2.1.2 Генеративные органы

У большинства низших растений генеративные органы одноклеточны, у высших - многоклеточны и имеют стенку из наружных стерилизовавшихся клеток. Половые органы большинства изогамных растений не отличаются от др. клеток, но у некоторых представителей они крупнее или многоклеточны (например, у некоторых бурых водорослей). Мужские половые органы оогамных растений называются антеридий, женские - оогоний (большинство водорослей, некоторые грибы), карпогон (красные водоросли), архегоний (мохо- и папоротникообразные, голосеменные).

В антеридиях образуются сперматозоиды или безжгутиковые спермации (например, у красных водорослей), в женских половых органах - яйцеклетки. Оогоний одноклеточны (исключение - харовые водоросли). Колбообразный двуклеточный карпогон состоит из содержащего яйцеклетку брюшка и узкой длинной трихогины, улавливающей спермации. В брюшке архегония находятся яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, в узкой шейке - шейковые канальцевые клетки.

Некоторые одноклеточные водоросли (например, хламидомонады) сами как бы превращаются в гаметангии, образуя гаметы. Нет специальных половых органов у водорослей - конъюгат (например, у спирогиры), у которых сливаются протопласты двух клеток, а также у базидиальных грибов (сливаются клетки первичных мицелиев). В процессе эволюции семенные растения утратили мужские половые органы, а все покрытосеменные и некоторые голосеменные (гнетум, вельвичия) - и женские. Сперматозоиды или безжгутиковые спермин образуются у них в мужских гаметофитах - пыльцевых зёрнах, а яйцеклетки - в женских гаметофитах - зародышевых мешках (покрытосеменные) или в первичном эндосперме (голосеменные).

Цветок

Цветок покрытосеменных растений представляет собой ор­ган, приспособленный к осуществлению происходящего в нем полового процесса, в результате которого образуются семена и плоды.

Цветок выходит из пазухи листа, называющегося прицветником, прицветным, или кроющим, листом. У большинства растений это очень простые по форме небольшие верхушечные листья. Кроме того, у многих растений на цветоножках бывают еще 1 или 2 маленьких верхушечных листа - прицветничка.

В полном цветке околоцветник состоит из чашечки и венчика, несколько выше располагаются тычинки и выше - пестик или пестики - рисунок 16. Удлиненная часть цветочного побега под цвет­ком - цветоножка; в случае ее недоразвития цветок называют сидячим. Верхняя расширенная часть цветоножки - цветоложе. По форме оно может быть плоским, вогнутым, выпуклым, коническим и др.; на его поверхности часто располагаются щетинки или пленки.

Околоцветник называется двойным, если присутствуют чашечка и венчик. Если околоцветник состоит из одной чашечки или из одного венчика, то он простой. Среди простых различают венчиковидные, если они ярко окрашены, и чашечковидные, если они зеленоватого цвета.

Существенный признак цветка - характер симметрии в расположении и форме его органов, особенно венчика. Цветки бывают правильные (через цветок можно провести несколько плоскостей симметрии) и неправильные (если плоскость симметрии только одна). Очень редко встречаются асимметричные цвет­ки, где нельзя провести ни одной плоскости симметрии, например цветки валерианы.

Чашелистики и лепестки могут срастаться между собой, образуя сростнолистную чашечку и спайнолепестный венчик. Если лепестки несросшиеся, то они называются свободными, а сам венчик - свободнолепестным. В спайнолепестном венчике правильного цветка имеются труб­ка, отгиб и зев - место перехода трубки в отгиб. В зависимости от соотношения размеров трубки и отгиба и от формы отгиба различа­ют следующие формы венчика: колесовидный, воронковидный, коло­кольчатый, трубчатый и др.

Венчик у неправильного цветка бывает мотыльковый, двугубый и язычковый. Мотыльковый свойствен растениям семейства бобо­вых, он имеет характерный вид мотылька и состоит из 5 лепестков: верхний, самый большой, называется флагом, 2 боковых - крыль­ями и 2 нижних, сросшихся между собой, образуют лодочку - рисунок 17. Двугубый венчик спайнолепестный и имеет 2 губы. Верх­няя губа, сросшаяся из 2 лепестков, образует как бы свод (шлем) над нижней губой.

Завязь: 1 - верхняя, 2 - нижняя, 3 - полунижняя: р - рыльце, с - столбик, з - завязь, т - тычинки, л - лепестки, ч - чашелистики. Венчик: 4 - колокольчатый, 5 - воронковидный, 6 - колесовидный, 7 - гвоздевидный, 8 - мотыльковый, 9 - строение мотылькового венчика: ф - флаг, кр - крылья, лод - лодочка, ч - чашечка.

Рисунок 16 - Строение цветка

1 - двугубый цветок; 2 - цветок со шпорцем; 3 - язычковый цветок сложноцветных; 4 - строение колоска злаков: нцч и вцч - наружная и внутренняя цветковые чешуйки, т - тычинки, и - пестик, ч - пленка; 5 - отдельный цветок злака: р - рыльце, з - завязь, ч - пленка, т - тычинка.

Рисунок 17 -. Многообразие цветков

Нижняя губа состоит из 3 сросшихся лепестков и имеет обыкновенно 3 лопасти. Язычковый спайнолепестный венчик имеет длинный отгиб в виде зубчатого язычка и встречается в семействе сложноцветных. Особое строение у цветков злаков – рисунок 17. Цветки их собраны в колоски, содержащие 1 или несколько цветков. При основании каждого колоска имеются 2 или 3 колосковые чешуйки. Каждый цветок в колоске имеет, в свою очередь, также 2 цветковые чешуйки - внутреннюю и наружную. Наружная цветковая и наруж­ная колосковая чешуйки иногда имеют острый игловидный прида­ток, называемой остью. За цветковыми чешуйками расположены 2 пленки, над которыми находится сам цветок, обычно состоящий из 3 (иногда 2) тычинок и пестика с 2 рыльцами.

В тычинке выделяют тычиночную нить, пыльник и связник. Тычинки с редуцированными пыльниками, не дающие пыльцы, называются стаминодиями. Они очень часто приобретают своеобразную, часто лепестковидную форму или выполняют функцию нектарников; форма их очень разнообразна

Нити тычинок иногда при основании имеют хорошо развитые зубцы - острые или тупые. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Если столбик не развит, рыльце называют сидячим. По форме различают рыльца цельные, головчатые, лопастные, перистые, нитевидные и т.п. Завязь в связи с различным положением по отношению к другим частям цветка может быть верхней, нижней и полунижней.

Цветок определяют как полный, если он содержит все основные части: околоцветник, тычинки и пестик; не имеющий тычинок называется пестичным, или женским, без развитого пестика - тычиночным, или мужским. Цветки с тычинками и пестиками - обоеполые.

Растения с раздельнополыми цветками делятся на однодомные - тычиночные и пестичные цветки возникают на одном и том же растении, и двудомные - на одних экземплярах развиваются только пестичные, а на других - тычиночные цветки. Цветки на растении располагаются поодиночке или собраны в различные по форме группы - соцветия. Соцветия делят на простые и сложные.

В зависимости от типа ветвления и последовательности заложения цветков среди простых соцветий различают две группы:

- ботрические (рацемозные или моноподиальные);

- цимозные (симподиальные)..

Ботрические соцветия разделяют на несколько видов - рисунок 18. Кисть - главная ось соцветия, имеет неопределенно долгий рост и на ней в определенном порядке закладываются цветки с приблизительно равными по длине цветоножками.

Щиток отличается от кисти тем, что цветоножки нижних цветков длиннее верхних, и таким образом, все цветки оказываются расположенными на одном уровне. Колос отличается от кисти тем, что цветоножки остаются неразвитыми и цветки всегда сидячие.

1 - кисть; 2 - колос; 3 - початок; 4 - щиток; 5 - зонтик; 6 - метелка; 7 сложный колос; 8 - головка; 9 - корзинка; 10 - сложный зонтик.

Рисунок 18 - Ботрические соцветия

Початок также имеет сидячие цветки, но имеет сильно утол­щенную ось и покрывало, образованное одним или несколькими кроющими листьями.

Зонтик - междоузлия главной оси укорочены так, что все цветоножки выходят как бы из одной точки.

Головка - главная ось укорочена и несколько расширена, цветки сидячие или на коротких цветоножках.

Корзинка - главная ось блюдцеобразно или шаровидно рас­ширена и на ней расположены сидячие цветки; снаружи корзинка окружена придвинутыми к ней плотно сближенными верхушеч­ными листьями, образующими так называемую обертку. Последняя может состоять из одного или нескольких рядов листочков. Лис­точки обертки имеют форму от округлой до линейной и могут иметь разнообразные придатки, так называемые "рожки", пленки, бахрому и т.п.

Цимозные соцветия характеризуются более сложным строением. Среди них различают монохазий, дихазий и плейохазий Кроме этих двух типов сложные соцветия могут представлять комбинацию из соцветий одного или различных типов: сложный колос, метелка из колосков, сложный зонтик, щиток из корзинок, дихазий из монохазиев, сережка из дихазиев и др. – рисунок 19.

1,2 – монохазии, 3 – дихазий, 4 – плейохазий.

Рисунок 19 – Схемы некоторых цимозных соцветий

Плод

Плод состоит из семян и окружающего его околоплодника. В последнем различают три слоя: внеплодник - экзокарпий, меж­плодник - мезокарпий и внутриплодник - эндокарпий. Кроме того, при плоде могут сохраняться и разрастаться обычно опадающие части околоплодника, а иногда и придвинутые к плоду верхушечные листья.

Обычно плоды подразделяют на несколько искусственных групп по строению околоплодника, способу вскрывания и числу семян - рисунки 20, 21.

Костянка - сочный односемянный плод, у которого около­плодник состоит из трех слоев: наружный (кожица), средний - мякоть (сочная) и внутренний (косточка), непосредственно окру­жающий семя (например, у черемухи).

Ягода - сочный многосемянный плод. Околоплодник, кроме тонкой кожицы, весь мягкий и сочный (например, у смородины).

Коробочка - сухой плод, внутри которого свободно лежат семена. Коробочка бывает одно- или многогнездная; открываться она может зубцами, створками, крышечкой или дырочками (плоды мака, белены, гвоздик).

1 - листовка; 2 - боб; 3 - стручочек; 4 - стручок.

Рисунок 20 - Многосемянные сухие плоды.

.Способ вскрывания: 1 - дырочками; 2 - зубчиками; 3 - крышечкой; 4 -створками.

Рисунок 21 - Коробочки и способы их вскрывания

Стручок - двугнездная коробочка, которая раскрывается отпа­дением 2 половинок, причем в середине остается перегородка. Если длина такого плода превышает его ширину не более чем в 3 раза, то он называется стручочком (пастушья сумка).

Боб - одногнездная коробочка, которая раскрывается сверху вниз по двум швам - спинному и брюшному - на 2 створки или по одному из швов (растения семейства бобовых).

Листовка - одногнездная коробочка, раскрывающаяся с одной стороны по шву.

Зерновка - сухой плод, у которого семя прочно срослось с околоплодником (злаки).

Семянка - сухой нераскрывающийся плод с кожистым около­плодником, внутри которого находится 1 семя. Семянки некоторых сложноцветных имеют хохолок или летучку, а например, у оду­ванчиков семянка подразделяется на расширенную часть, пи­рамидку, носик и хохолок.

Крылатка - сухой односемянной плод с разрастающимся в виде крыла околоплодником (береза).

Орешек - сухой односемянный плод из верхней завязи (на­пример, плодик лютика, осок).

Кроме перечисленных групп, выделяют группу сборных плодов, к которой относят многолистовку, многоорешек (лютик), многокостянку (малина). Среди сухих многосемянных плодов выделяют дробные плоды, распадающиеся при созревании на отдельные части (например, вислоплодник у зонтичных, плод губоцветных, распада­ющийся на 4 орешка) и членистые плоды, распадающиеся на односемянные членики (дикая редька, копеечник).

Иногда выделяют ложные плоды, в образовании которых участвуют не только пестик, но и другие части цветка, например цветоложе (земляника).

Генеративным органом у хвойных или, как их еще называют, голосеменных, является шишка. Шишки различаются по общей форме, форме покрывающих их чешуи, цвету, расположению на ветвях (висячие или торчащие вверх).