Содержание
Соцветия
Цветки могут располагаться как одиночно (мак, тюльпан), так и группами (подсолнух, астра и т. п.). Одиночно расположены преимущественно большие по размерам, ярко окрашенные цветы. В группы большей частью собраны мелкие цветки. Соцветия – это совокупность цветков, которые расположены на общем специализированном стебле. Благодаря соцветиям увеличивается вероятность опыления. На соцветиях образуется больше плодов, чем на отдельных цветах.
Типы соцветий
Соцветия делят на простые и сложные. Простые соцветия имеют неразветвленную ось, в пазухах прицветников которой расположены одиночные цветки. По краям цветоложа размещаются листочки обвертки.
Простые соцветия
К простым соцветиям относятся:
колос – на удлиненной оси находятся цветки, которые не имеют цветоножек (подорожник, осока и т. п.);
кисть – отдельные цветки на цветоножках одинаковой длины сидят поочередно, на удлиненной главной оси (черемуха, люпин, капуста, ландыш и т. п.);
щиток – это кисть, у которой верхние цветоножки короче нижних, при этом все цветки находятся почти на одном уровне (яблоня, груша);
сережки – соцветие, подобное колосу, после отцветания опадает все соцветие вместе с осью (грецкий орех, смородина и т. п.);
головка – соцветие, которое имеет очень короткую и утолщенную главную ось, на которой расположены сплошь скученные цветки почти без цветоножек (клевер и др.);
зонтик – имеет короткую главную ось с цветоножками, которые выходят почти из одного места и имеют одинаковую длину (лук, первоцвет и т. п.);
корзинка – сидячие цветки размещены на расширенной блюдцевидной оси, снизу эта ось покрыта многочисленными сидячими зелеными листками (подсолнух, одуванчик, василек и т. п.);
початок – похожее соцветие на колос, но имеет утолщенную главную ось (женское соцветие кукурузы и т. п.) и др.
Сложные соцветия
За счет ветвление главной оси из нескольких простых соцветий формируются сложные соцветия. Чаще всего встречаются такие сложные соцветия:
сложный зонтик – боковые оси заканчиваются простыми зонтиками, основания которых окружены прицветковыми листочками (морковь, укроп, борщевик, сельдерей и т. п.);
сложный колос – от главной оси ответвляются простые колоски (пшеница, рожь, пырей и др.);
метелка имеет длинную ветвящуюся главную ось, на боковых ответвлениях – простые кисти (сирень, виноград и т. п.) или колоски (овес, мужские соцветия кукурузы, просо, рис);
сложный щиток состоит из простых корзинок (тысячелистник, пижма) или щитков (рябина).
Количество цветков в соцветиях колеблется от нескольких до десятков тысяч. Считается, что от соцветия кисти образуются все остальные.
Опыление
Мужские половые клетки покрытосеменных находятся в пыльце, женские – в семенном зачатке. Чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы мужские половые клетки слились с женскими. Поэтому у покрытосеменных оплодотворению предшествует опыление.
Опыление – это процесс перенесения пыльцы на рыльце пестика. Опыление бывает естественное и искусственное. Естественное происходит в природе, искусственное – с помощью человека. Известно два основных вида опыления: самоопыление и перекрестное.
Самоопыление
При самоопылении пыльца цветка из тычинки попадает на рыльце того же самого цветка. Характерно для растений, которые имеют двуполые цветки. У некоторых растений при самоопылении семян не образуется (капуста, рожь, рис и др.). У большинства – формируются семена (горох, просо, ячмень, овес и т. п.). Самоопыление может происходить при неблагоприятных условиях, при нераскрытии цветка. Самоопыление ограничивает приспособленность растений к условиям существования, потомкам угрожает вырождение. Поэтому самоопыляющихся растений в природе очень мало. Самоопыление имеет значение в селекции растений при образовании чистых линий.
Перекрестное опыление
При перекрестном опылении пыльца из тычинки одного растения переносится на рыльце пестика другой. Характерен для большинства видов покрытосеменных. При перекрестном опылении возрастает возможность рекомбинации генетического материала, зародыш обогащается наследственной информацией от родительского организма. Происходит перекрестное опыление с помощью разных внешних факторов.
Анемогамия
Анемогамия (от греч. анемос – ветер, гамос – брак) – это опыление с помощью ветра. Характерна для 20 % всех покрытосеменных. У опыляемых ветром растений (береза, дуб, ольха, орешник, крапива, пырей, хмель, рожь) отсутствуют ярко окрашенные околоцветники и запах цветка. По размерам цветки мелкие, собраны в соцветия. Пыльники расположены на тонких длинных нитях. Пыльцы образуется большое количество (до 4 млн – в сережке орешника, до 50 млн – у кукурузы). При раскрытии пыльника с силой выталкивается наружу. Пыльца сухая, мелкая, легкая, гладкая. Легко переносится ветром на большие расстояния. Рыльца пестиков широкие или длинные, перистые. Выдвигаются из цветков, могут быть покрыты клейкой слизью. Опыляются ветром почти все злаки, осоки.
Часто опыляемые ветром растения растут на открытых местах и образуют заросли одного вида (ковыль, камыш и т. п.). Много видов опыляемых ветром растений цветут до распускания листвы (орешник) или одновременно (береза) ранней весной. Это способствует опылению.
Энтомогамия
Энтомогамия (от греч. энтомон – насекомое, гамос – брак) – это опыление растений с помощью насекомых (пчел, муравьев, бабочек, жуков, ос, шмелей, мух и т. п.). Характерна для более 80 % покрытосеменных, то есть подавляющего большинства. Цветки приспособлены к привлечению насекомых: имеют большие размеры или маленькие, но собраны в соцветия; есть запах; ярко окрашены; пыльцевые зерна имеют поверхность с выступами (шишковатую, с бугорками, иглистую и т. п.), могут быть покрыты клейкими веществами, что помогает цепляться к частям тела насекомых. Распространены белая и желтоватая окраска у цветков, так как эти цвета привлекают основных опылителей (пчел, некоторых жуков и бабочек). Растения с темной окраской (темно-коричневой, буроватой) привлекают преимущественно мух. Цветки могут быть наиболее ароматными во время полета насекомых, которые их опыляют. Например, вечером петуния, табак, жимолость пахнут сильнее, чем днем, так как опыляются ночными бабочками. Преобладающая часть цветков двуполые, но созревают пестик и пыльца неодновременно, что способствует предотвращению самоопыления.
В процессе эволюции, которая шла параллельно для растений и их опылителей, отдельные растения приспособились к опылению определенными насекомыми (например, клевер опыляют шмели). Насекомых в цветах привлекает питательная пыльца – нектар. Нектар вырабатывают почти все насекомоопыляемые растения. Это сахаристая жидкость, которая образуется в особых участках – нектарниках. Нектарники – это железистые образования, которые содержатся преимущественно в глубине цветка. Насекомые, которые получают нектар, вместе с тем опыляют растения. Пчелы перерабатывают собранный нектар в запасаемое вещество (мед).
Орнитогамия
Орнитогамия (от греч. орнитос – птица, гамос – брак) – это опыление растений с помощью птиц (колибри, нектарницы, медососы). Характерен для растений тропиков. Такие цветки ярко окрашены, выделяют большое количество нектара. Птицы, которые опыляют цветки, собирают нектар, находясь в воздухе над цветком.
Гидрогамия
Гидрогамия (от греч. гидро – вода, гамос – брак) – это опыление с помощью воды. Характерно для водяных растений (стрелолистов, валлиснерий, нимфей). Рыльце и пыльца таких растений имеют преимущественно нитевидную форму.
Зоогамия
Зоогамия (от греч. зоо – животное, гамос – брак) – это опыление с помощью животных (летучие мыши, лемуры, слизни, грызуны). Такие растения имеют крупные цветки, выделяют большое количество нектара. Опыляемые ночными животными растения цветут ночью.
Оплодотворение и развитие семени
Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прорастает пыльцевой трубкой сквозь поры в экзине. Пыльцевая трубка проходит через рыхлую ткань столбика и через пыльцевход проникает в зародышевый мешок. Прорастают одновременно несколько пыльцевых трубок, но проникает в зародышевый мешок лишь одна. Стенки зародышевого мешка ослизняются, что облегчает прохождение. Два спермия попадают по пыльцевой трубке в зародышевый мешок. Конец пыльцевой трубки лопается, спермин выходят, и происходит оплодотворение. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, второй – ядро центральной клетки (вторичное диплоидное ядро). Такое оплодотворение называется двойным. Открыл его в 1898 году С. Г. Навашин.
Вследствие слияния спермия с яйцеклеткой образуется зигота, которая имеет диплоидный набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш. При слиянии спермия с центральным ядром образуется триплоидный набор хромосом. Из этой клетки дальше развивается эндосперм (от греч. эндон – внутри, сперма – семена). Синергиды и антиподы дегенерируют. Эндосперм быстро заполняет зародышевый мешок. Сначала образуется большое количество ядер, которые потом отделяются клеточными перегородками. После накопления определенного количества питательных веществ начинает свое развитие зародыш.