Разнообразие цветков и способы их размножения

Разнообразие цветков  и способы их размножения

 

Содержание 
 

    Введение           3

     1. Гипотезы происхождения цветка       4

      2. Строение цветка         5

     3. Разнообразие цветков               12

     4. Размножение у цветков               15

    Заключение                  20

    Список  литературы                21 
 
 
 
 
 
 

 

    Введение 

    Появление покрытосеменных, или цветковых, растений представляет собой один из самых  значительных этапов эволюции органической жизни на Земле. Покрытосеменные  являются господствующей группой растений на нашей планете. Цветковые имеют  поистине неизмеримое значение в  природе - значение посредника между  веществами и существами, между природой минеральной и органической. Не будь этого посредничества, и животная жизнь не могла бы развернуться в  ту грандиозную картину, которую  мы видим.

           Победа цветковых была переломным этапом, революцией в судьбах всего живого населения Земли. Поэтому середина мелового периода - время массового появления покрытосеменных на Земле - справедливо оценивается многими исследователями, как начало новой эры в жизни нашей планеты.

    Взгляды исследователей на объем понятия  «цветок» были очень различны. Термин «цветковые растения» в свое время  был предложен Александром Брауном, объединившим под этим названием  и голосеменные и покрытосеменные  растения, и соответственно оценивавшим  цветок как репродуктивный орган  тех и других. Карл Гебель (немецкий ботаник) полагал, что цветок, т.е., по его определению, укороченный побег со спорофиллами, был уже у папоротникообразных.

    Но  английские палеоботаники Е. Арбер и Дж. Паркин предложили ограничить понятие «цветковые растения» только покрытосеменными, характеризуя их как «истинно цветковые растения», и цветком называть только присущий им репродуктивный орган. В настоящее время общепринято употребление понятия «цветковые» как синоним понятия «покрытосеменные». 

 

     1. Гипотезы происхождения цветка 

     Из  попыток понять происхождение наиболее типичного для покрытосеменных  обоеполого цветка с так или иначе  устроенным околоцветником родились основные гипотезы происхождения покрытосеменных  растений (Angiospermae).

     Псевдантовая  теория. Время: начало XX века. Основатели: А. Энглер, Р.  Веттштейн. Предполагалось, что первичными у покрытосеменных были раздельнополые опыляемые ветром цветки с небольшим и строго фиксированным числом частей, а дальнейшая их эволюция шла по линии от простого к сложному.

     Стробилярная, или эвантовая теория.  Время: конец XVIII века — начало XX века. Основатели: И.  В. Гете, О.  П.  Декандоль (типологические построения), Н. Арбер и Дж. Паркин. Согласно этой теории, наиболее близки к искомым предкам покрытосеменных мезозойские беннеттиты, а исходный тип цветка представляется сходным с тем, что наблюдается у многих современных многоплодниковых: обоеполый энтомофильный цветок с удлиненной осью, большим и неопределенным числом свободных частей.

     Теломная  теория. Время: с 30-х годов XX столетия. Основатель: В. Циммерман. Согласно этой теории, все органы высших растений происходят и независимо развиваются из теломов. В ходе эволюции в результате перевершинивания, уплощения, срастания и редукции теломов возникли все органы покрытосеменных растений. Листья семенных растений возникли из уплощённых и сросшихся между собой систем теломов; стебли — благодаря боковому срастанию теломов; корни — из систем подземных теломов. Основные части цветка — тычинки и пестики — возникли из спороносных теломов и эволюционировали независимо от вегетативных листьев.

 

     

    2. Строение цветка 

    Цветок  представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в  росте спороносный побег, приспособленный  для образования спор, гамет и  полового процесса, завершающегося образованием плода с семенами. Цветок — орган семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.

    В различных группах покрытосеменных  структура цветка варьирует в  очень широких пределах. Тем не менее, все известное разнообразие цветков можно свести к многочисленным вариациям одного и того же плана  строения, включающего элементы 4-х  типов: чашелистики, лепестки, тычинки  и плодолистики. В «идеальном цветке» перечисленные элементы расположены в виде четырех концентрических «кругов». Первый (т.е. наружный) круг представлен чашелистиками, второй - лепестками, третий - тычинками и, наконец, самый внутренний - плодолистиками, которые могут срастаться в один пестик. При этом любые известные типы цветков можно представить как производные «идеального» за счет варьирования всего по нескольким признакам:

    - наличие или отсутствие элементов определенного типа,

    - число, форма, размер и окраска определенных элементов,

    - наличие или отсутствие срастания между элементами,

    - наличие или отсутствие переходов между типами структур,

    - превращение некоторых элементов цветка в новые специализированные структуры (например, в нектарники) и, наконец,

    - тип симметрии цветка.

    Хотя  в мире огромное разнообразие цветов, но все они имеют единый план строения (рис.1). 

    

    Рис. 1. Строение цветка 

    Цветок  состоит из стеблевой части (цветоножка и цветоложе), листовой части (чашелистики, лепестки) и генеративной части (тычинки, пестик или пестики). Цветок занимает апикальное положение, но при этом он может располагаться как на верхушке главного побега, так и бокового. Он прикрепляется к стеблю посредством  цветоножки. Если цветоножка сильно укорочена  или отсутствует, цветок называется сидячим (подорожник, вербена, клевер). На цветоножке располагаются также  два (у двудольных) и один (у однодольных) маленьких предлиста — прицветника, которые часто могут отсутствовать. Верхняя расширенная часть цветоножки называется цветоложем, на котором  располагаются все органы цветка. Цветоложе может иметь различные  размеры и форму — плоскую (пион), выпуклую (земляника, малина), вогнутую (миндаль), удлинённую (магнолия). У некоторых  растений в результате срастания  цветоложа, нижних частей покрова и  андроцея образуется особая структура  — гипантий. Форма гипантия может  быть разнообразной и иногда участвовать  в образовании плода (цинарродий — плод шиповника, яблоко). Гипантий характерен для представителей семейств розовых, крыжовниковых, камнеломковых, бобовых.

    Части цветка делят на фертильные, или  репродуктивные (тычинки, пестик или  пестики), и стерильные (околоцветник).

    Околоцветник  — стерильная часть цветка, защищающая более нежные тычинки и пестики. Элементы околоцветника называются листочками околоцветника, или сегментами околоцветника. У простого околоцветника все листочки одинаковы; у двойного — дифференцированны. Зелёные листочки двойного околоцветника образуют чашечку и называются чашелистиками, окрашенные листочки двойного околоцветника образуют венчик и называются лепестками. У подавляющего большинства растений околоцветник двойной (вишня, колокольчик, гвоздика). Простой околоцветник может быть чашечковидным (щавель, свёкла) либо (что бывает чаще) венчиковидным (гусиный лук). У небольшого числа видов цветок вообще лишён околоцветника и поэтому называется беспокровным, или голым (белокрыльник, ива).

    Чашечка состоит из чашелистиков и образует наружный круг околоцветника. Основной функцией чашелистиков является защита развивающихся частей цветка до его  распускания. В случае отсутствия венчика  чашелистики принимают лепестковидную форму и ярко окрашены (например, у некоторых лютиковых). Чашелистики  могут быть обособлены друг от друга  или срастаться между собой.

    Венчик  образован различным количеством  лепестков и образует следующий  за чашечкой круг в цветке. Происхождение  лепестков может быть связано  с вегетативными листьями, но у  большинства видов они представляют собой утолщённые и разросшиеся  стерильные тычинки. Вблизи основания  лепестков иногда образуются дополнительные структуры, которые в совокупности называют привенчиком. Как и чашелистики, лепестки венчика могут срастаться с собой краями (сростнолепестной венчик) или оставаться свободными (свободнолепестной венчик). Особый специализированный тип венчика  — венчик мотылькового типа — наблюдается  у растений из подсемейства Мотыльковые  семейства Бобовые.

    Венчик, как правило, самая заметная часть  цветка, отличается от чашечки более  крупными размерами, разнообразием  окраски и формы. Обычно именно венчик создаёт облик цветка. Роль венчика  заключается в привлечении насекомых-опылителей. Кроме того, венчик, отражая часть  спектра солнечных лучей, днём предохраняет тычинки и пестики от перегрева, а закрываясь на ночь, создают камеру, препятстующую их охлаждению или повреждению холодной росой.

    Тычинки (андроцей)— мужской репродуктивный орган цветка покрытосеменных растений. Количество тычинок в одном цветке у разных покрытосеменных широко варьируется от одной (орхидные) до нескольких сотен (мимозовые). Как правило, число тычинок постоянно для определённого вида. Нередко расположенные в одном цветке тычинки имеют разное строение (по форме или длине тычиночных нитей).

    Тычинки могут быть свободными или сросшимися. По числу групп сросшихся тычинок  различают разные типы андроцея: однобратственный, если тычинки срастаются в одну группу (люпин, камелия); двубратственный, если тычинки срастаются в две группы; многобратственный , если многочисленные тычинки срастаются в несколько  групп; братственный — тычинки остаются несросшимися.

    Тычинка состоит из тычиночной нити, посредством  которой она нижним концом прикреплена  к цветоложу, и пыльника на её верхнем  конце. Пыльник имеет две половинки (теки), соединенныне связником, являющимся продолжением тычиночной нити. Каждая половинка разделена на два гнезда — два микроспорангия. Гнёзда пыльников  иногда называют пыльцевыми мешками. Снаружи  пыльник покрыт эпидермой с кутикулой  и устьицами, затем располагается  слой эндотеция, за счёт которого при  подсыхании пыльника вскрываются гнёзда. Глубже в молодом пыльнике проходит средний слой. Содержимое клеток самого внутреннего слоя — тапетума —  служит питанием для развивающихся  материнских клеток микроспор (микроспороцитов). В зрелом пыльнике перегородки между  гнёздами чаще всего отсутствуют, исчезает тапетум и средний слой.

    В пыльнике происходит два важнейших  процесса: микроспорогенез и микрогаметогенез. У некоторых растений (лён, аистник) часть тычинок становится стерильной. Такие бесплодные тычинки называются стаминодиями. Часто тычинки функционируют как нектарники (черника, голубика, гвоздичные).

    Плодолистики (гинецей). Внутреннюю часть цветка занимают плодолистики, или карпеллы. Совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков называют гинецеем. Пестик — наиболее существенная часть цветка, из которой формируется плод.

    Полагают, что плодолистики — это структуры, у которых прослеживается листовая природа происхождения. Однако функционально  и морфологически они соответствуют  не вегетативным листьям, а листьям, несущим мегаспорангии, то есть мегаспорофиллам. Большинство морфологов считают, что  в ходе эволюции из плоских и открытых возникли вдоль сложенные (кондупликатно) плодолистики, которые затем срослись краями и образовали пестик. Пестик занимает центральную часть цветка. Он состоит из завязи, столбика и  рыльца.

    Цикличность цветка.

    У большинства растений части цветка образуют хорошо заметные мутовки или  круги (циклы). Наиболее распространены пяти- и четырёхкруговые, то есть пента- и тетрациклические цветки. Число  частей цветка на каждом круге может  быть различным. Чаще всего цветки бывают пентациклическими: два круга околоцветника (чашечка и венчик), два круга  тычинок (андроцей) и один круг из плодолистиков (гинецей). Такое расположение цветков  характерно для лилейных, амариллисовых, гвоздичных, гераниевых. У тетрациклических цветков — обычно развивается  два круга околоцветника: один круг андроцея и один круг гинецея (ирисовые, орхидные, крушинные, бересклетовые, норичниковые, губоцветные и др.).

    Иногда  наблюдается уменьшение числа кругов и членов в них (беспокровные, однополые  цветки) или увеличение (особенно у  садовых форм). Цветок с увеличенным  числом кругов называют махровым. Махровость обычно связана либо с расщеплением лепестков в процессе онтогенеза цветка, либо с превращением в лепестки части тычинок.

    В строении цветков проявляются определённые закономерности, в частности правило  кратных отношений. Его сущность состоит в том, что в разных кругах цветка имеется одинаковое или  кратное количество членов. У большинства  однодольных растений наиболее часто  встречаются трёхчленные, у двудольных — пятичленные, реже дву- или четырёхчленные (капустные, маковые) цветки. Отступление  от этого правила часто наблюдается  в круге гинецея, число его  членов бывает меньше, чем в остальных  кругах.