Структура

Цветок содержит цветоложе.

Цветоложе

Часть цветка, к которой прикреплены остальные элементы. Состоит из узлов и междоузлий.

Цветоложе может иметь различную форму – выпуклую (лютик), плоскую (пион), коническую (малина), вогнутую (каликант западный). Гипантий – сросшееся цветоложе и нижние части покрова и тычинок (цветочная трубка).

В цветке содержатся:

• фертильные или репродуктивные части (тычинка, пестик)
• стерильные (чашечка, венчик, околоцветник).

Цветоножка

Участок побега между цветком и прицветником. На цветоножке могут располагаться предлисты – прицветнички.

Совершенные цветки имеют тычинки и плодолистики. При отсутствии их цветок называется несовершенным (пестичным или тычиночным).

У полных цветков есть тычинки, плодолистики, чашелистики, лепестки. У неполных может отсутствовать один или несколько.

Цветки группируются в соцветия, ножки которых называются цветоносами, а ножки отдельных цветков в соцветии – цветоножками.

Рис.1 Обобщенная схема строения цветка

Обоеполый цветок содержит тычинки и пестик.

Однополый - только тычинки или только пестик.

Однодомные растения – однополые цветки располагаются на одном растении (пример - берёза, ольха, кукуруза, огурец).

Двудомные растения – однополые цветки располагаются на разных растениях (пример - ива, лавр, облепиха, омела, осина, спаржа, тополь). Также существуют стерильные цветки для привлечения насекомых.

Части цветка образуют круги (циклы). Чаще встречаются пентациклические (два круга околоцветника, два круга тычинок, один круг плодолистиков) и тетрациклические (не развивается второй круг тычинок) цветки. В каждом круге разное число частей цветка. По этому критерию выделяются пятичленные (у двудольных), трехчленные (у однодольных), реже двух- и четырехчленные. Чаще распространены циклические, круговые цветки (части цветка расположены в виде концентрических кругов). Также встречаются спиральные, ациклические цветки (части цветка расположены по спирали), например, магнолия. Бывают полукруговые, гемициклические цветки (сочетается циклическое, у околоцветника и спиральное, у тычинок и пестиков, расположение).

Важная черта строения цветка – симметричность. Правильный, или актиноморфный цветок – цветок можно разделить вертикальной плоскостью на две равные половинки. Например, гвоздичные, первоцветные. Неправильный, или зигоморфный – можно провести лишь одну плоскость симметрии. Например, бобовые. Несимметричный, или ассиметричный – нельзя провести ни одной плоскости симметрии. Например, валериана лекарственная.

Околоцветник

Cтерильная часть цветка. Бывает двойным и простым.

Двойной околоцветник

Состоит из чашечки и венчика.

Чашечка состоит из чашелистиков, образуя наружный круг околоцветника. Например, у пиона чашелистики небольшого размера и зеленого цвета. Состоят из мезофилла (паренхиматозной ткани), который пронизывают проводящие пучки. Покровная ткань – эпидерма. Двугубая чашечка расчленена на две неравные части. Если чашечка имеет два круга чашелистиков, то наружный круг называется подчашием. Основная функция чашечки – защита внутренних частей цветка до раскрытия бутона.

Рис.2 Венчик

Венчик - совокупность лепестков, образует внутренний круг околоцветника. Имеет крупные размеры и окрашен в разные цвета, создавая облик цветка. Мезофилл лепестков – плотная или рыхлая паренхимная ткань, часто содержащая крахмал. Лепестки венчика имеют разный цвет, благодаря специфическим пигментам: каратиноидам (желтый, оранжевый, красный), антохлор (лимонно-желтый), антофеин (коричневая), антоциан (синяя, красная, розовая, фиолетовая). Черного пигмента не существует. Черная окраска вызвана большим скоплением антоцианов, придающих цветкам темную окраску. Отсутствие пигментов приводит к отражению световых лучей и белой окраске. Благодаря эфирным маслам, содержащимся в клетках эпидермы лепестков и листков околоцветника, цветки издают аромат, привлекая насекомых-опылителей. Закрываясь ночью венчик защищает тычинки и пестики от переохлаждения, а днем, отражая часть солнечных лучей, не допускает перегрева. Венчик делится на раздельнолепестной, сростнолепестной и спайнолепестной. У раздельнолепестного венчика несросшиеся свободные лепестки. Сростнолепестной венчик делится на трубку и перпендикулярно расположенный к ней отгиб. Спайнолепестной венчик имеет трубку и две губы – верхнюю и нижнюю.

Андроцей

(греч. «дом мужчины»): совокупность микроспорофиллов, тычинок состоящих из тычиночной нити с разделенным на две половинки пыльником, содержащим четыре микроспорангия (пыльцевых мешка). Тычинки располагаются в один-два круга. Тычинки делятся на свободные и сросшиеся.

Существуют разные типа андроцея, различимые по числу сросшихся групп тычинок:

-однобратственный (тычинки в одной группе, люпин, камелия),

-двубратственный (две группы тычинок),

-многобратственный (несколько групп, магнолия, зверобой),

-братственный (несросшиеся тычинки).

Также тычинки различаются по длине: равные, неравные, двусильные (из четырех тычинок две длинные), трехсильные (из шести тычинок три длинные), четырехсильные (из шести тычинок четыре длинные).

Тычинка состоит из тычиночной ткани, на верхнем конце которой расположен пыльник, а нижним концом прикрепленной к цветоложу. Основной тканью тычиночной нити является паренхима. В пыльнике происходят важные процессы – микроспорогенез (образование микроспор в микроспорангиях) и микрогаметогенез (образование из микроспор мужского гаметофита). Стерильная тычинка называется стаминодией.

Рис.3 Тычинка и развитие пыльника

Пыльник состоит из однородных клеток, окруженных эпидермой.

Гинецей

(греч. «дом женщины») его структуру составляют плодолистики, или карпели, мегаспорофиллы, содержащие семязачатки. В цветке может быть несколько карпелей. Отдельный плодолистик называется пестиком, из которого формируется плод. Пестик состоит из завязи (содержит семязачатки), рыльца (улавливает пыльцу) и соединяющего их столбика.

Рис.4 Гинецей

Завязь делится на верхнюю, полунижнюю и нижнюю. Верхняя не срастается с другими частями – такой цветок называется подпестичным или околопестичным. У надпестичного цветка сросшаяся нижняя завязь. При полунижней завязи гинецей срастается с частями цветка до половины завязи. Такой цветок называется полунадпестичным.

Рис.5 Типы завязей

Важная функция завязи – предохранение семязачатков от высыхания, поедания их насекомыми. При срастании плодолистиков столбики или рыльца сливаются или сохраняются. Обычно такая завязь разделена на гнезда, в которых находятся семяпочки. Число гнезд соответствует числу плодолистиков. Места возникновения и прикрепления до зрелого состояния семязачатков в завязи называются плацентами. Их расположение семяпочек различное у разных цветковых. Оно бывает пристенным (париетальным), где семязачатки располагаются на стенке завязи. При осевой плацентации семяпочки располагаются на центральной колонке завязи, разделенной на гнезда по числу плодолистиков. При свободной центральной плацентации семяпочки находятся на центральной колонке, не связанной со стенкой завязи. При базальной плацентации семязачаток находится в основании одногнездной завязи.

Столбик соединяет рыльце и завязь. На верхушке столбика располагается рыльце, расширенная часть для восприятия пыльцы. Клетки эпидермы рыльца, имеющие выросты в виде сосочков, выделяют углеводы, липиды и энзимы. Внутри пестика содержится стигматоидная ткань, облегчающая передвижение пыльцевых трубок через столбик и снабжающая их питательными веществами. Столбики делятся на открытые (имеют канал) и сплошные.

Типы гинецея

-монокарпный (состоит из одного плодолистика). Образует простой пестик. Такой тип гинецея характерен для бобовых.

-апокарпный гинецей состоит из нескольких несросшихся пестиков (магнолия, земляника).

-ценокарпный - в цветке находится один сложный пестик, состоящий из сросшихся плодолистиков. Ценокарпный гинецей делится на синкарпный (края плодолистиков завернуты внутрь, образуя завязь, разделенную на гнезда), лизикарпный (нет перегородок) и паракарпный (одногнездная завязь с постенной плацентацией).

Рис.6 Типы гинецеев

Семязачаток

В завязи пестика располагаются небольшие образования – семязачатки. Их число колеблется от одного (пшеница, слива) до нескольких миллионов (у архидных). Функции семязачатка – мегаспорогенез (создание мегаспор) и мегагаметогенез (формирование женского гаметофита, процесс оплодотворения). Оплодотворенный семязачаток развивается в семя. Плацента – место прикрепления семязачатка к плодолистику.

Части семязачатка:

-нуцеллус, ядро семязачатка;

-фуникулюс, семяножка, с помощью которой семязачаток крепится к плаценте;

-интегументы, покровы семязачатка, образующие на верхушке нуцеллуса канал;

-микропиле, пыльцевход;

-халаза, базальная часть семязачатка, где сливаются нуцеллус и интегументы;

-рубчик – место присоединения семязачатка к семяножке.

Рис.7 Строение семязачатка

Типы семязачатка:

-ортотропный – прямой, фуникулюс и микропиле расположены на противоположных концах оси семязачатка (гречишные, ореховые);

-анатропный (обратный) – нуцеллус повернут по отношению к прямой оси семязачатка на 180, вследствие чего микропиле и фуникулюс расположены рядом (Покрытосеменные)

-гемитропный (полуповернутый) – семязачаток повернут на 90, вследствие чего микропиле и нуцеллус расположены по отошению к фуникулюсу под углом 90 (первоцветные, норичные).

-кампилотропный (односторонне изогнутый) – нуцеллус изогнут односторонне микропилярным концом, соответсвенно микропиле и фуникулюс расположены рядом (бобовые, мальвовые)

-амфитропный (двусторонне изогнутый) – нуцеллус изогнут двусторонне в виде подковы, при этом микропиле и фуникулюс располагаются рядом (тутовые, ладанниковые).

Рис.8 Основные типы семязачатков

Цветение

Цветение заключается во вскрывании пыльников и восприятии пыльцы рыльцами пестиков. Бутон раскрывается, обнажая околоцветник. Размеры и масса распустившихся размеров самые различные и колеблются от 1 мм в диаметре (рясковые) до 1 м и 6 кг (у тропических раффлезий). Околоцветник играет важную роль для цветка, привлекая насекомых и оказывая влияние на температурный режим цветка. Для образования цветка требуется необходимое количество питательных веществ. Поэтому однолетние растения зацветают через 20-30 дней после посева, а многолетние через 1-2 года, а некоторые деревья – через десятки лет. Большинство растений цветут определенный интервал времени. Постоянно цветущие растения называются ремонтантными (цитрусовые, какао). У некоторых тропических растений (какао, кофе, дынное дерево) и растений умеренного климата (волчье лыко) существует явление каулифлории, при котором цветки развиваются на стволе.

Монокарпические растения – цветение и плодоношение происходит один раз в жизни, после чего организм погибает. (лен, конопля, рожь, капуста, свекла). Поликарпические – цветение и плодоношение происходит несколько раз за жизнь.

Формула и диаграмма цветка

При составлении формулы цветка используют следующие обозначения:

-чашечка (Calyx) – Ca,

-венчик (Corolla) – Co,

-андроцей (Androeceum) – A,

-гинецей (Gynoeceum) – G,

-простой околоцветник (Perigonium) – P.

Учитывается также тип цветка:

-обоеполый - ⚥

-пестичный - ♀

-тычиночный - ♁

-актиноморфный - ⁎

-зигоморфный - ↑ или ↓,

-ассиметричный - ↯

Число членов каждой части цветка обозначается цифрами. Пятилепестной венчик Co5, шестичленный андроцей А6. Если же число цветков больше 12 – значком ~ или ∞.

Если одноименные члены срастаются, число заключаются в скобки (сросшийся пятичленный венчик – Co (5)). Если одноименные члены расположены кругами, то цифры, указывающие на количество членов в кругах, соединяют знаком «плюс». (P (3+3))

Для обозначения верхней завязи под цифрой числа плодолистиков ставят черточку, нижней – над цифрой. Например, формулы цветков:

горох

лилия

огурец

яблоня

Диаграмма – это схематическая проекция цветка на плоскости, при которой цветок пересекается поперек, перпендикулярно его оси. Правило оформления диаграммы: ось соцветия вверху, кроющий лист внизу. Условные обозначения диаграммы: дугами обозначаются части околоцветника, чашелистики – с выступом на середине дуги, лепестки – без выступа. Тычинки обозначаются в форме поперечного разреза пыльника или тычиночной нити. Гинецей - в виде поперечного разреза завязи. Если отдельные члены срастаются, это указывается на диаграмме дугами.

Рис.9 Схема построения диаграммы цветка

Опыление и оплодотворение

Это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. У растений с обоеполыми цветками происходит самоопыление (автогамия) – пыльца опыляет рыльце пестика того же цветка. В случае перекрестного опыления (аллогамии), пыльца опыляет рыльца других цветков. Аллогамия делится на гейтоногамию, происходящую в пределах одного растения, и ксеногамию, при которой пыльца с цветка одного растения переносится на рыльце пестика другого. Самоопылителями являются многие виды культурных растений: пшеница, лен, просо, горох, фасоль… Преимущества автогамии – стабилизация признаков вида. Преимущества ксеногамии – увеличение внутривидового разнообразия и приспособляемости, за счет возрастания рекомбинаций генетического материала. 90% растений свойственно перекрестное опыление.

После опыления через некоторое время происходит оплодотворение (слияние гамет), которому предшествует прорастание пылинки, начинающееся с выхода из апертуры пыльцевой трубки. По мере ее роста по столбику пестика в ее растущий конец переходят ядро сифоногенной клетки и два спермия. После достижения завязи пыльцевая трубка проникает в семязачаток через микропиле. Данный процесс называется порогамией. После проникновения в зародышевый мешок содержимое пыльцевой трубки изливается внутрь. Образуется диплоидная зигота (при слиянии спермия с яйцеклеткой) и триплоидное ядро (при слиянии спермия с центральным ядром зародышевого мешка). Из триплоидного ядра формируется эндосперм (запасающая ткань). Так происходит двойное оплодотворение.

Список литературы:

1. И.И. Андреева, Л.С. Родман "Ботаника"/ Москва "КолосС" 2002
2. П. Рэйвн, Р. Эверт, С. Айкхорн "Современная ботаника"/ Москва "Мир" 1990

Ссылки

Семя

Плод