Формула и диаграмма цветка

ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ

Цветок

Цветок представляет собой видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования спор и гамет, для полового процесса, в результате которого образуются семена и плод.

Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой и цветоложем. Цветоложе может иметь разнообразную форму – от конической до плоской и даже вогнутой в виде бокала.

Рис. 1. Строение цветка: А, Б – схемы строения цветка:

1 – цветоложе; 2 – чашелистики; 3 – лепестки; 4 – тычинки; 5 – пестик

На цветоложе размещены видоизмененные листья (цветолистики): чашелистики, лепестки, тычинки, пестики. Чаще они располагаются кругами. Такие цветки называют циклическими. Обычно бывает пять или четыре круга: один круг чашелистиков, один - лепестков, два или один - тычинок, один – пестиков. При спиральном расположении цветолистиков цветок называют ациклическим. Промежуточное положение занимают цветки гемициклические, у которых круговое расположение одних цветолистиков сочетается со спиральным других.

Цветки, имеющие и тычинки и пестики, называют обоеполыми (гермафродитными). Раздельнополые цветки содержат или только тычинки, или только пестики. Соответственно различают цветки тычиночные и пестичные.

Растения с тычиночными и пестичными цветками на одном экземпляре называют однодомными (кукуруза, огурец). Растения, у которых одни экземпляры несут только тычиночные цветки, а другие – только пестичные, называют двудомными (ива, тополь, конопля).

Околоцветник– это стерильная (бесплодная, не имеющая способности к оплодотворению) часть цветка, выполняющая защитную функцию, а также функцию привлечения опылителей.

Околоцветник, дифференцированный на чашечку и венчик, называют двойным, а не дифференцированный на чашечку и венчик – простым. Простой чашечковидный околоцветник имеет обычно зеленый цвет, простой венчиковидный окрашен ярко. Цветки, не имеющие околоцветника, называют голыми.

Чашечка. Обычно состоит из небольших зеленых цветолистиков – чашелистиков. Иногда чашелистики ярко окрашены, тогда они выполняют или усиливают роль лепестков в привлечении насекомых – опылителей. Чаще чашелистики образуют один круг. Иногда же под чашечкой расположен. круг листовидных образований, именуемый подчашием.

Подчашие образуется из прицветников или прилистников. Чашелистики бывают свободными (чашечка свободнолистная, или раздельнолистная) или с более или менее сросшимися основаниями (чашечка сростнолистная, или спайнолистная).

Венчикобычно состоит из цветолистиков более крупных, чем чашелистики, и ярко окрашенных – лепестков. Лепестки могут срастаться между собой, хотя бы частично, или оставаться свободными.

Различают два типа венчиков: свободнолепестные (раздельнолепестные) и сростнолепестные (спайнолепестные).

Если в свободнолепестном венчике лепесток сужен к основанию, как лист в черешок, то это ноготковый лепесток. Если основание широкое, лепесток называют сидячим. Чаще встречаются промежуточные формы лепестков.

Рис. Типы и формы венчиков;

1-3 – правильные свободнолепестные: 1 – гвоздевидный с ноготком (а) и отгибом (б); 2 – крестовидный; 3 – звездчатый; 4-8 – правильные сростнолепестные: 4 – трубчатый с трубкой (в), зубчиками отгиба (г) и зева (д); 5 – бубенчатый; 6 – колесовидный; 7 – колокольчатый; 8 – воронковидный; 9 – неправильный свободнолепестный – мотыльковый; 10-15 – неправильные сростнолепестные: 10 – язычковый; 11 – ложноязычковый; 12 – двугубый; 13 – одногубый; 14 – личинковидный со шпорцем; 15 – наперстковидный; 16 – венчик с привенчиком.

В сростнолепестном венчике различают трубковидно сросшуюся нижнюю часть венчика трубку, верхнюю часть венчика, обычно расширенную и отогнутую, раположенную перпендикулярно к трубке – отгиб и границу между трубкой и отгибом – зев.

Венчик, как и чашечка, может быть:

- актиноморфным (правильным, полисимметричным), когда через него можно провести две или больше плоскостей симметрии,

- зигоморфным (неправильным, моносимметричным), когда можно провести только одну плоскость симметрии,

- асимметричным, когда нельзя провести ни одной плоскости симметрии (канна, орхидеи).

Рис. Симметрия цветка: 1 – актиноморфный; 2 – зигоморфный; 3 – ассиметричный.

Актиноморфные сростнолепестные венчики классифицируют по длине трубки, форме и величине отгиба:

- колесовидный – трубка мала или почти отсутствует, а отгиб развернут в плоскость;

- воронковидный – трубка крупная, воронковидная, отгиб сравнительно небольшой;

- трубковидный – трубка цилиндрическая, без отгиба или с коротким отгибом;

- блюдцевидный – трубка цилиндрическая, с широким отгибом;

- колпачковый – лепестки срастаются верхушками (виноград).

- колокольчатый – трубка сферическая, чашеобразная, постепенно переходящая в малозаметный отгиб;

Среди зигоморфных сростнолепестных венчиков наиболее часто встречаются:

- двугубый – отгиб состоит из двух неодинаковых губ: верхней и нижней;

- язычковый – от трубки отходят сросшиеся лепестки, имеющие вид язычка;

- шпористый – лепестки образуют полый вырост, именуемый шпорцем; бывают и у свободнолепестных зигоморфных и актиноморфных венчиков.

Андроцей– это совокупность тычинок одного цветка. Число тычинок в андроцее колеблется в больших пределах - от одной до нескольких сотен.

Тычинки могут быть или свободными (свободный андроцей), или в различной степени сросшимися (сросшийся андроцей). Если срастаются все тычинки, то их называют однобратственными, если одна тычинка остается свободной – двубратственными, и если тычинки срастаются в несколько групп – многобратственными.

По высоте относительно друг друга тычинки могут быть одинаковыми или разными - двусильными, когда две тычинки выше других, трехсильными и т. д..

Тычинка. В типичном случае тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника.

Тычиночные нити у большинства растений простые, неветвящиеся. Но иногда они имеют боковые выросты разнообразной формы или ветвятся. Если тычиночная нить отсутствует, то тычинку называют сидячей.

Пыльникобычно состоит из двух половин, называемых теками, соединенных между собой связником. Иногда связник рассматривают как самостоятельную третью часть тычинки, однако под микроскопом ткань его неотличима от ткани пыльника. В каждой из тек находится по два гнезда, или пыльцевых мешка. Снаружи пыльника имеется однослойная эпидерма. Это все, что осталось от микроспорофилла. Глубже расположенные ткани принадлежат микроспорангию. Субэпидермальный слой называют эндотецием. Клетки его рано теряют живое содержимое, а стенки на обращенной внутрь стороне клетки несут фиброзные пояски, способствующие вскрытию пыльника. За эндотецием в молодом пыльнике расположены средний слой и выстилающий слой, или тапетум. Клетки тапетума крупные, с густой цитоплазмой и с несколькими ядрами. В центре каждого гнезда имеется спорогенная ткань, из клеток котором образуются микроспоры, а затем пыльца. По мере созревания пыльника клетки тапетума и среднего сдоя исчезают, так как содержимое их идет на питание растущих микроспор и пыльцы.

Рис.Тычинка и строение пыльника:

А - тычинка: 1 - нить тычинки; 2 - пыльник; 3 - связник; 4 - гнезда пыльника;

Б - вскрывающийся пыльник: 1 - эпидерма; 2 - фиброзный слой; 3 - проводящий пучок связника

Строение пыльцы довольно однообразно, но структура ее покрова - спородермы - отличается разнообразием.

У некоторых видов растений часть тычинок не имеет пыльников и представлена лишь тычиночными нитями. Такие бесплодные тычинки называют стаминодиями (лен). Иногда стаминодии имеют вид окрашенных лепестковидных пластинок (у канны).

Гинецей – это совокупность плодолистиков (мегаспорофиллов) одного цветка, образующих один или несколько пестиков.

Гинецей, состоящий из одного плодолистика, образующего один пестик, называют одночленным, а из нескольких плодолистиков - многочленным.

Рис. Типы гинецея (поперечный срез) и вероятное направление его специализации.

1 - монокарпный, 2 - апокарпный, 3-5 - ценокарпные типы (3 - синкарпный, 4 - паракарпный, 5 - лизикарпный).

Многочленный гинецей может быть апокарпным, если плодолистики не срастаются между собой и образуют несколько пестиков, и ценокарпным, если плодолистики срастаются в один пестик. Ценокарпный гинецей состоит из стольких плодолистиков, сколько отдельных столбиков несет завязь или лопастей – рыльце и сколько гнезд или швов имеет завязь. При этом надо учитывать всю совокупность перечисленных признаков, так как один из них не всегда точно указывает на число плодолистиков.

Пестик. Это закрытое вместилище семязачатков (семяпочек), образовавшееся вследствие срастания краев одного или нескольких плодолистиков.

Пестик состоит из завязи, вздутой части, где находятся семязачатки, столбика и рыльца, воспринимающего пыльцу. Иногда столбик отсутствует, тогда рыльце сидячее.

Завязь в зависимости от положения по отношению к другим частям цветка бывает верхняя и нижняя. Верхняя завязь располагается свободно на плоском, выпуклом или вогнутом цветоложе и образуется только плодолистиками. Ее можно легко отделить от цветоложа препаровальной иглой. В образовании нижней завязи, кроме плодолистиков, принимают участие и другие части цветка – чаще основания чашелистиков, лепестков и тычинок, реже цветоложе, с которыми она срастается. Поэтому отделить иглой такую завязь нельзя. Выделяют еще полунижнюю завязь, когда, по крайней мере, нижняя половина ее срастается с другими частями цветка.

В зависимости от числа не сообщающихся между собой гнезд завязи бывают одногнездными (если гнезда так или иначе сообщаются между собой), двугнездными и многогнездными.

Соцветие – это побег или система побегов, несущих цветки. На узлах осей соцветия располагаются такие же листья, как на вегетативной части побега, или видоизмененные, утратившие способность к фотосинтезу, – прицветники, а на узлах цветоножки – прицветнички.

Биологическое преимущество соцветий перед одиночными цветками несомненно. Оно заключается в повышении гарантии опыления, в уменьшении вероятности повреждения цветков неблагоприятными факторами среды, обусловленное их постепенным распусканием. Соцветия имеют большинство растений.

Классификация

Различают два типа соцветий: сложные, когда цветки располагаются на разветвлениях главной оси, и простые, когда цветки с цветоножками или без них располагаются непосредственно на главной оси.

Сложные соцветия в зависимости от способа нарастания осей делят на:

- симподиальные (определенные) – ось заканчивается цветком, распускание цветков идет от верхушки к боковым ветвям или центробежно, если цветки расположены в одной плоскости;

- моноподиальные (неопределенные) – ось нарастает неопределенно долго, расцветание цветков идет от основания к верхушке или центростремительно, если цветки расположены в одной плоскости.

Сложные симподиальные соцветия:

- монохазий – главная ось заканчивается цветком; под ним образуется ось второго порядка, также увенчанная цветком, и т.д.; если подцветочные оси отходят в.одну сторону, то образуется завиток, если же попеременно то в одну, то в другую сторону - образуется извилина, завиток, у которого боковые разветвления укорочены, называют клубочком;

- дихазий – под цветком образуются две супротивные оси, каждая из которых также заканчивается цветком и также дает две подцветочные оси, повторяющие такой же способ ветвления, и т.д.;

- плейохазий – от главной оси, несущей один верхушечный цветок, отходит больше двух подцветочных осей, образующих мутовку из монохазиев или дихазиев;

- тирс – на главной оси располагаются указанные выше соцветия, чаще имеет пирамидальную форму.

Рис. 4. Схемы симподиальных (цимозных) соцветий:

1 – извилина (монохазий); 2 – завиток (монохазий); 3 – дихазий; 4 – плейохазий

Сложные моноподиальные соцветия:

- метелка – очень разветвленное соцветие, нижние боковые разветвления ветвятся сильнее, чем верхние;

- щиток – метелка, у которой цветки расположены более или менее в одной плоскости;

- сложный колос – главная ось образует разветвления, на которых расположены цветки без цветоножек; эти разветвления называют колосками;

- сложный зонтик – расстояния между осями второго порядка укорочены, и они отходят от верхушки оси первого порядка; расстояния между цветоножками укорочены, и они расположены на верхушке оси второго порядка; нередко листья у основания осей второго порядка образуют общую обвертку, а у основания цветоножек – частную обвертку.

Рис. Типы сложных моноподиальных (рацемозных) соцветий:

1 – двойная кисть; 2 – сложный зонтик; 3 – метелка; 4 – сложный щиток

Кроме перечисленных, имеются сложные соцветия, называемые агрегатными. Они образованы сочетанием различных типов соцветий.

Простые соцветия с удлиненной осью:

- кисть – главная ось несет цветки с цветоножками, обычно одинаковой длины;

- колос – главная ось несет цветки без цветоножек;

- сережка – повислый колос, то есть колос с мягкой осью; после цветения соцветие обычно опадает;

- початок – колос с сильно утолщенной осью, окружен одним или несколькими листьями, так называемым покрывалом, или крылом.

Простые соцветия с укороченной осью:

- зонтик – соцветие, у которого главная ось укорочена, и цветоножки, имеющие почти одинаковую длину, отходят от верхушки оси;

- головка – зонтик, у которого цветки или без цветоножек, или очень короткие;

- корзинка – верхушка главной оси разрастается в виде ложа, на котором расположены плотно сомкнутые цветки; верхушечные листья скучены и образуют обвертку.

Рис. Типы простых моноподиальных (рацемозных) соцветий:

1 – кисть; 2 – щиток; 3 – колос; 4 – зонтик; 5 – початок; 6 – головка; 7 – корзинка