Общая характеристика отдела «цветковые» (стр. 4 )

Так, энтомофильные цветки, опыляемые жуками, обладают сильным фруктовым запахом, мясистыми ле­пестками, мощной завязью с толстыми стенками и боль­шим количеством пыльцы, которой жуки питаются (шиповник). Цветки раффлезии опыляются падальными мухами и по этой причине как бы имитируют раз­лагающуюся тушу животного: источают запах гнию­щего мяса, имеют мясокрасную окраску с пятнами, подобными очагам разложения. Цветки, опыляемые птицами, обычно крупные, содержат большое количе­ство жидкого нектара, не имеют запаха (так как у птиц обоняние развито слабо) и, как правило, окрашены в яркие цвета — красный, розовый, оранжевый (водо­сбор, стрелитция, различные канновые, геликонии). Наконец, у растений, опыляемых летучими мышами, цветки обычно крупные, выделяют много сахаристого нектара, обладают запахом брожения или фруктов, имеют светлую окраску и раскрываются с наступлени­ем сумерек (цветки многих баобабов, некоторых как­тусов). При абиотическом опылении пыльца переносится без участия живых существ, главным образом при помощи ветра и потоков воды.

Цветки, опыляемые посредством ветра (анемофильные) , как правило, без запаха и нектара, имеют невзрачную окраску, в той или иной степени ре­дуцированный околоцветник; пыльники крупные на длинных тычиночных нитях, выступающие за пределы цветка; столбик и рыльце пестика также удлинены; пыль­ца очень легкая и сухая (злаки, осоки, дуб, береза, грец­кий орех). Часто анемофильные виды — двудомные ра­стения. Гидрофильные (опыляемые посредством воды) цвет­ки раскрываются в водной толще, как правило, мелкие, невзрачные; пыльцевые зерна нитевидные, что позволя­ет им «парить» в воде. Гидрофильных растений немно­го, к ним относятся роголистники, наяды. После того, как пыльцевое зерно попало на рыльце пестика, оно прорастает. Клетка трубки вытягивается и формирует пыльцевую трубку. Для цветковых характе­рен необычный способ оплодотворения, открытый в 1898 г. и названный «двойным оплодотво­рением». Продвигаясь сквозь ткани столбика, пыльце­вая трубка достигает семязачатков, заключенных в за­вязи. Проникнув в семязачаток, главным образом через микррпиле, пыльцевая трубка направляется к клеткам зародышевого мешка и попадает в одну из синергид. По пыльцевой трубке, тем временем, пассивно перемеща­ются два спермия. После того, как оболочка клетки-синергиды, в которую проникла пыльцевая трубка, разры­вается, спермии оказываются внутри зародышевого меш­ка. Затем, один из них оплодотворяет яйцеклетку, в ре­зультате чего образуется диплоидная зигота (2п). Дру­гой же перемещается к центральной клетке и сливается с ней — образуется триплоидная клетка (2п + п = Зп), по мере деления которой формируется триплоидная запаса­ющая ткань — эндосперм. Термин «двойное оплодотво­рение» не совсем удачен, так как собственно оплодотво­рением можно назвать лишь слияние двух гамет (п), в результате чего образуется диплоидная зигота; в то вре­мя как взаимодействие и слияние спермия (п) и дипло-идной центральной клетки (2п) оплодотворением не яв­ляется. После оплодотворения начинается формирование се­мени, причем в этом процессе принимают участие все элементы семязачатка: интегументы дают начало семен­ной кожуре (2п), остатки нуцеллуса — перисперму (2п), из зиготы (2п) развивается зародыш, а из триплоидной (после слияния со спермием) центральной клетки — эн­досперм (Зп). Параллельно с этим, в результате видоиз­менения завязи, а в ряде случаев и других частей цветка или даже целого соцветия, образуется плод или сопло­дие. Плоды с заключенными в них семенами, могут рас­пространяться с помощью животных, человека, ветра, воды и имеют для этого соответствующие приспособле­ния. Явление, при котором плоды и семена распростра­няются животными, называется зоохорией. Так, ярко-окрашенные ягоды брусники, клюквы, смородины, соч­ные костянки вишни, алычи, плоды рябины, боярыш­ника, семени граната поедаются и разносятся птицами; желуди дуба, орехи лещины, бука растаскиваются бел­ками, мышами, сойками, которые прячут их про запас в почву или трещины старых пней, где они и прорастают; нередко плоды и семена бывают покрыты различными крючками и прицепками, благодаря которым они при­липают или цепляются к поверхности тела животных — соплодия дурнишника, семянки лопуха. Многие плоды и семена распространяются с помо­щью ветра (анемохория). чему способствует наличие у них различных крыловидных выростов или придатков (например, у ясеня, клена, вяза, березы), хохолков, парашютиков (у одуванчика, козлобородника и других сложноцветных). Наконец, сам человек, сознательно или нет, способ­ствует распространению плодов и семян растений (антропохория}. Попав в благоприятные условия, семена начинают прорастать. Но у подавляющего большинства растений, обитающих в области высоких широт, где хорошо выра­жена сезонность климата, семена какое-то время нахо­дятся в состоянии покоя, во время которого интенсив­ность всех процессов жизнедеятельности в них крайне низка. Покой может быть обусловлен отсутствием необхо­димых для прорастания факторов, таких как влажность, тепло, достаточная аэрация субстрата, либо физиологи­ческими особенностями зародыша и самого семени в це­лом, закрепленными на генетическом уровне. Во втором случае, для того чтобы выйти из состояния покоя, семя должно испытать определенное шоковое воздействие, например, механическое повреждение семенной кожу­ры, действие низких положительных температур, высушивание или, наоборот, погружение в проточную воду и т. д. По мере выхода из анабиоза (состояния покоя), внут­ри семени активизируются обменные процессы — отме­чается усиление интенсивности дыхания, семя начинает активно поглощать воду, увеличивается его объем, ак­тивируются определенные ферменты, происходит синтез гормонов роста, запасные питательные вещества, пред­ставленные полимерами, подвергаются ферментативно­му гидролизу и активно используются зародышем. В результате увеличения размеров и объема зароды­ша увеличивается внутрисеменное давление. Стенка се­мени разрывается и наружу появляется корешок, из ко­торого в дальнейшем развивается главный корень. В зависимости от того, выносятся над поверхностью почвы семядоли или нет, различают, соответственно, эпигейное («эпи» — над, «гея» — земля) и гипогейное («гипос» — под, «гея» — земля) прорастание. У эпигейно прорастающих семян фасоли после ко­решка появляется гипокотиль, который удлиняется и, изгибаясь, образует петельку над поверхностью почвы, а затем выпрямляется и выносит семядоли над поверх­ностью почвы. У семян гороха, прорастающих гипогейно, семядо­ли все время остаются в земле, гипокотиль практически неразвит, а над поверхностью появляется эпикотиль с почечкой. После того, как части проростка оказываются на свету, начинается синтез хлорофилла, проросток зе­ленеет и приобретает способность фотосинтезировать. Деятельность меристем усиливается, появляются новые листья, узлы и междоузлия. Растение постепенно растет и на определенном этапе жизненного цикла вступает в генеративную фазу своего развития. Таким образом цикл замыкается.

Систематика цветковых растений

Отдел цветковых или покрытосеменных делится на два класса: двудольные (или магнолиопсиды) и однодоль­ные (или лилиопсиды). Класс двудольные, объединяю­щий около 3/4 всех видов цветковых, является более древней группой по сравнению с однодольными. Одно­дольные же возникли от каких-то примитивных двудоль­ных и с момента разделения эти две группы эволюционизировали параллельно. Ниже приведена таблица 13.2 основных различий между этими двумя классами. По каждому из перечисленных признаков существует множество исключений на видовом, родовом и даже семейственном уровнях. Пожалуй, единственным абсолют­ным признаком является строение зародыша — главным образом число семядолей. Рассмотрим наиболее известные и значимые в хо­зяйственном отношении семейства цветковых, к кото­рым относятся большинство культивируемых в нашей стране видов. Из класса двудольные это семейства крес­тоцветные, маревые, тыквенные, розоцветные, бобовые, пасленовые и сложноцветные. Из класса однодольных — лилейные и злаковые.

Семейство Крестоцветные или Капустные. К этому семейству принадлежит около 3 тыс. видов. Распростра­нены они очень широко и встречаются в самых различ­ных местообитаниях, практически по всему земному шару. Это семейство представлено в основном травами — однолетниками, двулетниками и многолетниками, как исключение — имеется небольшое число полудревесных и древесных (кустарники) видов. Листья очередные, нижние часто образуют прикор­невую розетку. Цветки обычно собраны в кистевидное или щитковидное соцветие, актиноморфные, обоеполые. Околоцветник двойной, состоит из четырех чашелисти­ков и стольких же лепестков. Элементы цветка распола­гаются друг относительно друга крест-накрест. Тычи­нок — шесть и расположены они в два круга: наружный образуют две коротких тычинки, а внутренний четыре длинных. Пестик один, но состоит из двух сросшихся плодолистиков. Плод — стручок (если длина его более чем вдвое превышает ширину) или стручочек (если дли­на примерно равна ширине). К этому семейству относится большое количество культивируемых овощных, масличных и декоративных видов. Следует назвать капусту, редьку, репу, брюкву, горчицу. К масличным культурам принадлежат: рыжик, рапс, различные горчицы; к декоративным — левкой, вечерница (ночная фиалка). Среди крестоцветных есть и лекарственные виды, например пастушья сумка, жел­тушник, сердечник луговой и др.

Семейство Маревые. Представители этого семейства (а их более 600 видов) растут в основном в странах с умеренным и теплым климатом. Чаще всего их можно встретить в сухих степях, пустынях и полупустынях, на засоленных почвах, морских побережьях и пр. Среди них много галофильных видов, постоянно растущих на засо­ленных субстратах — так называемых солянок. Маревые — это в основном травы, но встречаются также полудревесные и древесные жизненные формы. Поверхность стеблей и листьев часто бывает покрыта различными волосками, чешуйками, кристалликами соли, выделяемой солевыводящими железками. Вслед­ствие этого растения часто имеют сероватый или белова­тый цвет. Листья, особенно у солянок и пустынных ви­дов, могут быть в той или иной степени редуцированы и превращаются в чешуйки, иглы и т. д. Цветки — не­взрачные актиноморфные однополые или обоеполые, со­браны в особые соцветия — клубочки. Околоцветник простой, часто пятичленный, листочки околоцветника срастаются у основания. Тычинок чаще — 5, распола­гаются они супротивно листочкам околоцветника. Пес­тик состоит из 2—5 сросшихся плодолистиков, завязь верхняя. Плод у маревых — орешек. К этому семейству принадлежит такая важная сельскохозяйственная куль­тура, как свекла обыкновенная, имеющая несколько раз­новидностей, в том числе свекла сахарная, кормовая, столовая и листовая. Среди маревых много сорных рас­тений: марь, лебеда, прутняк веничный и др.