшком, после чего средними лапками сбрасывает обножку. Во время этого процесса пчела получает подзаряд волосяного покрова туловища от сот. После чего она может снова вылетать на «работу». Этим электрические взаимоотношения пчелы и сот не ограничиваются.

Статическое взаимодействие пчелы с цветком

Дополнительно, «электрические взаимоотношения» пчелы с цветком можно зафиксировать визуально, наблюдая за процессом опыления. Иногда, подлетая к цветку, пчела собирается сесть на него, но тут, же отлетает в сторону. Иной раз она вдруг взлетает с цветка и садится вновь. Причина такого поведения кроется в электростатических силах отталкивания, так как пчела может нести на себе э/заряд того же знака, что и растение. Потенциал электрического поля, возникающий между цветком и пчелой, как сказано выше, достигает 1,5 В.

Во всех действиях с электрофизической позиции поведение пчелы выглядит безупречно. Существуют и другие электрические зависимости в отношениях: растение – пчела.

Рассмотрев, приведённые в данной статье разнообразные факты, надо признать значимой роль электричества в свойствах растений и в жизнедеятельности пчёл.
Опубликовано Новиковым С.Н. © //www.maymed.ru , 2012.

Вы можете оставить комментарий.


One Response to “Роль электричества в процессе опыления.”

  1. pchelowood:

    Спасибо! Полезная информация, много не знал, всё научно и доходчиво объяснено. Приму на «вооружение».

Выскажите своё мнение