Генеративные органы растений - Ткани и органы высших растений - Растения - СИСТЕМА, МНОГООБРАЗИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Цветок

Цветок — орган семенного размножения покрытосеменных растений. Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте побег. Развитие цветка завершается образованием плода с семенами. Функция цветка — половое размножение.

Цветок заканчивает собой стебель (главный или боковые). Он соединен со стеблем цветоножкой. Если цветоножка сильно укорочена или отсутствует, цветок называют сидячим. Цветоножка переходит в цветоложе, на котором располагаются все части цветка. В центре цветка находится пестик (или несколько пестиков). Он состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи имеется полость, где находится семяпочка (семязачаток, мегаспорангий). Закрытое положение семяпочки в завязи отличает покрытосеменные растения от голосеменных, у которых семяпочки лежат открыто. Пестик образован одним или несколькими сросшимися плодолистиками (видоизмененными листьями). Совокупность плодолистиков составляет женскую часть цветка. Пестик окружен тычинками, в которых различают тычиночную нить и пыльник. Пыльник состоит из двух половинок, каждая из которых включает по два пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Совокупность всех тычинок составляет мужскую часть цветка. Тычинки и пестик окружены околоцветником, который может быть простым и двойным. Простой околоцветник состоит из однородных элементов (цветки тюльпана). Двойной околоцветник состоит из венчика, образованного ярко окрашенными лепестками, и чашечки, образованной зелёными чашелистиками. Кроме того, цветки некоторых растений имеют особые железы — нектарники, которые образуют нектар.

Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики. Однополые цветки имеют только тычинки или только пестики. Они образуются в результате редукции андроцея или гинецея. Однодомные (обоеполые)растения— растения, у которых мужские и женские цветы находятся на одной особи (кукуруза, берёза, тыквенные и др.). Двудомные (однополые) растения — растения, у которых мужские и женские цветы находятся на разных особях (тополь, ива, осина и др.).

У одних растений цветки крупные и располагаются одиночно (тюльпан), у других — относительно мелкие и собраны в различные соцветия. Соцветие — часть растения, несущая группировки отдельно расположенных цветков.

Соцветия бывают простыми и сложными. У простых соцветий на главной оси расположены цветки, у сложных — простые соцветия. К простым соцветиям относятся следующие: кисть — на главной оси сидят на цветоножках отдельные цветки (черёмуха, ландыш, белая акация); простой колос — на оси находятся сидячие цветки без цветоножек (подорожник); початок — колос с разросшейся мясистой осью (кукуруза); зонтик — главная ось укорочена, цветоножки всех цветков кажутся выходящими из её вершины и имеют одинаковую длину (лук, вишня); головка — главная ось укорочена, на вершине тесно расположены цветки, не имеющие или почти не имеющие цветоножек (клевер); корзинка отличается от головки утолщенной блюдцевидной осью, которая образует общее цветоложе для сидячих цветков (подсолнечник, ромашка); щиток — кисть, у которой нижние цветоножки длиннее верхних, цветки располагаются в одной плоскости (яблоня, груша).

К сложным относятся соцветия: метёлка (или сложная кисть) — на главной оси на разной высоте расположены простые кисти (сирень) или простые колоски (мятлик); сложный колос — удлинённая ось, на которой сидят простые колоски (рожь, пшеница, ячмень); сложный зонтик — укороченная ось, от которой отходят оси, несущие простые зонтики (морковь, петрушка).

Биологическое значение соцветий состоит в повышении вероятности опыления. Мелкие цветки, собранные в соцветие, хорошо заметны для насекомых, что способствует их опылению.

Опыление и оплодотворение у цветковых

Опыление — процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Пыльцевое зерно является мужской спорой, а семязачаток в завязи пестика — женской спорой.

Различают самоопыление и перекрёстное опыление. Самоопыление— это опыление в пределах одной и той же особи или одного и того же цветка, при этом цветок может не раскрываться, и опыление осуществляется в бутоне. Перекрёстное опыление — перенос пыльцы с пыльника одного растения на рыльце пестика другого. С генетической и эволюционной точек зрения оно более предпочтительно.

Перекрёстное опыление может быть биотическое и абиотическое. Биотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляют живые организмы: насекомые (жуки, бабочки, двукрылые, перепончатокрылые), птицы (колибри), летучие мыши. Для насекомоопыляемых растений характерны яркая окраска и душистые цветки, наличие в цветках нежной пыльцы и сладкого нектара, объединение мелких цветков в соцветия. Абиотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляется без участия живых существ, при помощи ветра и воды. Ветроопыляемые растения, как правило, растут группами, имеют невзрачные цветки с плохо развитым околоцветником, зацветают ранней весной до распускания листьев, образуют много мелкой и сухой пыльцы.

Внутри завязи пестика образуются яйцеклетка и центральная клетка. В пыльниках тычинок образуются пыльцевые зёрна, каждое из которых содержит вегетативную клетку и два спермия. После попадания пыльцевого зерна на рыльце пестика из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, которая прорастает внутрь пестика до зародышевого мешка. По этой трубке в зародышевый мешок проникают два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зародыш, другой соединяется с центральной клеткой, образуя клетку, из которой развивается эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением. Он был открыт в 1898 г. С. Г. Навашиным.

После этого из завязи образуется плод, а из семязачатков — семя, в котором находится зародыш.

Семя

Семя — орган семенного размножения и расселения растений. Оно образуется из семязачатка (семяпочки) в завязи растений. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ (эндосперма). Семенная кожура образуется из покровов семяпочки и выполняет защитные функции, в том числе защищает семя от высыхания и, наоборот, от преждевременного насыщения влагой. На семенной кожуре можно различить рубчик — место прикрепления семяножки. Зародыш включает корешок, стебелёк, почечку и одну или две семядоли — образования, гомологичные листьям. У двудольных их две, у однодольных — одна. При наземном прорастании семядоли способны к фотосинтезу, при подземном — служат хранилищем питательных веществ. Из корешка образуется главный корень, из почечки — главный побег растения. Запас питательных веществ (эндосперм) у одних растений полностью поглощается растущим зародышем и накапливается в семядолях, которые становятся мясистыми и заполняют всё семя (у многих двудольных: фасоль, горох и др.); у других эндосперм сохраняется и занимает основной объём семени (у злаков). Эндосперм образуется в результате так называемого двойного оплодотворения и состоит из триплоидных клеток.

Плод

Плод — орган покрытосеменных растений; представляет собой видоизмененный после оплодотворения цветок. Функции плодов — защита и распространение семян. В состав плода входят пестик и другие части цветка: разросшееся цветоложе, сросшиеся основания чашелистиков, лепестков и тычинок. Разросшиеся стенки завязи формируют околоплодник.

В зависимости от того, из каких элементов цветка образовался плод, различают настоящие и ложные плоды. Настоящие плоды образуются из завязи (слива, томат). Ложные плоды образуются при участии цветоложа (шиповник), околоцветника (яблоко) и др.

По консистенции околоплодника (количеству в нём воды) плоды делят на сухие и сочные, по количеству семян — на односемянные и многосемянные. Сухие многосемянные плоды имеют механизм вскрытия для разбрасывания семян (раскрывающиеся): боб (горох, фасоль, люцерна, клевер), стручок отличается от боба наличием перегородки между створками, на которой располагаются семена (капуста, редька, брюква, пастушья сумка), коробочка (мак, хлопчатник, львиный зев, подорожник). Сухие односемянные (нераскрывающиеся): семянка (подсолнечник, василёк, одуванчик), зерновка (рожь, ячмень, пшеница, кукуруза, овёс), орех (лещина, дуб, липа, конопля), крылатка (клён, берёза, вяз). Сочные односемянные: костянка (вишня, слива, абрикос, боярышник). Сочные многосемянные: ягода (смородина, виноград, клюква, томаты, баклажаны), тыквина (тыква, арбуз, дыня, огурец), померанец (апельсин, мандарин, лимон), яблоко (яблоня, груша, рябина).

Распространение плодов и семян происходит с помощью ветра (анемохория), воды, животных (зоохория). человека (антропохория), а также саморазбрасыванием.