|
Цветок
Цветок представляет собой
видоизмененный
укороченный побег,
приспособленный для образования
спор, половых клеток (гамет)
перекрестного опыления.
После
опыления и последующего полового
процесса
(оплодотворения) образуются
семена и
плоды.
Стеблевая часть цветка представлена
цветоножкой
и цветоложем, на
котором расположены видоизмененные
листья (цветолистики): чашелистики,
лепестки, тычинки,
пестики. Чаще они
располагаются кругами (мутовками) в
несколько рядов. Цветки, имеющие
тычинки и пестики,
называют
обоеполыми (гермафродитами).
Раздельнополые
содержат или только
тычинки, или только пестики. Поэтому
различают соответственно цветки
тычиночные (мужские) и
пестичные
(женские). Растения с тычиночными и
пестичными цветками на одном
экземпляре называют
однодомными, а
растения, несущие только тычиночные
или
пестичные цветки - двудомными.
Околоцветник выполняет защитную
функцию и
функцию привлечения
опылителей. Чаще всего он состоит из
различно окрашенных чашелистиков и
лепестков, его
называют двойным.
Если околоцветник окрашен в один
цвет, то его называют простым.
Простой чашечковидный
околоцветник
имеет обычно зеленый цвет, простой
венчиковидный окрашен ярко. Цветки,
не имеющие
околоцветника, называют
голыми (мужской и женский цветки).
Чашелистики бывают свободными или с
более или менее
сросшимися
основаниями. Венчик состоит из ярко
окрашенных лепестков (часто они
крупнее чашелистиков)
-
свободнолепестных или
сростнолепестных.
Тычинка (мужская часть цветка)
состоит из
тычиночной нити и
пыльника. Тычиночная нить чаще
простая, неветвящаяся. Если
тычиночная нить
отсутствует, то
тычинку называют сидячей. Пыльник,
как
правило, состоит из двух
половинок, каждая из которых
содержит по два микроспорангия.
Таким образом, у
подавляющего
большинства цветковых растений
тычинка
несет четыре микроспорангия.
Из клеток спорогенной ткани
пыльника
сначала образуются микроспоры
(материнские
клетки пыльцы). В
результате мейоза каждая материнская
диплоидная клетка пыльцы образует
четыре гаплоидных
микроспоры,
которые после митотического деления
ядра
превращаются в
микрогаметофиты (или пыльцевые
зерна
пыльцы). Строение пыльцы
довольно однообразно, но покровы
ее
отличаются разнообразием.
В самом центре цветка располагается
один или
несколько пестиков. Пестик
состоит из завязи, столбика и
рыльца.
Иногда столбик отсутствует, тогда
рыльце будет
сидячим. Рыльце обычно
выделяет липкую жидкость для
улавливания и удержания пыльцевых
зерен. В зависимости
от числа
несообщающихся между собой гнезд
завязи
бывают одногнездными и
многогнездными. Внутри завязи
образуются семяпочки, где
расположен женский спорангий
(мега-
или макроспорангий). Одна из его
клеток
становится археспориальной
(материнской клеткой). Из нее
путем
мейоза образуется четыре
гаплоидные мега-
(макро) споры.
Лишь только из одной развивается
восьмиядерный зародышевый мешок.
Все части цветка весьма разнообразны
по числу,
расположению и форме.
Цветки, содержащие и тычинки, и
пестик, называются обоеполыми; его
обозначают знаком .
Цветки,
лишенные либо тычинок, либо пестиков
-
однополыми. Однополые цветки,
содержащие только тычинки,
называются тычиночными
(обозначаются знаком ), а
однополые
цветки, содержащие только пестики -
пестичными (обозначаются знаком ).
Так, ива, тополь,
финиковая пальма
относятся к числу растений, у которых
одни особи несут только тычиночные
цветки, а другие -
только пестичные.
Число членов каждой части цветка
обозначается
цифрами. Строение
цветка можно выразить в виде
формулы, введя обозначения для
каждой
части:
calyx (Ca) - чашка
(Ч);
corolla (Co) - венчик, лепестки
(Л);
androecium (A) - андроцей, тычинки
(Т);
gynoecium (G) - гинецей, пестик
(П).
. Если число членов цветка одного и
того же
вида непостоянно (больше 12),
то оно обозначается значком
µ. В
случае срастания между собой
цветолистиков число
заключается в
скобки. Например, для розоцветных
формула цветка будет иметь
следующий вид: Ч5Л5ТµП1, а
для
гороха - Ч(5)Л1+2+2Т(9)+1П1.
Еще более полное представление о
строении
цветка дает диаграмма,
являющаяся проекцией цветка на
плоскость, перпендикулярную к его
оси. Диаграмма
отражает не только
наличие частей цветка и число членов,
но и их расположение относительно
друг друга. Члены
цветка
обозначаются строго определенными
значками.
Цветки располагаются на растении
либо одиночно
(крупные и чаще
яркие), либо собраны в соцветия.
Соцветие - это побег или система
побегов, несущих
цветки.
Биологическое преимущество соцветий
перед
одиночными цветками
несомненно, поскольку повышается
гарантия опыления и уменьшается
вероятность
повреждения цветов
неблагоприятными факторами среды,
особенно при распускании цветков.
Различают два типа
соцветий:
простые, когда цветки (с
цветоножками или
без них)
располагаются непосредственно на
главной оси,
и сложные, когда цветки
располагаются на разветвленной
главной оси (оси второго, третьего
порядков).
После созревания пыльцы пыльники
лопаются и
пыльца попадает на
рыльце пестика - происходит
опыление. Различают два вида
опыления: самоопыление и
перекрестное опыление.
Самоопыление осуществляется
только в
обоеполых цветках. Особенно оно
хорошо
выражено у нераскрывающихся
цветков. Перекрестное опыление
происходит с помощью ветра, воды,
насекомых, птиц и
др. Оно более
прогрессивно, поскольку происходит
обновление наследственного
(генетического) материала,
а это
открывает более широкие возможности
в
приспособлении к различным
условиям существования.
Подавляющее
большинство растений имеет
перекрестное
опыление. Широко
известны приспособления цветков к
определенным
насекомым-опылителям (клевер,
орхидея
и др.). Различают две формы
перекрестного опыления:
соседнее,
когда опыление осуществляется в
пределах
одного растения, но пыльца с
одного цветка попадает на
рыльце
другого, и собственно перекрестное,
когда
пыльца с одной особи
переносится на рыльце цветка другой
особи. Для предотвращения
самоопыления у растений
выработались
разнообразные приспособления:
разновременное созревание тычинок
и пестиков в
обоеполом цветке; в
обоеполых цветках пестики с
длинными столбиками, а тычинки с
короткими тычиночными
нитями или
наоборот.
В результате опыления пыльца
попадает на рыльце
пестика и
прорастает в завязь. Формирование
мужских
гамет начинается в камерах
пыльника (мужской спорангий):
диплоидные клетки спорогенной
ткани пыльника
(материнские клетки
пыльцы) делятся мейозом и в
результате из каждой клетки
образуется четыре
гаплоидных
микроспоры. При прорастании
микроспора
развивается в
двухклеточный мужской гаметофит
(или
пыльцевое зерно). При
митотическом делении ядра образуется
крупное ядро пыльцевой трубки
(вегетативное ядро) и
меньшее по
размерам генеративное ядро. В
большинстве
случаев на этой стадии
пыльца освобождается из пыльника и
переносится на рыльце пестика того
же или ближайшего
цветка. Попав на
рыльце, пыльца прорастает с помощью
пыльцевой трубки по столбику вниз к
семяпочке,
расположенной в завязи
пестика. Кончик пыльцевой трубки
выделяет ферменты, растворяющие
клетки столбика, что
создает
возможность для дальнейшего ее
прорастания.
Генеративное ядро
мигрирует в пыльцевую трубку с
образованием двух ядер спермиев
(митоз генеративного
ядра). В
результате зрелый мужской гаметофит
состоит
из двух клеток (генеративной
и пыльцевой трубки), ядра
трубки и
двух ядер спермиев.
В завязи пестика (его основание)
находятся одна
или несколько
семяпочек. Это спорангий (женский),
окруженный одним или двумя
интегументами (покровами).
Как
правило, каждая семяпочка содержит
одну диплоидную
материнскую клетку
макроспоры, которая в результате
мейоза образует четыре гаплоидные
макроспоры. Лишь
одна из них
развивается в макрогаметофит, а три
других
разрушаются. В типичном
случае макроспора увеличивается в
размерах и ее ядро делится три раза
подряд митозом.
Образующийся
макрогаметофит, называемый
зародышевым
мешком, представляет
собой восьмиядерную клетку с
четырьмя ядрами у каждого конца.
По одному ядру с
каждого конца
перемещаются к центру (эти ядра
называются полярными). Одно из трех
ядер, находящееся
на том конце
спорофита, где расположено
микропиле
(вход в семяпочку),
становится ядром яйцеклетки, а два
других (синергиды) и три ядра
(антиподы), находящиеся
на другом
конце, в последующем (после
оплодотворения)
исчезают.
Проникнув в макрогаметофит через
микропиле,
кончик пыльцевой трубки
лопается и оба генеративных ядра
проникают в макрогаметофит. Перед
оплодотворением
полярные ядра
образуют одну диплоидную клетку,
каждая
из шести оставшихся
окружается цитоплазмой и образует
клетку. Формируется восьмиядерная
семиклеточная
структура зрелого
женского гаметофита. Одно из ядер
спермиев перемещается к ядру
яйцеклетки и сливается с
ним, образуя
диплоидную (2n) зиготу, давая начало
новому поколению спорофита. Другое
генеративное ядро
(спермий)
перемещается к двум полярным ядрам,
все три
ядра сливаются и образуют
ядро эндосперма, содержащее
тройной набор хромосом (Зn).
Описанное явление
двойного
оплодотворения, приводящее к
возникновению
диплоидной зиготы и
триплоидного эндосперма, специфично
и характерно для цветковых растений.
Открытие двойного
оплодотворения
принадлежит русскому ученому
академику
С.Г.Навашину (1898 г.).
Триплоидность эндосперма впервые
была доказана его сыном
А.С.Навашиным в начале ХХ
века. После
двойного оплодотворения из зиготы
образуется зародыш (2n), из
триплоидной клетки -
эндосперм
(запасающая ткань, Зn), из покровов -
семенная кожура (2n), а из всего
семязачатка - семя.
Синергиды и
антиподы после оплодотворения
растворяются, а питательные вещества
используются при
развитии зародыша,
иногда они могут превращаться в
запасающую
ткань.
|
