Строение семени

Семена

Семена представляют собой орган полового размножения и расселения двух групп высших растений – покрытосеменных и голосеменных. Развивается семя из семязачатка (семяпочки), который у покрытосеменных (цветковых) растений располагается внутри пестика (в завязи ). Поскольку после опыления и оплодотворения завязь превращается в плод, у покрытосеменных растений семя (или семена, если их несколько) оказываются внутри плода. У голосеменных растений семязачаток, а затем и семя располагаются открыто (голо) на поверхности чешуи (мегаспорофилла) шишки (стробилы).

Размеры, форма и окраска семян растений очень разнообразны. Чаще всего семена имеют шаровидную или удлиненно-шаровидную форму, иногда цилиндрическую. На их поверхности встречаются разнообразные выросты, которые играют важную роль в распространении семян. У пальм бывают очень крупные семена, самые мелкие семена встречаются у орхидных (обычно весом около тысячных долей миллиграмма).

Строение семени

Снаружи семя покрыто покровами (кожурой), которая выполняет главным образом защитную функцию. Внутри семени находится зародыш, развивающийся из зиготы – оплодотворенной яйцеклетки. Клетки зародыша имеют диплоидный набор хромосом (2n). Кроме того, в семенах около 85% покрытосеменных растений есть эндосперм – специальная ткань, имеющая триплоидный набор хромосом. Эндосперм обеспечивает зародыш и формирующийся из него проросток растения питательными веществами. У голосеменных растений эндосперм имеет иное происхождение, чем у покрытосеменных: он образуется до оплодотворения из зародышевого мешка (женский гаметофит). Набор хромосом в его клетках сначала 1n, а затем, после слияния клеток, эндосперм голосеменных становится полиплоидным. Тем не менее, он выполняет ту же функцию, что и эндосперм цветковых растений: обеспечивает развивающийся зародыш питательными веществами. У некоторых растений (голосеменные, лилейные, орхидные, сложноцветные) образуется несколько зародышей (полиэмбриония).

Кожура семени, которая имеется у всех семян, многослойна. Ее функция – защита семени от высыхания, иногда от преждевременного прорастания и во многих случаях от света. Окраска кожуры семени часто темная, что зависит от присутствия в ней тех или иных пигментов, чаще всего антоцианов. Поскольку семена покрытосеменных растений обеспечены дополнительной защитной оболочкой – стенкой плода (околоплодником), то плотность и окраска кожуры семени зависит от характера околоплодника: если околоплодник прочный (дуб, подсолнечник), то семенная кожура тонкая, в противном случае кожура толстая и деревянистая. Семена сухих вскрывающихся плодов имеют более прочную и дифференцированную кожуру. В распространении семян важную роль играют выросты, образующиеся на семени. Они могут быть в виде волосков, что облегчает перенос семян ветром (тополь, ива). У семян некоторых растений имеются мясистые придатки, обычно ярко окрашенные и богатые жирными маслами, белками, крахмалом (бересклет, фиалка, копытень), что привлекает птиц и насекомых, облегчая распространение семян.

При детальном рассмотрении семени на его поверхности можно заметить рубчик. Это место, где к семени прикреплялась семяножка, соединявшая сначала семязачаток, а потом семя с плодом (точнее с плацентой плода). Рядом с ним находится небольшое отверстие – семявход (микропиле). Оно необходимо для поступления воды в семя при его набухании, кроме того, корешок зародыша в большинстве случаев направлен к семявходу, и если при набухании семени кожура не лопается, то корешок прорастает из семени наружу через семявход.

Зрелые семена цветковых растений различаются главным образом по соотношению размеров зародыша и эндосперма, форме зародыша и его положению в семени.

Цветок – это укороченный побег, несущий видоизмененные листья, которые превратились в чашелистики, лепестки, тычинки и пестики. Цветок может располагаться и на главном побеге и на боковых. Все части цветка прикрепляются к цветоложу – верхушечной расширенной части цветоножки. Цветоножка может быть значительно укороченной или отсутствовать вовсе, такой цветок называют сидячим. Цветоложе может быть различного размера и формы: удлиненной, плоской, выпуклой, вогнутой и др.

Чашечка – это внешняя, обычно зеленая часть цветка, которая несет защитную функцию бутонов. Она состоит из чашелистиков свободных или срастающихся. Под чашелистиками в бутоне и обычно выше чашечки в раскрывшемся цветке расположен венчик, состоящий из лепестков, которые нередко ярко окрашены.

Сростнолистной чашечка называется тогда, когда чашелистики срослись хотя бы в основании. При этом можно различать более или менее сросшуюся нижнюю часть – трубку и свободные части чашечки (зубцы, лопасти, доли, сегменты). Если чашелистики не сросшиеся, чашечка будет раздельнолистная, а чашелистики свободные. Иногда чашечка видоизменяется, например, может становиться ярко окрашенной, как венчик, или остается при плодах, способствуя их распространению.

Венчик по сравнению с чашечкой обычно более крупный и ярко окрашенный. Венчик также может быть сростнолепестным или раздельнолепестным. Каждый отдельный лепесток в раздельнолепестном венчике состоит из узкой нижней части – ноготка и верхней – пластинки. В сростнолепестном венчике в нижней части обычно имеется трубка, а сверху – отгиб.

Чашечка и венчик вместе называются околоцветником. Околоцветник считается двойным, если чашечка и венчик отличаются по цвету, форме или размерам их частей, а сами они располагаются на цветоложе отдельно друг за другом. Околоцветник может быть простым, если чашечка и венчик не различаются. В зависимости от окраски простой околоцветник бывает чашечковидным или венчиковидным. Части околоцветника могут располагаться на цветоложе спирально. В этом случае число частей околоцветника бывает неопределенно большим (более 10-12). Однако чаще чашечка и венчик расположены отдельными кругами с различными числом составляющих их частей (как правило, до 10-12). У культурных декоративных растений довольно часто встречаются так называемые махровые формы. У них каждый лепесток разделен на большое число частей, придающих всему цветку пышность и изысканность. Махровость возникает также в результате видоизменений тычинок. Если в цветке имеются и тычинки и пестики, он называется обоеполым. Мужские цветки имеют только тычинки, а женские – один, несколько или много пестиков. Обоеполые цветки у растений встречаются гораздо чаще. Раздельнополые цветки более редки. Если они встречаются на одном растении, то такое растение называют однодомным, если же на разных – двудомным. Количество тычинок у разных видов колеблется в широких пределах от одной до нескольких сотен. Чаще всего виды растений имеют от одной до 10-12 тычинок. Число тычинок - довольно постоянный родовой признак. Каждая тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Каждый пыльник - из двух половин, содержащих по одному - два пыльцевых гнезда. Половины пыльника соединены связником, которым пыльник прикреплен к тычиночной нити. В пыльцевых гнездах созревает пыльца, необходимая для процесса оплодотворения и развития семян.

Пестик обычно состоит из верхней, несколько расширенной части – рыльца, которое находится на конце удлиненного столбика; нижняя часть пестика – округлая и утолщенная – называется завязью. На внутренней поверхности завязи развиваются семязачатки (семяпочки), из которых позднее образуются семена. В одном пестике (одной завязи) может находиться много или один семязачаток, тогда завязь соответственно многосемянная или односемянная.

1. Пестик (зв - завязь, ст - столбик, рц - рыльце, плц - плацента, смч - семязачаток); 2. Тычинка (тн - тычиночная нить, св - связник, плн - пыльник, пц - пыльца, нк - нектарник, стм - стаминодий); 3. Венчик; 4. Лепесток (плл - пластинка лепестка, нгл - ноготок лепестка, ч - чашечка); 5. Подчашие; 6. Цветоложе; 7. Узлы; 8. Междоузлия; 9. Цветоножка (прц - прицветник, прцп - прицветничек)

1. Кисть; 2. Щиток; 3. Метелка; 4. Простой колос; 5. Сложный колос; 6. Початок; 7. Простой зонтик; 8. Сложный зонтик; 9. Головка; 10. Корзинка; 11. Развилина; 12. Извилина; 13. Завиток

Формула цветка

выражает его строение. Для этой цели употребляются еще и диаграммы, но преимущество формул вне всякого сомнения, так как они обобщают отдельные случаи строения. При построении формулы цветка все части последнего рассматриваются как видоизменение листьев, так что сам цветок является лишь их совокупностью. Цветоножка при этом не принимается в соображение, так как считается только органом, несущим цветок, а потому одинаковым во всех случаях строения цветов. Отсюда формула всякого цветка выражается прежде всего так: F = Sf, где S есть сумма частей цветка, a f (листочек) отдельные части его. Эта формула разлагается обыкновенно на несколько членов по числу отдельных кругов в цветке, соединяемых знаком сложения. Каждый член обозначается особой буквой, обыкновенно первой латинской или (в русской морфологии растений) русской буквой названия самого круга, а около этой буквы ставится числовой или буквенный коэффициент, показывающий число одинаковых частей в данном кругу. Для обозначения кругов употребляются следующие знаки: К — обозначает чашечку, С — венчик, А — андроцей, G — гинецей, а в русских формулах ставятся такие соответствующие буквы: Ч (чашечка), В (венчик), А (андроцей), Г (гинецей). Очень часто у цветов бывает по несколько кругов одного и того же наименования, напр., по несколько кругов тычинок, лепестков, чашелистиков и т. д. В формул эти равнозначащие круги обозначаются повторением одной и той же буквы, но со знаком, указывающим последовательность их расположения. Так, напр., 3А + 3А' обозначает такой андроцей, в котором два круга и в каждом по 3 тычинки. То же самое отмечается иногда и так, что впереди ставится одна общая буква, обозначающая наименование кругов, а за ней повторно пишется цифра, указывающая на число частей в каждом круге, так что приведенная формула может быть выражена еще следующим образом: А3 + 3 или так А (3 + 3). Если какие-нибудь члены одних и тех же кругов срастаются между собой, то соответствующие им знаки в формуле ставятся в скобки [ ]. Так, напр., формула цветка у Endyomion, выражаемая так —

F = 3[K + A] + 3[C + A'] + [3G]

— свидетельствует о том, что в этом цветке три тычинки. первого круга срастаются с тремя чашелистиками, три тычинки другого круга — с тремя лепестками, а гинецей состоит из трех сросшихся между собой плодолистиков. Помещение всей формулы цветка обозначает, что у него завязь нижняя. То же самое выражается иногда постановкой черты над или под знаком гинецея. Формула строения цветка у ириса (Iris), обладающего нижней завязью, может быть в силу этого выражена так: F = [3К + 3С + 3A + 3G] или ***Формула стр. 827. Расположение одних членов цветка против других, столь ясно различимое на диаграммах, в формулах цветов иногда совсем не выражается, или же отмечается так, что буква противоположного члена ставится в виде показателя внизу у буквы того члена, против которого он лежит. Согласно этому Аk обозначает тычинку, противоположную чашелистику. Неопределенное число частей в круге обозначается знаком ∞, а зигоморфные цветы — ä. Для обозначения открытого плодолистика знак гинецея посередине перечеркивается (G).

ЦВЕТКОВЫЕ,покрытосеменные(Angiospermae), самый крупный отдел царства растений, характеризующийся специализированными органами размножения, образующими цветок. Цветковые растения известны с юрского периода (примерно 150 млн. лет назад): уже в то время они были достаточно высокоразвитыми и распространенными, поэтому первые их представители, несомненно, появились намного раньше, возможно, на землях, обнажившихся после отступления моря. Впоследствии цветковые растения завоевали всю планету, сильно потеснив прежних доминантов, в частности папоротниковидных и хвойных. Именно цветковые растения господствуют в листопадных лесах, занимавших некогда значительные пространства в Северной Америке, и в обширных тропических лесах Центральной и Южной Америки, Африки и Азии. К этому отделу относятся злаки, покрывающие американские прерии и пампасы, африканские саванны и евразиатские степи, а также кактусы и колючие кустарники пустынь, многие подводные и плавающие травы рек, озер и морей, напоминающие мох виды, стелящиеся по скалам и свисающие с ветвей деревьев. Наконец, именно цветковые растения человек разводит на полях, в огородах и плодовых садах, именно они – главное украшение оранжерей и парков.