БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

21. РАЗМНОЖЕНИЕ

21.5. Половое размножение у цветковых растений

21.5.2. Части цветка

Название «цветковые растения» отражает уникальный признак этой группы — наличие цветков. Цветки представляют собой репродуктивные органы, эволюционное происхождение которых остается неясным, хотя, по мнению некоторых авторов, они состоят из высокоспециализированных листьев. Обобщенная схема цветка представлена на рис. 21.16, а некоторые термины, используемые для описания частей цветка, объясняются ниже. Совокупность цветков, расположенных на конце одного стебля, называют соцветием. Вероятно, множество цветков, собранных вместе, лучше привлекает насекомых-опылителей, чем небольшой одиночный цветок.

Рис. 21.16. Обобщенная схема строения цветка (продольный разрез).

Дистальную часть цветоножки, на которой помещаются части цветка, называют цветоложем. На цветоложе располагается околоцветник, состоящий из двух мутовок листовидных структур. У однодольных обе мутовки обычно одинаковы, как, например, у нарцисса, тюльпана или пролески. У двудольных мутовки часто отличаются одна от другой: наружная состоит из чашелистиков и называется чашечкой, а внутренняя — из лепестков и называется венчиком.

Чашелистики обычно бывают зелеными и похожи на листья; они окружают и защищают цветочные бутоны. Иногда чашелистики имеют яркую окраску и похожи на лепестки; в этом случае они также участвуют в привлечении насекомых-опылителей.

У растений, опыляемых насекомыми, лепестки обычно крупные и ярко окрашены для привлечения насекомых. У ветроопыляемых цветков лепестки, как правило, мелкие и зеленые или же отсутствуют вообще.

Андроцеем называют совокупность тычинок, образующих мужские репродуктивные органы цветка. Каждая тычинка состоит из пыльника и тычиночной нити. Пыльник содержит пыльцевыемешки, в которых образуется пыльца. По тычиночной нити проходит проводящий пучок, по которому в пыльник поступают питательные вещества и вода.

Гинецей, или пестик, — это совокупность плодолистиков, или карпелей, образующих женские репродуктивные органы цветка. Плодолистики состоят из рыльца, столбика и завязи. Столбик поддерживает рыльце в таком положении, чтобы во время опыления на него могла попадать пыльца. Завязь представляет собой вздутое полое основание плодолистика, содержащее один или несколько семязачатков. Семязачатки — это структуры, в которых развиваются зародышевые мешки и которые после оплодотворения превращаются в семена. Каждый семязачаток прикреплен к стенке завязи короткой ножкой — фуникулусом, а место его прикрепления носит название плаценты.

Плодолистики цветка могут оставаться свободными, т. е. не связанными друг с другом, как у лютика, или же слиты в единую структуру, как у яснотки. Столбики могут быть также слившимися или оставаться обособленными, несмотря на слившиеся плодолистики.

Цветоложе и цветок называют гипогинными или подпестичными, если тычинки и околоцветник расположены под гинецеем, как на рис. 21.16, эпигинными или надпестичными, если они расположены над завязью, и перигинными или околопестичными, если цветоложе уплощенное или чашевидное, а гинецей находится в центре и окружен тычинками или околоцветником. Завязь называют верхней, если она расположена на цветоложе над другими частями цветка, как в подпестичном цветке. Нижняя завязь расположена на цветоложе под другими частями цветка, как в надпестичном цветке.

Нектарники представляют собой железистые образования, выделяющие нектар — сахаристую жидкость, которая привлекает животных-опылителей; обычно это насекомые, но в тропических областях опылителями могут быть также птицы и летучие мыши.

Термины, перечисленные ниже, приложимы как к растению в целом, так и к его цветкам.

1. Гермафродитными (обоеполыми) растения называют в том случае, если мужские и женские репродуктивные органы образуются на одном и том же растении.

2. У двудомных растений мужские и женские репродуктивные органы образуются на разных растениях, т. е. каждое данное растение может быть либо мужским, либо женским, как, например, у тиса, ивы, тополя и остролиста.

Однодомные растения несут как мужские, так и женские цветки по отдельности на одном и том же растении; к числу таких растений относятся, например, дуб, лещина, бук и белый клен. Эти растения гермафродитны.

На рис. 21.17—21.19 изображены типичные цветки, опыляемые насекомыми. Морфология типичного цветка злака — ветроопыляемого однодольного растения — представлена на рис. 21.20.

Строение цветка удобнее всего показать, если разрезать его по вертикали на две равные половинки и изобразить одну половинку, очертив поверхность разреза непрерывной линией.

Рис. 21.17. Схематический продольные разрез цветка лютика (Ranunculus acris), представителя двудольных растений. Это многолетнее травянистое растение, часто встречающееся на сырых лугах и пастбищах. Цветет с апреля по сентябрь. Опылители — двукрылые и мелкие перепончатокрылые. Каждый плодолистик содержит одно семя. Специальных механизмов, способствующих распространению семян, у лютика нет.

Рис. 21.18. Строение цветка душистого горошка (Lafthyrus odoratus) — двудольного растения, принадлежащего к семейству Papilionaceae. Цветки появляются в июле. Чашечка состоит из пяти чашелистиков. Венчик образован пятью лепестками, один из которых расположен сверху — парус, два по бокам — крылья, а два лепестка — срослись, образуя так называемую лодочку, расположенную между крыльями. Венчик белый или окрашенный. Опыляется пчелами, которых привлекает окраска, запах и нектар. Из лепестков особенно хорошо заметен парус. Крылья служат платформой, на которую садится насекомое. Под тяжестью его тела крылья опускаются вниз вместе с лодочкой, с которой они соединены. Столбик и рыльце выступают при этом наружу и соприкасаются с нижней поверхностью тела пчелы, на которой может находиться пыльца, захваченная с другого цветка. Пока пчела при помощи своего длинного хоботка добывает нектар у основания завязи, пыльца из пыльников наносится на нижнюю поверхность столбика, откуда она может попасть и на пчелу. Возможно также самоопыление. К душистому горошку близок горох огородный (Pisum sativum), но у него чаще происходит самоопыление. Плод — боб, состоящий из одного плодолистика с многими семенами.

Рис. 21.19. Продольный разрез цветка яснотки (Lamium album), представителя двудольных. Многолетнее травянистое растение, часто встречающееся у изгородей и на заброшенных землях. Цветет с апреля по июнь и осенью. Опыление происходит главным образом с помощью шмелей. Шмель садится на нижнюю губу венчика, и когда он пробирается внутрь цветка, его спинка, на которой может находиться пыльца, принесенная с другого цветка, соприкасается с рыльцем, что приводит к перекрестному опылению, хотя у яснотки возможно и самоопыление.

Рис. 21.20. Овсяница луговая (Festuca pratensis) — ветроопыляемое газонное растение.