Лесная ботаника и дендрология — Генеративные органы цветковых растений

Генеративные органы цветковых растений

Цветок

Цветок — высшее достижение эволюции полового размноже­ния в мире растений. Его производные — семя и плод. Цветок — это целая система органов. Функции цветка разнообразны. На разных стадиях развития в нем образуются микро- и мегаспоры, происходят опыление, сложный процесс оплодотворения, формирование зародыша и образование плода. По современным представлениям, цветок — это укороченный и ограниченный в росте побег.

Части цветка. Цветок заканчивает побег или боковые побеги. Часть стебля под цветком — цветоножка.Она может быть укорочена или совсем отсутствует и тогда цветок называют сидячим. Цветоножка переходит в цветоложе. Форма цветоложа разнообразна: удлиненная (гравилат), выпуклая (лютик ядовитый), плоская (ромашка), вогнутая (шиповник). В узлах цветоложа расположены все части цветка: стерильные (чашелистики и лепестки) и спороносные (андроцей и гинецей). Андроцей — это совокупность мужских органов цветка — тычинок, гинецей — совокупность женских органов цветка — плодолистиков.

Околоцветник. Чашелистики и лепестки вместе составляют околоцветник. Чашелистики защищают цветок еще в бутоне, цвет их чаще зеленый, поэтому они участвуют в фотосинтезе. Иногда они окрашены в другие цвета и выполняют роль лепестков (калужница, ветреница). Совокупность чашелистиков составляют чашечку. Иногда чашелистики срастаются и образуют сростнолистную чашечку. Лепестки играют иную роль, чем чашелистики: они привлекают опылителей и содействуют успешному опылению. В отличие от чашелистиков, имеющих листовое происхождение, лепестки произошли из тычинок (кувшинка). А у пиона лепестки происходят от чашелистиков.

Совокупность лепестков составляет венчик.Этот термин ввел еще К.Линней. Размеры, строение, окраска венчика отличаются большим разнообразием в связи с биологией опыления. У некоторых цветковых растений венчик недоразвит или даже отсутствует что связано с приспособлением к самоопылению или ветроопылению. Лепестки венчика могут срастаться, образуя сростнолепестный венчик (тыквенные, пасленовые), несросшиеся лепестки образуют раздельнолепестный венчик (лук, капуста). Окраска лепестков зависит от хромопластов (например, у лютиков) или пигментов клеточного сока. В зависимости от кислотности клеточного сока окраска лепестков может меняться, иногда даже в течение дня. Так, у декоративного растения Hibiscusmutabilusутром лепестки белые, днем бледно-розовые, вечером ярко-розовые. У некоторых незабудок во время раскрывания цветков лепестки розовые, а со временем становятся ярко-голубыми. Белый цвет лепестков у вишни, яблони, кувшинки обусловлен отсутствием пигментов и наличием пузырьков воздуха под покровной тканью лепестков. Разнообразие венчиков исключительно велико: они отличаются как по колеру и интенсивности окраски, так и по числу лепестков. Важное значение для характеристики и определения видов имеет взаиморасположение лепестков.

Если в цветке есть и чашечка, и венчик, то околоцветник называют двойным (вишня, колокольчик, гвоздика и др.). Простой чашечковидныйоколоцветник чаще зеленого цвета (щавель, свекла). Простой венчиковидныйоколоцветник имеет ярко окрашенные лепестки (сокирки). Иногда околоцветник совсем отсутствует, цветки называются голыми (белокрыльник, ива).

Андроцей цветка представлен тычинками. Тычинки — мужские половые органы — образуют большое количество микроспор — пыльцу. Тычинка имеет тычиночную нить,пыльник,состоящий из двух половинок, или тэк, соединенных связником.В каждой половинке пыльника находятся два микроспорангия, которые чаще называют гнездами пыльника, или пыльцевыми мешками. Совокупность тычинок в цветке называется андроцеем.Количество тычинок у растений разнообразно. Нередко число тычинок равно числу лепестков околоцветника (лилия). Во многих случаях число тычинок вдвое или во много раз превышает число лепестков (лютик, шиповник, груша, благородный лавр). Иногда число тычинок минимальное: одна (цинна, канна) или две (сирень, душистый колосок).

Как и части околоцветника, тычинки могут располагаться по спирали (магнолия, лютик), кругами и мутовками (тюльпан, лилия, лавр). Форма тычинок разнообразна. Длина их даже у одного вида растений может быть разной. У большинства яснотковых всего 4 тычинки, 2 длиннее других. Такие тычинки (андроцей) называют двусильными. Если все тычинки свободные, анд-роцей многобратственный. Все сросшиеся тычинки образуют однобратственный андроцей. При двубратственном андроцее все тычинки, кроме одной, срослись.

Гинецей. Внутреннюю часть цветка занимают плодолистики, или карпеллы. Гинецей — это совокупность плодолистиков, производящих семязачатки. Плодолистики, срастаясь, образуют один или несколько пестиков. Пестик состоит из завязи — вместилища семязачатков и развивающихся из них семян, столбика (одного или нескольких) и рыльца, где улавливается и прорастает пыльца. Иногда столбик отсутствует, и тогда рыльце называют сидячим (мак).

Различают разные по строению гинецеи, состоящие из одного или нескольких свободных или сросшихся плодолистиков. Пестик, образовавшийся из одного плодолистика, называют простым, из двух и более сросшихся плодолистиков — сложным.

Гинецей, состоящий из одного простого, т.е. образованного одним плодолистиком пестика, называют монокарпным. Апокарпный гинецей состоит из двух и более свободных простых пестиков. В процессе эволюции плодолистики могут различным образом срастаться, в результате чего возникает гинецей, получивший обобщенное название ценокарпного. От количества плодолистиков зависит количество гнезд завязей, где впоследствии будут развиваться семена. Завязи могут быть одногнездные, двугнездные, многнездные. В процессе эволюции произошло большее или меньшее срастание завязи с другими частями цветка. В связи с этим различают верхнюю, нижнюю или полунижнюю завязи.

Верхняя завязь своими боковыми стенками не срастается с другими частями цветка, а лежит свободно на цветоложе (лютик, горох), хотя она может быть и погружена в бокаловидное цветоложе (шиповник). Цветки с верхней завязью часто называют подпестичными.

Нижняя завязь срастается с другими частями цветка (цветоложе, тычинки, лепестки, чашелистики у яблони, огурца). Цветки с такой завязью называют надпестичными. При срастании нижней части завязи с другими частями цветка выделяют полунижнюю завязь (жимолость, бузина, камнеломка).

Гипантий — особая бокальчатая структура, образованная в результате срастания нижних частей покрова и андроцея. У некоторых растений семейства Розоцветные (шиповник и др.) гипантий: участвует в образовании плода.

В цветках однодольных и двудольных растений имеются особые железки — нектарники, выделяющие сахаристую жидкость — нектар. Положение нектарников различно. В состав нектара входят различные сахара, аминокислоты, белки, витамины и другие органические и неорганические соединения. Количество нектара — от следов до десятка миллиграммов. Цветки княженики содержат 90 мл. Концентрация Сахаров в нектаре от 30 до 60 %. Очень высокая концентрация сахаров у цветков черной смородины, клевера, вероники. Выделение нектара у всех растений идет в разное время суток, что имеет большое значение в привлечении опылителей. Утром больше всего нектара у липы, глухой крапивы, душицы, вики. Днем больше нектара у фацелии, кипрея, а у синюхи, медуницы, чины — вечером. Нектарники разнообразны по форме и расположению.

Разнообразие цветков. Формула цветка. Цветки бывают обоеполые и раздельнополые. Около 75 % видов покрытосеменных растений содержат на одном растении тычинки и пестики, 25 % имеют в цветках или тычинки, или пестики. Часто такие цветки называют тычиночными, или мужскими, а другие — пестичными, или женскими. Различают растения, у которых на одном экземпляре, как, например, у кукурузы, березы, дуба, развиваются отдельно тычиночные или пестичные цветки. Такие растения называют однодомными. У двудомных растений пестичные и тычиночные цветки находятся на разных экземплярах (конопля, облепиха, тополь). Если на растении развиваются как однополые, так и обоеполые цветки (многие сложноцветные), то их называют полигамными.

У многих цветковых растений цветок актиноморфный (правильный), так как через его плоскость можно провести более одной оси симметрии (гвоздика, тюльпан, первоцвет. Через плоскость зигоморфных (неправильных) цветков можно провести только одну ось симметрии (шалфей, конский каштан павия, тау-сагыз. Существуют еще асимметричные цветки (канна, валериана, конский каштан павия.

Строение цветка — наличие, отсутствие и расположение различных его частей — можно выразить формулой с помощью буквенных обозначений и цифр. Так, формула включает следующие знаки: Са (calex) — чашечка, Со (corolla) — венчик, A (androceum) — андроцей, G (gynoeceum) — гинецей, Р (perigonium) — простой околоцветник, * — актиноморфный, ↑ — зигоморфный цветок. Число членов цветка обозначают цифрами. Если число членов цветка непостоянно или неопределенно, то ставят знак ∞. В случае срастания каких-то частей цветка их число ставят в скобки. Если одноименные члены цветка располагаются не в один круг, а в несколько, то между числами ставят знак +. В формуле отражается и положение завязи. Нижняя завязь — над цифрой, указывающей количество завязей, ставят черточку, например G5 , верхняя завязь — черточка внизу G2.