Глава II. Краткие сведения по морфологии цветковых растений

Генеративные органы

Цветок – укороченный, с ограниченным ростом побег, все части которого видоизменены в соответствии с функциями перекрестного опыления или самоопыления и плодоношения. В цветке различают вспомогательные части – покровы цветка, нектарник и части, связанные с половым размножением (тычинки и пестик или пестики). Стеблевая часть цветка называется цветоножкой, а его верхняя расширенная часть – цветоложем, которое является местом прикрепления остальных частей цветка. На цветоножке у некоторых растений развиваются мелкие листочки (прицветники).

Полный цветок имеет чашечку и венчик. Чашечка обычно зеленая, состоит из свободных или более или менее сросшихся чашелистиков, имеющих главным образом защитное Значение. Венчик, обычно ярко окрашенный, состоит из свободных или сросшихся лепестков. Иногда венчик совсем не окрашен или окрашен неярко (например, у ветроопыляемых). Тычинки и пестик (или пестики) образованы одним или несколькими плодолисточками.

Чашечка и венчик составляют вместе околоцветник, или покровы цветка. От строения и разнообразия частей околоцветника зависит и внешний вид цветка. Околоцветник с чашечкой и венчиком, окрашенными в разный цвет, называют двойным; околоцветник, окрашенный в один цвет, – простым.

В зависимости от того, срастаются или нет между собой чашелистики, чашечка будет сростнолистной или раздельнолистной. Нижняя, сросшаяся часть чашелистиков образует трубочку чашечки. Венчик бывает свободнолепестный или сростнолепестный.

Тычинки – мужские половые органы цветка, состоящие из тычиночной нити и пыльников, в которых образуется пыльца. При созревании пыльники раскрываются, и пыльца из них высыпается.

Пестик – женский половой орган цветка. Важнейшая часть его – завязь с семяпочками. По положению на цветоложе различают верхнюю, среднюю (полунижнюю) и нижнюю завязь. Завязь называется верхней, если она свободно сидит на выпуклом, плоском или вогнутом цветоложе выше основания околоцветника. Средняя завязь до половины срастается с цветоложем; верхняя половина ее остается свободной. Нижняя завязь образуется при полном срастании завязи с цветоложем ниже основания околоцветника. Завязь может быть одно,-двух-,трех-и многогнездной.

Завязь одногнездная не разделена на камеры, а двух-, трех-, многогнездная разделена перегородками; в завязи (или отдельном гнезде) находятся одна, две или много семяпочек, из которых впоследствии развиваются семена (рис. 8).

Верхняя часть пестика вытянута в столбик, иногда короткий, а иногда очень длинный. Самая верхняя часть столбика обычно расширена и называется рыльцем. Столбиков может быть один, два или несколько. Бывают растения, у которых столбиков нет, и рыльца сидят непосредственно на завязи. Такие рыльца называют сидячими. Кроме того, рыльце может быть цельным, двураздельным или многораздельным; форма и величина рылец разнообразна.

Нектарник – железистые образования, помещающиеся обычно в глубине цветка, выделяют сахаристый сок, нектар, из-за которого насекомые и посещают цветки. По внешнему виду нектарники представляют собой небольшие возвышения. У некоторых растений нектар скопляется в особом выросте, называемом шпорцем.

Цветки бывают обоеполые, когда они имеют тычинки и пестики, и однополые, если они имеют или только тычинки (мужские цветки) или только пестики (женские цветки). Различают цветки правильные, или актиноморфные (если через них можно провести несколько плоскостей симметрии), и неправильные, или зигоморфные (если через них можно провести только одну плоскость симметрии).

Неправильные цветки бывают двугубые, язычковые. Встречаются и асимметричные цветки, через которые нельзя провести ни одной плоскости. Другими словами, околоцветник, а также и весь цветок называют правильным, если все его части более или менее одинаковы по величине и форме, и неправильным, если лепестки или чашелистики неодинаковы.

Размеры цветков водных растений различны, от 1мм до 30см в диаметре. Самые крупные цветки обычно одиночные. Цветки могут быть собраны в соцветия. Формы соцветий разнообразны: простой и сложный колос, простой и сложный зонтик, кисть, корзинка и др. Наиболее распространенные формы соцветий водных растений показаны на рис. 9.

Опыление. Растения, у которых пыльца из пыльника попадает на рыльце одного и того же цветка, называются самоопыляющимися, а процесс этот – самоопылением. Если пыльца с одного цветка переносится на рыльце пестика цветка другого растения, то такое опыление называется перекрестным.

В природе существуют целиком однополые водные растения, у которых цветы имеют только пестичное или тычиночное строение, например, телорез алоэвидный.

Плод. Плод, развиваясь из завязи, может содержать одно или несколько семян. Различают плоды: сочные с семенами, заключенными в мясистый сочный околоплодник (куда относятся в свою очередь костянки с одним семенем и ягоды – со многими), и сухие, которые можно подразделить на односемянные и многосемянные. К односемянным относятся: орех – с плотной семенной оболочкой, семянка – с кожистой семенной оболочкой, зерновка – с тонкой кожистой оболочкой, срастающейся с околоплодником. К многосемянным относится коробочка, вскрывающаяся по створкам, образованная срастанием нескольких плодолистиков. Коробочки очень разнообразны. Есть коробочки, имеющие внутреннюю продольную перегородку, и коробочки без перегородок. Коробочка с внутренней продольной перегородкой называется стручком, если длина плода превышает ширину его в 4 раза и более. Во многих случаях встречаются ложные плоды, в образовании которых, кроме плодолистиков, принимают участие и другие части цветка. Плоды некоторых отечественных водных растений показаны на рис. 10.

Глава III. Экология и биологические особенности водных растений

Общие сведения.

Экология ¹ водных растений отличается от экологии сухопутных растений. Если по экологии сухопутных растений мы располагаем довольно обширным материалом, то в отношении водных растений как отечественная, так и зарубежная литература весьма небогата. Растения, которые обычно называют водными, включаются ботаниками в особую экологическую группу так называемых гигрофитов. Одни растения этой группы живут только в воде (гигрофиты), другие на суше, но в местах с высокой или избыточной влажностью почвы. Все гигрофиты имеют общие черты в строении и образе жизни. Среда произрастания оказывает большое влияние как на внешнюю, так и на внутреннюю организацию растений. Все жизненные процессы в организмах водных растений складываются под воздействием тех же факторов, что и на суше.

¹ Экология – раздел биологии, изучающий взаимоотношения животных или растений с внешней средой.

В 1 л воды воздуха в растворенном состоянии бывает 20–25см3, на долю кислорода приходится 6–8см3 (это в лучшем случае, но чаще его бывает меньше). При содержании 0,5–0,3см3 кислорода в 1 л воды жизнь прекращается – гибнет не только ихтиофауна и высшая растительность, но и микрофлора. Кислород поглощается водой из воздуха на границах соприкосновения сред, особенно интенсивно при перемешивании, волнении, приливо-отливных течениях, а также выделяется растениями в процессе фотосинтеза.

Растворенная в воде углекислота образуется в процессе дыхания водных животных, в результате гниения органических остатков, а также поглощается из воздуха. Холодные и пресные водоемы богаче газами, чем теплые и соленые. Газы нужны водным растениям не только для дыхания и фотосинтеза, они увеличивают всплываемость, поддерживают органы растения в вертикальном положении.

Поступающая от солнца лучистая энергия в сильной степени отражается от поверхности воды. Очень много тепла расходуется на испарение: чем суше воздух, тем больше испарение. Весной вода прогревается намного позже суши, задерживая развитие водных растений. Даже в одном и том же водоеме каждому виду растений присущи свои температурные отклонения. Например, дикий водяной рис Zizania aquatica прорастает при 6–7 °С, а водяной орех Trapa natans – при 12–14 °С, хотя они и растут в непосредственной близости друг от друга.

Водные растения сравнительно поздно зацветают и вегетативное размножение преобладает у них над семенным. Кроме того, большинство водных растений многолетники, что, видимо, тоже объясняется недостатком тепла в течение вегетационного периода. Освещенность воды очень быстро убывает с глубиной: чем ниже солнце к горизонту, тем меньше света поступает в толщу воды. Глубина 2 м является пределом для высшей водной растительности. Водоросли в пресных водах глубже 30 м не наблюдались.

В СССР наибольшей прозрачностью обладают воды озера Байкал, а наименьшей – воды Амударьи и других среднеазиатских водоемов, несущих огромное количество взмученных веществ. С глубиной спектральный состав света изменяется: оранжево-красные лучи поглощаются поверхностными слоями, глубже проникают синие и зеленые лучи. Погруженные в воду листья находятся в особых условиях фотосинтеза: ослабленное освещение и поступление СО2 из воды.

В этих условиях выгоднее иметь листья очень тонкие и сильно рассеченные на узкие дольки. В них хлорофиллоносные клетки получают наибольшее количество света; в толстых листьях внутренние клетки испытывали бы недостаток света. В тонких и толстых листьях внутрь клеток проникает различное количество воды с CO2 и Са(НСО3)2. Рассеченность листьев на тонкие нитевидные доли характерна для погруженных листьев роголистника, перистолистника, пузырчатки и др. Широкие, но очень тонкие подводные листья имеют кувшинки и кубышки. Листья предельно тонкие у элодеи (всего два слоя клеток) и водных мхов (один слой клеток).

Вода во много раз плотнее воздуха и сама поддерживает обитающие в ней растения. Это приводит к недоразвитию или исчезновению их опорных тканей, поэтому стебли и листья многих водных растений мягкие, гибкие и легко перемещаются течением. Проточность воды, наличие в ней турбулентных движений, волнений и конвекционных токов способствуют снабжению растений питательными веществами, теплом и воздухом. Резкие температурные отклонения в воде могут создаваться вследствие ливней (особенно в условиях тропиков и субтропиков). Водоемы очень различны по тепловому режиму, по глубоководности, застойности и текучести воды, по ветровому воздействию и многим другим показателям. Даже внутри одного и того же водоема экологические характеристики для водных растений весьма неодинаковы.

С повышением температуры воды растворимость в ней газов значительно уменьшается, следовательно, уменьшается содержание кислорода и углекислоты, что отрицательно может сказаться на развитии растений. Растения обладают многими приспособлениями, предохраняющими их от недостатка кислорода и способствующими улучшению газообмена. Соприкасающиеся с водой органы водных растений могут поглощать воду с растворенным в ней кислородом всей своей поверхностью. Достигается это благодаря особому строению оболочек клеток покровных тканей. Улучшению газообмена способствует сильная расчлененность подводных листьев, благодаря которой увеличивается поверхность соприкосновения их с водой и развитие во всех органах крупных межклетников и воздушных полостей, по которым поступает воздух.

Очень большое значение имеет химический состав воды. В водоемах, где содержится много хлоридов, сульфатов, углекислого натрия, не живут пресноводные растения. Самым солеустойчивым в нашей флоре является рдест гребенчатый – Potamogeton pectinatus L.

Большинство водных растений не выносят загрязнения водоемов сточными водами, отбросами промышленных предприятий, гниющей древесиной, к чему неизбежно приводит сплав на реках. С целью декоративного оформления аквариумов иногда используют различные по форме коряги, что приносит растениям вред. Благодаря способности растений поглощать воду с растворенными в ней веществами всей поверхностью у некоторых растений слабо развивается корневая система, а также водопроводящие ткани. В некоторых случаях корневая система исчезает совсем или только прикрепляет растение к грунту, но практически не доставляет ему питательных веществ. Например, у рясковых Lemnaceae корень выполняет прежде всего роль органа равновесия. Отсутствие корневых волосков только подтверждает, что основной функцией является прикрепление растения к субстрату. Развивающиеся корневища служат кладовыми запасов питательных веществ и органами вегетативного размножения.

Разнолистие, или развитие на одном и том же растении листьев типичных водных, погруженных, и листьев, плавающих на поверхности воды или возвышающихся над нею, – явление очень частое у водных растений. Плавающие листья на своей внешней стороне, сообщающейся с воздухом, несут устьица. Сильное развитие межклетных полостей почти во всех органах обеспечивает омывание водой, содержащей газы и соли, внутренних клеток, увеличивает плавучесть. Кроме того, межклетные полости у органов, сообщающихся с воздушной средой, через устьица выполняют роль вентилирующей системы для подводных побегов и корней растений. Чем больше устьиц на верхней стороне плавающих листьев, тем сильнее развиты межклетные полости (например, сем. кувшинковые). Наиболее сильно выражена приспособленность к водной среде у растений, полностью погруженных в воду. Растения, хотя бы частично соприкасающиеся с воздушной средой, обнаруживают черты, свойственные сухопутным растениям. Например, стрелолист обыкновенный (S. sagittifolia) в глубоких водах развивает три категории листьев: подводные, плавающие и воздушные. Если стрелолист растет в болоте, он развивает только воздушные стреловидные листья, в его стебле увеличиваются сосудистые каналы, лист приобретает обычное строение наземного растения.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: