Генеративные органы цветковых растений

Цветковые растения – самый большой и высокоорганизованный отдел Высших расте­ний. Их насчитывается не менее 250 тысяч видов.

Особеннос­ти:

а) наличие таких органов, как цветок, пестик и плод;

б) семена, заключен­ные внутри плодов (отсюда название отдела);

в) дальнейшая редукция мужского и женско­го гаметофитов;

г) двойное оплодотворение;

д) наличие в древесине настоящих сосудов разного типа.

Происхождение цветка (2 основные гипотезы):

1) Стробилярная (эвантовая) гипотеза – наиболее распространенная и хорошо обоснованная:

цветок – это видоизме­ненный укороченный спороносный побег, первоначально напоми­навший шишку голосеменных. Мегаспорофиллы в процессе мета­морфоза превратились в плодолистики, а микроспорофиллы – в тычинки, что связывают с приспособлени­ем покрытосеменных к опылению насекомыми. По этой гипотезе, наиболее древние семейства – это Магнолиевые, Лютиковые и др.

2) Псевдантовая гипотеза:

цветок – ­это видоизмененное соцветие, состоящее из мелких разнополых цветков, претерпевших редукцию, сближение и срастание. По этой гипотезе, наиболее древние семейства с раздельнополыми невзрачными цветками – это ивовые, казуариновые и др.

Этим гипотезам, исходящим из представлений об образовании цветков из листостебельных побегов, противопоставляются раз­личные теломные гипотезы, согласно которым все части цветка могут быть выведены из теломов, т.е. цилиндрических побеговых структур, свойственных риниофитам.

Цветок – это укороченный видоизмененный спороносный по­бег, который специально предназначен для размножения (образо­вание микро- и мегаспор, опыление, оплодотворение, образование семян и плодов). Как всякий побег, он развивается из почки.

Строение цветка и развитие покрытосеменных:

1) Цветоножка – соединяет цветок со стеблем. Цветоножка у цвет­ков некоторых видов растений отсутствует, цветок сидит непосред­ственно на стебле и называется сидячим.

2) Цветоложе – расширенная верхняя часть цве­тоножки, к которой прикрепляются все остальные части цветка.

3) Чашелистики – составляют наружную часть околоцветника – чашеч­ку. Чашечка состоит из свободных или сросшихся чашелистиков и соответственно называется раздельнолистной или спайнолистной. Чашечка обычно зеленого цвета, но может быть и другой окраски. Если чашелистики цветка имеют разную форму, то чашечка называется неправильной, если одинаковую – правильной.

4) Лепестки – составляют внутреннюю часть околоцветника – вен­чик (иногда в цветках нет разделения околоцветника на чашечку и венчик, в этом случае околоцветник называется простым). Венчик состоит из свободных или сросшихся лепестков и со­ответственно называется раздельнолепестным или спайнолепес­тным. Венчик обычно ярко окрашен.

5) Околоцветник состоящий из различающихся по внешнему виду чашечки и венчика, называется двойным (или сложным). Околоцветник, состоящий из одинаковых листочков, называется простым. Ярко окрашенный простой околоцветник называется венчиковидным, а зеленый – чашечковидным. У некоторых ви­дов растений нет околоцветника и цветки называются голыми.

6) Совокуп­ность тычинок образует андроцей. Андроцей состоит из тычинок, являющихся микроспорофил­лами. Тычинка имеет тычиночную нить и пыльник, прикрепля­ющийся к нити посредством связника. В каждом пыльнике име­ются четыре пыльцевых гнезда, в которых развивается пыльца (микроспоры или пыльцевые зерна).

Зрелые пыльцевые зерна покрыты двумя оболочками: наружная толстая называется экзиной, внутренняя мягкая – интиной. На экзине у разных видов образуются раз­нообразные выступы, шипики, бугорки. В каждой микроспоре ядро делится, образуя два ядра: вегетативное и генеративное. С этого начинается развитие мужс­кого гаметофита, и микроспоры превращаются в пыльцу. Впос­ледствии из генеративной клетки образуются два спермия, явля­ющиеся мужскими гаметами.

7) Совокупность плодолистиков (мегаспорофиллов) образует гинецей, состоящий из одного или нескольких пестиков. Каждый пестик образован сросшимися плодоли­стиками (мегаспорофиллами). Пестик обычно состоит из нижней расширенной части – завязи, средней части – столбика, верхней части – рыльца. Когда столбик отсутствует и рыльце находится непосред­ственно на завязи, оно называется сидячим. В завязи образуется одна или много полос­тей, называемых гнездами, в них развиваются семяпочки (мега­спорангии), из которых после оплодотворения развиваются семе­на.

Зрелая семяпочка состоит из семяножки, одного или двух по­кровов (интегументов) и ядра семяпочки (нуцеллуса), в котором находится зародышевый мешок (женский гаметофит). Покровы (интегументы) на верхушке семяпочки имеют узкий канал, на­зываемый пыльцевходом (или микропиле). Внутри зароды­шевого мешка имеются 8 клеток (ядер): яйцеклетка, две синергиды (сопровождают яйцеклетку), два полярных ядра (в центре зародышевого мешка), три антиподы. Архегоний у покрытосеменных отсутствует. При половом процессе происходит двойное оп­лодотворение, свойственное только цветковым растениям. При этом процессе один спермий оплодотворяет яйцеклетку (развивается зародыш семени), а другой сливается с полярными ядрами зародышевого мешка (образуется триплоидный эндосперм семени). Таким образом, из семяпочек завязи пестика после оплодотворения, развиваются семена – органы размножения и распространения цветковых растений. Семена заключены в плоды (формируются из стенок завязи), которые их защищают, и нередко способствуют их распространению.

Цветоножка и цветоложе являются видоизмененным стеблем побега, а чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики представляют собой видоизмененные листья побега.

Цветок развивается из генеративной почки, находящейся в пазухе листа (такой лист называется кроющим). Листья (обычно видоизмененные), расположенные на цветоножке, под цветком, называются прицветниками.

Цветки, имеющие и тычинки и пестики, называются обоеполыми; цветки только с тычинками (тычиночные – мужские) или только с пестиками (пестичные – женские) называются однополыми. Растения, имеющие однополые цветки, могут быть однодомными или двудомными. Если пестичные (женские) и ты­чиночные (мужские) цветки развиваются на одном растении, такие растения называются однодомными (кукуруза, тыква, лещина). Если мужские цветки располага­ются на одном растении, а женские – на другом (ива, облепиха), то эти растения на­зываются двудомными.

Все разнообразие цветков с точки зрения их симметрии можно свести к следующим трем типам:

1) правиль­ный, или актиноморфный, цветок, через который можно прове­сти несколько плоскостей симметрии;

2) неправильный, или зи­гоморфный, цветок, через который можно провести только одну плоскость симметрии;

3) асимметричный цветок, через который нельзя провести ни одной плоскости симметрии.

Формула цветка:

Дает наглядную характеристику строения цветка. Фор­мула отражает строение цветка с помощью букв и цифр.

Простой околоцветник обозначают буквой О, чашелистики – Ч, лепестки – Л, тычинки – Т, пестик – ­П. Число чашелистиков, лепестков, тычинок и т. д. указывается цифрами, а если их больше 12, то зна­ком ∞. Если какие-либо части цветка срослись, то соответствующие цифры пишутся в скобках. Правильные цветки обозначают знаком *, а не­правильные – знаком ↑. Например, формула цветка вишни – *Ч₅ Л₅ Т_∞ П₁.