Таксономические единицы (категории) растений

Цветок и его строение. Цветок

Самая яркая, заметная и привлекательная часть большинства цветковых растений – цветок. Почему именно цветок, а не стебель и не лист? У всех ли растений цветки крупные и душистые и все ли их имеют? И, наконец, как устроен цветок и каково его биологическое значение?

Значение цветка. Растение не может жить без корня, листа. Может ли растение жить без цветка? Конечно, нецветущее растение не погибнет и даже, возможно, будет размножаться вегетативно. Более того, на нашей планете произрастает множество видов растений, которые вообще не имеют цветков.

Почему именно цветковые растения преобладают на Земле? Потому, что цветок – это орган семенного размножения, а с помощью семян растения расселяются по земле. При этом одно растение может дать десятки и даже тысячи потомков.

Строение цветка

Как правило, самая яркоокрашенная часть цветка – это венчик. Он может состоять из отдельных лепестков (как у лютика, фиалки). Такой венчик называют раздельнолепестным. У душистого табака лепестки срастаются между собой. Это венчик сростнолепестный.

Венчик часто окружён чашечкой, состоящей из чашелистиков. Чашечка также может быть раздельнолистной или сростнолистной. Чашечка и венчик вместе составляют околоцветник. У одних цветков чашечку и венчик легко различить (гвоздика, роза). Такой околоцветник называют двойным. У других растений все листочки околоцветника одинаковы (тюльпан, лилия). Здесь нет ни чашечки, ни венчика. Такой околоцветник назвают простым.

Если самая заметная часть цветка получила название околоцветник, значит не она главная в цветке. Действительно, важнейшие части цветка расположены в его центре – это тычинки и пестики. Каждая тычинка состоит из пыльника и тычиночной нити. Важнейшая часть тычинки – пыльник, в нём развивается пыльца.

В пестике же выделяют три части: завязь, столбик и рыльце. Конечно, не бывает правил без исключений: у ряда растений в пестике отсутствует столбик (тюльпан). Самая главная часть пестика – завязь. Она содержит в себе семязачатки.

У многих растений пестик один, но тычинок всегда много от трёх (у злаков) до сотни (у шиповника). Тычинки могут быть разной длины.

Все вышеперечисленные части цветка располагаются на цветоложе – это осевая часть цветка. Цветоложе – расширенная часть цветоножки, а та, в свою очередь, является частью стебля. Встречаются цветки, у которых нет цветоножки. Их называют сидячими.

Формула цветка. Удобно строение цветка изображать в виде формулы. При этом используют такие сокращения: О – листочки околоцветника простого, Ч – чашечка, Л – лепестки, Т – тычинки, П – пестики. Число частей цветка обозначают цифрами (Л₅ – пять лепестков). Если число частей цветка так велико, что не сосчитать, то ставят знак бесконечности - ∞. Когда части цветка срастаются между собой, соответствующую цифру ставят в скобки: Л₍₅₎ – сростнолепестный венчик из пяти лепестков. Интересно, что все части цветков располагаются обычно кругами. Бывает, что одноимённые части расположены в несколько кругов – тогда между ними ставят знак +. Например, Т₅₊₅ – в цветке 10 тычинок расположены в два круга. Так, формула цветка сурепки Ч₂₊₂Л₄Т₂₊₄П₁ обозначает, что в цветке 4 чашелистика расположены в двух кругах, 4 лепестка, 6 тычинок, из которых 2 в одном кругу, а 4 – в другом и один пестик.

Класс Двудольные. Класс двудольные

Семейства цветковых растений выделяют по совокупности многих признаков, важнейшими из которых являются особенности строения цветка и плода.     Семейств цветковых растений много, только в классе двудольных их более 350. Двудольные – самые многочисленные среди цветковых. Они охватывают 10 000 родов и более 180 000 видов, т.е. более 75 % цветковых растений. Рассмотрим одно из семейств двудольных растений, широко представленных на территории нашей страны. Общая характеристика семейства крестоцветные.Представители семейства крестоцветные обитают в странах Средиземноморья, Передней и Средней Азии. Немало их и в средней полосе России. Среди них много сорняков, дикорастущих растений, декоративных и овощных. Семейство включает 350 родов и более 3 тыс. видов. Будь то сорняки или декоративные растения, крестоцветные легко узнать по строению цветка. Цветок крестоцветных правильный, то есть симметричный. Они имеют двойной околоцветник: 4 чашелистика и 4 лепестка, расположенные крестообразно. Венчик чаще белый или жёлтый. Но бывает розовый или красный. Тычинок 6, из которых 2 – более короткие. Один пестик. Цветки собраны в соцветие кисть, верхняя часть которой – плоская и напоминает щиток. Крестоцветные – хорошие медоносы. Семена многих, даже дикорастущих, содержат много масла, которое можно употреблять в пищу и использовать для технических целей. Плоды более разнообразны: стручки или стручочки (более короткие). Когда плоды вскрываются, хорошо видна перегородка между створками. Но у некоторых видов плоды не вскрывающиеся, а разламывающиеся на дольки (у дикой редьки). Сорные и дикорастущие крестоцветные. Один из самых распространённых у нас видов – пастушья сумка.

Это название растение получило из-за треугольной формы стручочков, похожей на сумки, которые раньше носили пастухи. Встречается пастушья сумка на обочинах дорог, на полях, огородах, пустырях.

Это невысокое растение с кистью мелких белых цветков. Причём в верхней части соцветия весь вегатационный период образуются новые бутоны. Поэтому в соцветии можно одновременно обнаружить и бутоны, и цветки, и плоды, и перегородки, оставшиеся от раскрытых плодов. Цветёт пастушья сумка с апреля до поздней осени. Зимует с зелёными листьями, цветками и незрелыми плодами. За лето один экземпляр растения даёт до 73 тыс. семян! Причём высыпавшие семена сразу прорастают, и вскоре молодые растения тоже образуют семена. За одно лето пастушья сумка даёт до 3–4 поколений.

Для неё характерна «разнолистность»: верхние листья – цельные, а нижние, розеточные, – рассечённые.

К сорным крестоцветным относятся сурепка и сурепица, дикая редька, икотник, ярутка, желтушник. Дикую редьку легко узнать по разламывающимся стручкам, ярутку – по форме плода, икотник – по серо-зелёным листьям.

Интересны своей способностью к нетипичному для растений нашей зоны вегетативному размножению дикорастущие не сорные крестоцветные растения рода сердечник и рода зубянка. Сердечник встречается в сырых местах. Размножается он не только семенами, но и листьями: этот способ вегетативного размножения среди растений нашей полосы встречается только у сердечника.

В широколиственных лесах растёт зубянка: в пазухах её листьев образуются выводковые почки. Крестоцветные растут и в пустынях. У них причудливые плоды, которые способны скользить по поверхности и распространяться подобным образом.

Такая «многоплановая» специализация к разным условиям говорит о высоком уровне развития семейства.

Культурные растения семейства. Декоративные растения из семейства крестоцветные чаще выращивают не столько для красоты, сколько ради запаха (вспомним, что крестоцветные – хорошие медоносы): маттиола, левкои, вечерница. Некоторые крестоцветные введены в культуру как масличные: горчица, рыжик. Из семян горчицы изготовляют всем известную приправу, а также горчичники. В качестве приправы используют и корни хрена. Он же – ценное лекарственное растение, которое используют для лечения цинги.

Лекарственными свойствами обладают и некоторые корнеплоды, например, редька. Задолго до картофеля на Руси выращивали репу и брюкву. Сейчас их мало используют. Зато широко употребляют редис – наш самый ранний овощ (от посева до сбора урожая – 30–40 дней).

Особенно широко в культуре используется капуста. Прародительница культурных сортов капусты – дикорастущая капуста – растёт в Средиземноморье.

Все капусты – двулетние растения. Капуста очень требовательна к минеральному питанию и очень влаголюбива (до 10 л воды в сутки на одно растение). Известно много сортов капусты.

Общая характеристика и значение лишайников.

К низшим растениям относятся также такие комбинированные, симбиотические организмы, как лишайники. Слоевище лишайника составлено двумя организмами — грибом и водорослью, находящимися в сожительстве; физиологический тип этого сожительства в общем взаимно полезный, хотя элементы паразитизма со стороны одного из партнеров (чаще со стороны гриба) нередко очевидны.

По внешнему строению слоевища лишайники разделяются на три группы:

накипные, если слоевище имеет вид более или менее окрашенной корочки, вплотную приросшей к субстрату и нередко даже врастающей в него; это часто можно видеть на скалах в горных местностях. Эта группа лишайников наиболее многочисленна и в экологическом отношении наиболее неприхотлива;

листовые, если средняя часть слоевища прикрепляется нижней поверхностью к субстрату многочисленными пучками грибных гиф, которые называются ризинами, или же одним центральным пучком — гом-фом, играющим роль ризоидов. Края слоевища имеют форму дихотомически надрезанных лопастей, нередко приподнятых над субстратом;

кустистые, если слоевище имеет разветвлено-нитчатую форму или форму (но не строение) ветвящихся стебельков; такие слоевища либо приподнимаются в виде кустика, либо свисают книзу косматыми гривами (за что их называют бородатыми).

Снаружи лишайник покрыт сухим корковым слоем из тесно сплетенных и видоизмененных гиф гриба. У накипных лишайников на нижней стороне коркового слоя нет. Внутренняя часть слоевища состоит из многочисленных рыхло сплетенных гиф, которые в соответствующих местах оплетают клетки и колонии водорослей. Если водоросли располагаются в массе гиф, непосредственно под верхней коркой, образуя слой зеленых клеток, то такое слоевище называется гетеромерным. Если же колонии и отдельные клетки водорослей рассеяны по всей внутренней части слоевища, последнее называется гомео мерным.

Симбиоз построен на такой физиологической основе: гриб обеспечивает водоросль водой, растворенными в ней минеральными веществами и ферментной системой; водоросли же в процессе фотосинтеза вырабатывают углеводы, которые используются как ими самими, так особенно грибом и, вероятно, азотобактером. Последний обеспечивает лишайник азотом. Однако в значительной мере водоросли получают воду и минеральные соединения из атмосферы (дождь, роса, атмосферная пыль). При искусственном расторжении симбиоза водоросль способна продолжать существование самостоятельно, гриб же чаще всего погибает. Лишайниковые грибы представляют обособленную систематическую группу, приспособившуюся к симбиозу с водорослями.

Фотосинтез у лишайников ослабленный, вследствие чего рост их чрезвычайно медленный. Однако они способны фотосинтезировать зимой при низких температурах, доходящих до —35 °С. Способность их к конкуренции с другими типами растений незначительна, поэтому они занимают на земном шаре такие места и такие субстраты, которые не могут быть заселяемы другими организмами. Они растут на скалах (накипные лишайники), на поверхности почв в полупустынях, пустынях, тундрах и лесах, на корке деревьев и листьях, на таких недоступных другим растениям субстратах, как стекло, фаянс, железо, текстильные материалы и др. Они выносливы к крайним условиям существования, поэтому занимают огромные территории в тундрах (лишайниковые тундры на севере России); населяют свободные от льдов и снега поверхности Антарктического материка, альпийские каменистые пустыни, горы и др. Лишайники размножаются преимущественно вегетативно, обломками слоевища, затем соредиями (группами клеток внутри слоевища) и изидиями (кусочками слоевища). В этих случаях воспроизводится симбиоз, так как соредии и изидии содержат зачатки симбионтов. Но, кроме того, гриб способен размножаться самостоятельно и бесполым путем; при размножении спорами, прорастающими в мицелий, гриб может встретить подходящую свободно живущую водоросль и сделать ее пленницей. Водоросль внутри слоевища лишайника размножается только делением.

Соредии образуются внутри слоевища в гонидиальном слое листоватых и кустистых лишайников и представляют собой пылевидные комочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, оплетенных грибными нитями. Они образуются в больших количествах; корочка под давлением их разросшейся массы разрывается, и обнажившиеся соредии разносятся ветром и дождевыми потоками. На новых местах они прорастают в слоевище лишайника.

Накипные лишайники размножаются кусочками слоевища, отщепляющимися вместе с кусочками субстрата.

В России лишайники занимают огромные территории в тундре и лесотундре, а также в полупустынях и пустынях (здесь они в виде корочек занимают свободные от высших растений места). Много их в лесах на коре деревьев и в горах на скалах. В черте города лишайники не растут; их не найти на коре деревьев. Это отличный индикатор на бедный кислородом городской воздух.

Наиболее распространенные и важные лишайники. Цетрария исландская (Cetraria islandica), неправильно называемая исландским мхом, в изобилии распространена по всему северу. Слоевища бурые.

Ц. снежная (С. nivalis). Слоевища светло-зеленые, образует поля в горных местностях.

Кладония альпестрис (Cladonia alpestris) — один из господствующих видов в наших тундрах и лесной зоне. Называется ягелем наряду с настоящим оленьим лишайником.

К. митис (С. mitis). Распространен вместе с предыдущим видом и отдельно.

Олений лишайник (С. rangiferina), неправильно называемый оленьим мхом, растет в изобилии в тундрах, но менее распространен, чем два предыдущих вида.

Лесная кладония (С. silvatica) образует сплошные покровы в сосновых лесах Нечерноземной зоны.

Алектория (Alectoria) широко распространена в сибирских тундрах, произрастая в виде стелющихся и сильно разветвленных слоевищ.

Бородатый лишайник (Usnea barbata) поражает ветви лесных пород. Внутри разветвлений тянется основная механическая нить.

Все приведенные выше лишайники — кустистые.

Лишайники приобрели важное значение в качестве сырья для получения чистой медицинской глюкозы, а также для получения из лихенина пищевого сахара, спирта, желатинирующих веществ и др. Сбор сырья в тундрах дает большие запасы.

В качестве корма для северных оленей в долгий зимний период тундровые лишайники, особенно ягели, имеют основное значение, хотя они являются главным образом углеводной пищей, и олени к весне истощаются из-за недостатка белков. Зимой олени добывают этот корм из-под снега, работая копытами. Летом они обязательно требуют сочной травы.

Некоторые лишайники (например, "дубовый мох", Evernia prunastri) используются в парфюмерном производстве, давая ценные эфирные масла.

Геологи и почвоведы установили огромную роль лишайников как первичных разрушителей горных пород (особенно посредством лишайниковых кислот) и образователей измельченных материалов, из которых в дальнейшем слагаются почвообразующие породы.