1.2 Анатомо-морфологическая характеристика отдела покрытосеменных

Покрытосеменные - самый крупный тип растений, к которому относится более половины всех известных видов. Наиболее характерно для них наличие пестика, образованного одним или несколькими плодолистиками (макро- и мегаспорофиллами), сросшимися своими краями, так что в нижней части пестика образуется замкнутое полое вместилище - завязь, в которой развиваются семяпочки (макро- и мегаспорангии). После оплодотворения завязь разрастается в плод, внутри которого находятся развившиеся из семяпочек семена (или одно семя).

Кроме того для покрытосеменных характерны: восьмиядерный, или производный из него, зародышевый мешок, двойное оплодотворение, триплойдный эндосперм, образующийся только после оплодотворения, рыльце у пестика, улавливающее пыльцу, и для подавляющего большинства - более или менее типичный цветок с околоцветником. Из анатомических признаков для покрытосеменных характерно наличие настоящих сосудов (трахей), тогда как у голосеменных развиты только трахеиты, а сосуды встречаются крайне редко.

За небольшими исключениями, все покрытосеменные растения имеют корень, стебель и листья.

Корень (radix) развивается под землей и служит растению для укрепления в почве и всасывания из нее воды и растворенных в ней неорганических веществ, необходимых для его нормального существования. Нормальные корни каждого растения образуют его корневую систему.

Различают два основных типа корневой системы: стержневая корневая система (дуб, наперстянка, одуванчик и др.) и мочковатая или пучковатая корневая система (все луковичные, такие, как чеснок, лук и др., а также и большинство злаков, таких, как кукуруза, пшеница и др.).

У некоторых растений корни видоизменены: мясистые корни (морковь, свекла, редька и др.), корневые клубни (большая часть болгарских ятрышников), клубневые корни (георгина, таволга, калужница и др.). Во всех видоизмененных таким образом корнях откладываются запасные пищевые вещества.

Стебель (caulis и cauloma), когда он нормальный, развивается над поверхностью земли. По стеблю проводится всосавшаяся из почвы вода с растворенными в ней неорганическими веществами наверх к листьям и возвращается вниз в корни вода с растворенными в ней органическими обработанными веществами; кроме того, на стебле и на его разветвлениях расположены листья и цветки.

Помимо нормальных надземных стеблей, у некоторых растений имеются видоизмененные подземные стебли, какими являются, например, корневища (rhizoma - касатик, ландыш майский, чемерица и др.), луковица (bulbus - подснежник, лук, чеснок и др.) и клубень (tuber - картофель, земляная груша и др.). И в видоизмененных стеблях откладываются запасные питательные вещества.

В зависимости от стойкости нормальных надземных стеблей растения делятся на два основных типа: древесные и травянистые. К первому типу причисляют деревья (дуб, черешня, береза и др.), кустарники (шиповник, терн, лещина и др.) и полукустарники (ежевика, черника и брусника, лаванда и др.).

Ко второму типу относятся многолетние травянистые растения, из подземных многолетних частей которых каждый вегетационный период вырастают надземные стебли, а на них образуются цветки, плоды и семена; зимой, однако, вся надземная часть таких растений погибает (белладонна, большинство видов горечавки, морозник, зверобой, ландыш майский и др.).

Двухлетние травянистые растения, у которых в первый год образуется прикорневая розетка листьев, во время зимы сохраняют свою подземную часть и только на второй год у них развивается стебель с цветками, плодами и семенами, однако зимой второго года они погибают (некоторые виды коровяка, иногда наперстянка шерстистая, иногда пастушья сумка, а из культурных растений - капуста, морковь и др.).

У однолетних травянистых растений за один вегетационный период из семени развивается взрослое растение, которое после образования цветков, плодов и семян, зимой или даже раньше погибает (дурман, очанка, золототысячник, а из культурных растений - кукуруза, пшеница и др.). Некоторые из однолетних растений могут перезимовать, когда семена их прорастают осенью, но это обычно наблюдается мягкой зимой.

Стебли растений бывают разветвленными (деревья, кустарники и многие травянистые) и неразветвленными (подснежник, ландыш, пшеница и др.). Разветвление у разных растений различное.

Листная система (лист - folium) является фотосинтезирующим аппаратом растения, где главным образом образуются органические вещества. Существует очень большое разнообразие, в особенности в отношении внешнего строения (морфологии) листа, а именно: прикрепление листьев и расположение их по стеблю, наличие или отсутствие черешка, влагалища или прилистников, устройство пластинки листа -- простая или сложная пластинка, форма пластинки листа у простых листьев, форма края пластинки, жилкование, консистенция листьев и др.

Лист покрытосеменных растений состоит из черешка (стебелька листа), листовой пластинки (лопасти) и прилистников (парных придатков, расположенных по обеим сторонам основания черешка). Место, где черешок примыкает к стеблю, называется влагалищем листа. Угол, образованный листом (черешком листа) и вышерасположенным междоузлием стебля, называется пазухой листа. В пазухе листа может образоваться почка (которая в этом случае называется пазушной почкой), цветок (называется пазушным цветком), соцветие (называется пазушным соцветием).

Цветок (flos). Цветок обеспечивает половое размножение или воспроизводство растения. Он представляет собой укороченный стебель с ограниченным ростом; на этом стебле видоизмененные листья располагаются в определенном порядке, в котором можно установить известные закономерности. Такие видоизмененные листья называют частями цветка.

Существенными частями являются тычинки и пестик, а несущественными - чашечка и венчик или простой околоцветник (перигон), когда нет обособленных чашечки и венчика (тюльпан, ландыш, подснежник и др.). Когда один и тот же цветок имеет и тычинки, и пестик, его называют обоеполым (гермафродитным); когда у цветка только тычинки - это однополый, мужской (тычиночный) цветок, а когда налицо только пестик - это однополый, женский (пестичный) цветок.

Когда мужские и женские цветки расположены на одном и том же индивиде, растение однодомное (грецкий орех, лещина, тыква и др.), когда они расположены на двух различных индивидах - двудомное (большинство видов ивы, конопля, крапива двудомная и др.).

Части цветка в обоеполых цветках располагаются в пять кругов по цветоложу, а именно, снаружи чашечка, затем, идя внутрь, венчик, тычинки (в два круга) и пестик. При простом околоцветнике лепестки расположены чаще всего в два круга. Каждая тычинка имеет пыльник, в гнездах которого образуется пыльца (цветочная пыльца), и тычиночную нить (не всегда).

Пестик состоит из длинной расширенной части - завязи, столбика (иногда отсутствует) и одного рыльца или нескольких рылец. Пестик образуется от срастания одного или большего числа плодолистиков. Если плодолистиков два или больше и каждый из них закроется сам по себе, получается сборный или сложный пестик (малина, лютик, морозник и др.). При срастании двух или большего числа плодолистиков (вместе) может образоваться одногнездная или многогнездная завязь.

В завязи образуется одна (черешня, слива, малина, подсолнечник и др.) или больше (томат, белладонна, груша, тыква и др.) семяпочек, которые после оплодотворения и развития в них зародыша превращаются в семена. В зависимости, главным образом, от способа опыления, то есть от способа перенесения пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика (насекомыми, ветром, водой, птицами и др.) цветки бывают различно устроены - существует поразительное приспособление к переносчикам пыльцы.

В отношении симметрии цветки бывают полисимметричными или актиноморфными (черешня, подснежник, дурман и др.), оносимметричными или зигоморфными (фиалка, бобовые, наперстянка и др.) и ассимметричными или неправильными (валериана, хна и др.). Махровые цветки, которые почти всегда бывают бесплодными, получаются путем превращения тычинок в лепестки.

Соцветия (inflorescentiae). Очень редко цветки располагаются по одному на стебле (подснежник, мак, тюльпан, пион и др.)- Когда несколько или много цветков, между которыми нет нормальных листьев, я только прилистники, расположены в непосредственной близости друг от друга, они образуют соцветие. Соцветия покрытосеменных растений очень разнообразны, причем нередко они бывают сложными и комбинированными. Их можно разделить на две основные группы: 1) рацемозные (кисти, бокоцветные), с моноподиальным разветвлением; 2) цимозные (верхоцветные), с симподиальным или ложным, вильчатым разветвлением.

Семя (semen) и плод (fructus). Материальной предпосылкой оплодотворения является опыление, о котором уже упоминалось выше, а оплодотворение состоит в том, что обе оплодотворяющие клетки (спермии), образующиеся при прорастании пылинки на рыльце (проходя через пыльцевую трубочку), проникают в зародышевый мешок (эмбриосак) семяпочки и сливаются - одна с яйцеклеткой, а другая с вторичным ядром. После многократного деления оплодотворенной клетки образуется зародыш, а из оплодотворенного вторичного ядра образуется вторичная питательная ткань (эндосперм).

После окончательного развития и оформления зародыша семяпочка разрастается и превращается в семя с собственной оболочкой (testa), а завязь, в которой скрыта семяпочка (или семяпочки), так же разрастается, увеличивается и превращается в плод, у которого тоже есть своя оболочка (pericarpium). Строение и размеры семян очень разнообразные (орхидеи, ива, мак, тыква, каштан конский, кокосовая пальма и др.). По своему строению и размерам плоды еще более разнообразны, «следствие чего созданы различные классификации плодов. Одной из наиболее естественных и приемлемых является классификация, созданная на основании консистенции плодов и строения оболочки плода, получающейся при разрастании плодолистика или плодолистиков (когда завязь образована от сращения вместе двух или нескольких плодолистиков). Существует два основных типа плодов: сухие, у которых весь околоплодник деревянистый, кожистый или пленчатый, и сочные или мясистые, у которых весь околоплодник или часть его (пласт или пласты) сочные или мясистые.

Сухие плоды.

1. Сухие невскрывающиеся (и нераспадающиеся). Почти все имеют по одному семени: а) орех (пих) и орешек (nucula) орешник - лещина, липа, конопля, горец птичьи и др.; б) желудь (glans - но только для плода дуба) - у дуба, бука и др.;в) зерновка (caryopsis) - у злаковых растений;
г) плодосемянка (achena или achenium) - у подсолнечника и всех растений семейства сложно¬цветных; д) однокрылатка у березы, ясеня, береста и др.;

2. Сухие вскрывающиеся (все многосемянные):

а) пузырчатка (follicujus _ вскрывается по одному шву) живокость, барвинок (Vinca) и др.; б) боб (legumen) - у большинства бобовых;
в) стручок и стручочек (siliqua и silicula) - у крестоцветных (горчица, капуста, пастушья сумка и др.).

г) коробочка (capsula) (вскрывается самыми различными способами или семена выпадают через дырочки) - у тюльпана, фиалки, дурмана, наперстянки, табака, мака и др.

3. Сухие вскрывающиеся. У них весь плод распадается на 2, 3, 4 и более частей (плодиков), в каждом из них имеется по одному семени - у большинства зонтичных, подмаренника цепкого, клещевины, губоцветных, бурачниковых, алтея, просвирника и др.

Сочные или мясистые плоды.

1. Ягода (Bасса). Весь околоплодник сочный и охватывает семена, только самая наружная часть его кожистая -- у томата, винограда, белладонны и др. Сюда относят также и плоды, отличающиеся тем, что наружная часть околоплодника (кожура) более или менее плотная - у лимона, тыквы, арбуза и др.

2. Костичковый плод или костянка (drupa) чаще всего бывает -односемянным. Околоплодник состой от трех слоев: наружный - тонкий, кожистый, средний - сочный (мясистый) и внутренний - твердый, деревянистый - у черешни, сливы, маслины, барбариса и др.

Существуют сборные или сложные плоды, образованные из многих мелких плодиков, которые каждый сам по себе могут быть сухими или сочными - лютик, пион, малина, ежевика и др. Ложные плоды имеются у шиповника, клубники и др., сочная часть этих плодов образована из разросшегося цветоложа. Ошибочно названы плодом некоторые соплодия, как, например, соплодия шелковицы, инжира, ананаса и др.

У покрытосеменных к генеративным органам относят цветок, семя и плод.