Биология растений

Рис 8.16. Соцветия (схема): I — кисть; 2 — простой колос; 3 — початок; 4 — зонтик; 5 — головка; б — корзинка; 7 — щиток; 8 — сложный зонтик; 9 — метелка; 10 — сложный щиток.

Соцветие — это побег или система видоизмененных побегов, несущих цветки. Количество цветков в соцветии сильно варьирует — от 1 —3 (у гороха) до нескольких десятков тысяч (у некоторых пальм). Размеры соцветий также различны: от 2—3 мм до 5 м в диаметре и 14 м длиной.

Соцветия бывают простыми и сложными (рис.8.16). Простые соцветия имеют одну ось, на которой на цветоножках или без них располагаются цветки. У сложных соцветий от главной оси отходят оси второго порядка (боковые) с расположенными на них цветками. В природе наиболее распространены следующие типы простых соцветий:  

• кисть — соцветие, в котором многочисленные цветки прикрепляются к удлиненной главной оси при помощи хорошо выраженных цветоножек более или менее одинаковой длины (черемуха, ландыш, люпин);
• простой колос — сидячие цветки располагаются на длинной оси (подорожник);
• початок — в отличие от простого колоса имеет сильно утолщенную ось (кукуруза); головка — имеет укороченную и утолщенную ось, а цветки располагаются на коротких цветоножках или сидячие (клевер);
• корзинка — многочисленные мелкие сидячие цветки находятся на утолщенном расширенном цветоложе (подсолнечник, ромашка, одуванчик, василек синий и др.). Снаружи растение защищено зелеными листьями —оберткой;
• зонтик — цветки с одинаковой длиной цветоножки отходят от одной точки оси (вишня);
• щиток — цветки расположены почти в одной плоскости, а цветоножки имеют различную длину и отходят от оси из разных точек (груша, спирея).

Сложные соцветия состоят из простых, расположенных на главной оси. По общему плану строения они сходны с простыми соцветиями и носят одноименные с ними названия —сложная кисть, сложный колос, сложный зонтик, сложный щиток. Сложная кисть у некоторых злаков (у овса, мятлика) называется метелкой.

Возникновение соцветий имеет огромное биологическое значение прежде всего потому, что в них повышается гарантия опыления, так как маленькие, часто невзрачные цветки в группах становятся более заметными для насекомых-опылителей. Кроме того, сокращается время перемещения насекомого от одного цветка к другому. У ветроопыляемых растений в соцветиях, находящихся обычно на концах ветвей и не прикрытых листьями, лучше происходит отдача и улавливание пыльцы, Бесполое размножение

Размножение является неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределенно длительного времени.

У высших растений различают  два способа размножения: бесполое и половое.

В бесполом размножении участвует только одна особь, способная к образованию спор или отделению жизнеспособных участков вегетативного тела, из которых в благоприятных условиях формируются полноценные дочерние особи. Многие растения образуют специализированные укороченные участки побега— вегетативные зачатки: выводковые почки, клубеньки, луковички и др. Такой способ бесполого размножения часто называется вегетативным, поскольку формирование новых особей в данном случае происходит из вегетативных органов — корня, стебля, листа.

Вегетативное размножение характерно для большинства групп растений, а у некоторых растений (малины, осины, ивы и др.) оно может даже преобладать над половым (семенным). Примером растения, размножающегося только вегетативно, является двудомная элодея канадская, попавшая в Европу из Северной Америки в форме женских особей, неспособных формировать семена в отсутствии мужских растений. Однако даже без семенного возобновления элодея эффективно размножается и очень быстро осваивает новые местообитания.

Следует отметить, что у некоторых семенных растений вегетативное размножение (корневыми отпрысками, корневой порослью, стелющимися побегами, корневищами и т. д.) имеет гораздо больший удельный вес, чем размножение семенами.

Характерной особенностью вегетативного  размножения является возможность сохранить у дочерних особей все качества родительских форм. Эта особенность широко используется человеком для сохранения генетически чистых линий в селекции и в практике садоводства. Однако многолетнее размножение растений только вегетативным способом ведет к снижению функциональной активности их тканей и органов, повышению активности гидролитических ферментов и, как следствие, накоплению конечных продуктов метаболизма, а также к снижению устойчивости к вредителям и болезням. Например, пирамидальные тополя, когда-то широко применяемые в озеленении на территории Беларуси, к 40—50 годам начали усыхать и отмирать, что является результатом многовекового вегетативного размножения только мужских особей.

В естественных условиях и в культуре многие растения, как правило, размножаются одними и теми же органами. Так, лук, чеснок, лилии, тюльпаны, нарциссы, гладиолусы размножаются луковицами или клубнелуковицами.

Размножение стеблевыми и корневыми клубнями свойственно небольшому числу растений (картофель, топинамбур, георгины). Многие виды растений (земляника» костяника, живучка ползучая, будра и др.) размножаются при помощи надземных ползучих или стелющихся побегов — плетей (усов). Годичный прирост каждой плети может достигать до 1,5 м (у земляники), а число новых особей за два сезона увеличивается до 200 и более.

Размножение корневищами наблюдается у большинства многолетних травянистых растений (ветреницы, тысячелистника, хвоща полевого, пырея ползучего, иван-чая и др.). При этом во многих случаях обеспечивается сохранение видового состава растений лугов, часто скашиваемых во время цветения злаков, которые по этой причине не могут размножаться семенами.

В практике сельского хозяйства  разработано и широко используется множество способов искусственного вегетативного размножения культурных растений. Такой способ размножения применяют, когда растение не образует семян или при семенном размножении не сохраняется генетическая чистота сорта (у гибридов), а также в случае необходимости быстрого размножения сорта.

В садоводстве особенно широко распространены формы вегетативного размножения  с помощью черенков, делением кустов, отводками и прививки.

Черенок — это искусственно отделенный участок вегетативного органа, используемый с целью его укоренения. Черенки бывают стеблевые, или побеговые, листовые и корневые. Побе-говыми черенками размножаются виноград, смородина, крыжовник, слива, рябина, черемуха, тополь, ивы и др. Листовыми черенками, т. е. листьями или даже их частями, способными образовывать придаточные почки и корни, размножаются бегония, сенполия, глоксиния, гиацинты, лилии, корневыми черенками — лишь те немногие растения (хрен, розы, слива, драцены), у которых на корнях могут формироваться придаточные почки.

Декоративные многолетние  растения (флоксы, пион, маргаритки, первоцвет  и др.) искусственно размножаются делением кустов. При этом материнский куст выкапывают, аккуратно расчленяют на несколько частей, каждую из которых пересаживают на новые места.

При размножении отводками нижние ветки материнского растения пригибают дугообразно к почве, надрезают кору под почкой и присыпают землей. Когда в месте надреза появятся корни и надземные побеги, молодое растение отделяют от материнского и пересаживают. Отводками можно размножать крыжовник, виноград, шелковицу, лещину и другие растения.

Рис. 8. 17. Вегетативное размножение растений: а — различные способы прививки: 1 — копулировка; 2 — окулировка: 3, 4—прививка в расщеп и под кору: б —укоренившийся черенок; в —укоренение отводка.

В садоводстве с давних времен широко используется прививка. Прививкой называют сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегами другого. Растение, которое прививают, называется привоем, а то, к которому прививают, — подвоем.

Успех прививки зависит  от хорошего сращивания привоя и подвоя, которое лучше получается между  сортами, хуже — между видами и тем более между родами. На практике используется несколько десятков способов прививки: глазком, или окулировкой (пересадка кусочка стебля с почкой под кору подвоя), копулировкой (сращивание одинаковых по толщине привоя и подвоя), прививкой в расщеп, прививкой сближением и др. (рис. 8.17).

Прививки позволяют  быстро размножать ценные растения и  обеспечить их ускоренное развитие при  полном сохранении нужных качеств. Многие сортовые растения, не образующие семян, размножаются исключительно с помощью прививок.

Размножение спорами присуще большинству водорослей и высшим споровым растениям (мхам, хвощам, плаунам, папоротникам). При этом споры служат не только для размножения, во и для расселения названных растений.

 разносимой воздушными  потоками.

Плоды и семена

Плод. Это один из самых характерных органов покрытосеменных растений. Он состоит из околоплодника и семян. Околоплодник, представляющий собой разросшуюся и сильно видоизмененную стенку завязи, обеспечивает формирование семян, защиту от неблагоприятных факторов, способствует их распространению. В околоплоднике выделяют три слоя: наружный — внеплодник, средний — межплодник, и внутренний — внутриплодник.

Плоды у растений чрезвычайно  разнообразны по консистенции околоплодника (сухие и сочные), числу семян (одно- и многосемянные), особенностям вскрывания (вскрывающиеся и невскрывающиеся), наличию приспособлений для распространения, химическому составу:

Сочные плоды имеют хорошо развитую мякоть, в крупных паренхимных клетках которой накапливается много воды, углеводов, витаминов, органических кислот, различных ароматических соединений и т. д. Среди огромного разнообразия сочных плодов наиболее распространены следующие:

• ягода — многосемянный плод с тонким кожистым внеплодником, у которого семена располагаются в сочной мякоти (виноград, черника, картофель, томат);
• яблоко — многосемянный плод с тонким кожистым внеплодником, мясистым межплодником и хрящеватым внутриплодником. Яблоко формируется у яблони, груши, айвы, рябины; тыквина— многосемянный плод с твердым внеплодником и мясистым меж- и внутриплодником (тыква, дыня, арбуз, огурец, кабачки);
• померанец — плод цитрусовых (лимон, апельсин, мандарин). Он состоит из плотного кожистого окрашенного внеплодника, губчатого межплодника, кожистого внутриплодника;
• костянка — плод с тонкой кожицей, сочной мякотью и косточкой, в которой находится одно семя (вишня, слива, абрикос, алыча). У малины, ежевики, костяники, морошки развивается плод сложная, или сборная, костянка.

У сухих плодов (рис. 8.21) околоплодник кожистый или деревянистый. Они могут быть односемянными и многосемянными, вскрывающимися или невскрывающимися. У многих плодов вскрывание сухого околоплодника обеспечивает распространение семян. Сухие многосемянные плоды чаще вскрываются при помощи отверстий, крышечек, створок:

• листовка — многосемянный плод, образованный одним плодолистиком и вскрывающийся с одной стороны (живокость, пион);
• боб — многосемянный плод, в котором семена прикреплены к стенкам плода (боб, горох, фасоль, люпин). Боб вскрывается двумя створками, которые при этом закручиваются;
• стручок — многосемянный вскрывающийся плод, у которого семена прикреплены к прозрачной перегородке, разделяющей плод на две части (капуста, редька, репа). У многих растений семейства крестоцветных (пастушьей сумки, ярутки полевой) плоды называются стручочками. У них длина равна ширине плода или чуть больше;
• коробочка —многосемянный плод, способный вскрываться крышечкой (белена, льнянка обыкновенная), отверстиями (мак, колокольчик), зубцами на верхушке (примула), продольными трещинами (створками) от верхнего до нижнего конца (дурман, молочай, лилия).
• зерновка — невскрывающиЙся односемянный плод с тонким околоплодником, плотно прижатым к семени и срастающимся с ним. Различают зерновки голые (пшеница, рожь, кукуруза) и пленчатые (ячмень, овес, рис, просо). Пленки представлены разросшимися цветочными чешуями;
• орех — односемянный невскрывающиЙся плод с одревесневшим околоплодником (лещина, граб, дуб);
• орешек отличается от ореха меньшими размерами (рогоз, кровохлебка, липа);
• семянка — односемянный невскрывающиЙся плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с кожурой семени (у всех сложноцветных);
• крылатка — по общему строению похожа на семянку, но у нее на поверхности околоплодника имеется кожистый или перепончатый крыловидный вырост, который способствует планированию плода (ясень, клен, береза).

Соплодие — это совокупность зрелых, сросшихся между собой плодов (сухих или сочных) одного соцветия (шелковица, хлебное дерево, ананас).

Рис. 8.21. Сухие плоды: 1 — семянка (подсолнечника); 2 — орех (лещины): 3 — сборная семянка (лютика); 4 — боб (гороха); 5 — стручок (капусты); 6 — стручочек (ярутки полевой); 7 — коробочка (хлопчатника); 8 — коробочка (дурмана); 9 — коробочка (белены); 10 — коробочка (мака).

У цветковых растений сформировались различные приспособления для распространения семян и плодов. У многих растений плоды распространяются ветром. Они имеют небольшие размеры, легкие, часто снабжены крыловидными придатками или летучками (одуванчик, бодяк).