генеративные органы растений. семя. плод. виды плодов.
ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ (от латинского genero - рождаю, произвожу), органы полового размножения растений (например, антеридий у папоротников, цветок). Цветок представляет собой видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования спор, половых клеток (гамет) перекрестного опыления. После опыления и последующего полового процесса (оплодотворения) образуются семена и плоды. Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой и цветоложем, на котором расположены видоизмененные листья (цветолистики): чашелистики, лепестки, тычинки, пестики. Чаще они располагаются кругами (мутовками) в несколько рядов. Цветки, имеющие тычинки и пестики, называют обоеполыми (гермафродитами). Раздельнополые содержат или только тычинки, или только пестики. Поэтому различают соответственно цветки тычиночные (мужские) и пестичные (женские). Растения с тычиночными и пестичными цветками на одном экземпляре называют однодомными, а растения, несущие только тычиночные или пестичные цветки - двудомными. Околоцветник выполняет защитную функцию и функцию привлечения опылителей. Чаще всего он состоит из различно окрашенных чашелистиков и лепестков, его называют двойным. Если околоцветник окрашен в один цвет, то его называют простым. Простой чашечковидный околоцветник имеет обычно зеленый цвет, простой венчиковидный окрашен ярко. Цветки, не имеющие околоцветника, называют голыми (мужской и женский цветки). Чашелистики бывают свободными или с более или менее сросшимися основаниями. Венчик состоит из ярко окрашенных лепестков (часто они крупнее чашелистиков) - свободнолепестных или сростнолепестных. Тычинка (мужская часть цветка) состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить чаще простая, неветвящаяся. Если тычиночная нить отсутствует, то тычинку называют сидячей. Пыльник, как правило, состоит из двух половинок, каждая из которых содержит по два микроспорангия. Таким образом, у подавляющего большинства цветковых растений тычинка несет четыре микроспорангия. Из клеток спорогенной ткани пыльника сначала образуются микроспоры (материнские клетки пыльцы). В результате мейоза каждая материнская диплоидная клетка пыльцы образует четыре гаплоидных микроспоры, которые после митотического деления ядра превращаются в микрогаметофиты (или пыльцевые зерна пыльцы). Строение пыльцы довольно однообразно, но покровы ее отличаются разнообразием. В самом центре цветка располагается один или несколько пестиков. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Иногда столбик отсутствует, тогда рыльце будет сидячим. Рыльце обычно выделяет липкую жидкость для улавливания и удержания пыльцевых зерен. В зависимости от числа несообщающихся между собой гнезд завязи бывают одногнездными и многогнездными. Внутри завязи образуются семяпочки, где расположен женский спорангий (мега- или макроспорангий). Одна из его клеток становится археспориальной (материнской клеткой). Из нее путем мейоза образуется четыре гаплоидные мега- (макро) споры. Лишь только из одной развивается восьмиядерный зародышевый мешок. Все части цветка весьма разнообразны по числу, расположению и форме. Цветки, содержащие и тычинки, и пестик, называются обоеполыми. Цветки, лишенные либо тычинок, либо пестиков - однополыми. Однополые цветки, содержащие только тычинки, называются тычиночными (обозначаются знаком ), а однополые цветки, содержащие только пестики - пестичными (обозначаются знаком ). Так, ива, тополь, финиковая пальма относятся к числу растений, у которых одни особи несут только тычиночные цветки, а другие - только пестичные. Число членов каждой части цветка обозначается цифрами. Строение цветка можно выразить в виде формулы, введя обозначения для каждой части: calyx (Ca) - чашка (Ч);corolla (Co) - венчик, лепестки (Л); androecium (A) - андроцей, тычинки (Т); gynoecium (G) - гинецей, пестик (П). . Например, для розоцветных формула цветка будет иметь следующий вид: Ч5Л5ТµП1, а для гороха - Ч(5)Л1+2+2Т(9)+1П1. Цветки располагаются на растении либо одиночно (крупные и чаще яркие), либо собраны в соцветия. Соцветие - это побег или система побегов, несущих цветки Различают два типа соцветий: простые, когда цветки (с цветоножками или без них) располагаются непосредственно на главной оси, и сложные, когда цветки располагаются на разветвленной главной оси (оси второго, третьего порядков). После созревания пыльцы пыльники лопаются и пыльца попадает на рыльце пестика - происходит опыление. Различают два вида опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление осуществляется только в обоеполых цветках. Особенно оно хорошо выражено у нераскрывающихся цветков. Перекрестное опыление происходит с помощью ветра, воды, насекомых, птиц и др. Оно более прогрессивно, поскольку происходит обновление наследственного (генетического) материала, а это открывает более широкие возможности в приспособлении к различным условиям существования. Подавляющее большинство растений имеет перекрестное опыление. Широко известны приспособления цветков к определенным насекомым-опылителям (клевер, орхидея и др.) В результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика и прорастает в завязь. Формирование мужских гамет начинается в камерах пыльника (мужской спорангий): диплоидные клетки спорогенной ткани пыльника (материнские клетки пыльцы) делятся мейозом и в результате из каждой клетки образуется четыре гаплоидных микроспоры. При прорастании микроспора развивается в двухклеточный мужской гаметофит (или пыльцевое зерно). При митотическом делении ядра образуется крупное ядро пыльцевой трубки (вегетативное ядро) и меньшее по размерам генеративное ядро. В большинстве случаев на этой стадии пыльца освобождается из пыльника и переносится на рыльце пестика того же или ближайшего цветка. Попав на рыльце, пыльца прорастает с помощью пыльцевой трубки по столбику вниз к семяпочке, расположенной в завязи пестика. Кончик пыльцевой трубки выделяет ферменты, растворяющие клетки столбика, что создает возможность для дальнейшего ее прорастания. Генеративное ядро мигрирует в пыльцевую трубку с образованием двух ядер спермиев (митоз генеративного ядра). В результате зрелый мужской гаметофит состоит из двух клеток (генеративной и пыльцевой трубки), ядра трубки и двух ядер спермиев. В завязи пестика (его основание) находятся одна или несколько семяпочек. Это спорангий (женский), окруженный одним или двумя интегументами (покровами). Как правило, каждая семяпочка содержит одну диплоидную материнскую клетку макроспоры, которая в результате мейоза образует четыре гаплоидные макроспоры. Лишь одна из них развивается в макрогаметофит, а три других разрушаются. В типичном случае макроспора увеличивается в размерах и ее ядро делится три раза подряд митозом. Образующийся макрогаметофит, называемый зародышевым мешком, представляет собой восьмиядерную клетку с четырьмя ядрами у каждого конца. По одному ядру с каждого конца перемещаются к центру (эти ядра называются полярными). Одно из трех ядер, находящееся на том конце спорофита, где расположено микропиле (вход в семяпочку), становится ядром яйцеклетки, а два других (синергиды) и три ядра (антиподы), находящиеся на другом конце, в последующем (после оплодотворения) исчезают. Проникнув в макрогаметофит через микропиле, кончик пыльцевой трубки лопается и оба генеративных ядра проникают в макрогаметофит. Семя, плод Хотя семя нередко описывают, как «орган семенного размножения растений» (реже — «орган полового размножения растений»), семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных — трёх) разных поколений жизненного цикла. Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями, а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения» Плод (лат. fructus) — орган размножения покрытосеменных растений, образующийся из одного цветка и служащий для формирования, защиты и распространения заключенных в нём семян. Зародыш семени, развивающийся из оплодотворенной яйцеклетки, состоит из корешка, зачаточного стебелька, семядолей - первых листьев зародыша и почечки. Запасы питательных веществ накапливаются в семядолях. Семя двудольных растений состоит из двух семядолей, содержащих питательные вещества, и находящимися между ними корешка, стебелька и почечки. Семенная кожура легко отстает. У однодольных большую часть семени заполняет эндосперм; зародыш, отделенный от эндосперма одной сухой семядолей (называемой щитком), занимает мало места, семенная кожура плотно прилегающая. Семядоли имеют большое значение не только на первых этапах жизни растения, но и для последующих процессов формообразования. Для прорастания семян требуются определенные условия: наличие воды, достаточный доступ воздуха, обеспечивающий дыхание прорастающих семян, определенная температура. Плоды характерны только для цветковых растений. Завязь - нижняя часть пестика, содержащая семяпочки, разрастается и превращается в плод. Таким образом, число семян, содержащихся в плоде, соответствует числу семяпочек. В строго ботаническом смысле плод - это зрелая завязь, содержащая семена - зрелые семяпочки. Стенка завязи преобразуется в околоплодник, а семязачатки - в семена. Околоплодник защищает семена от высыхания, механических повреждений, поедания и способствует распространению семян. Настоящий плод развивается только из завязи пестика. Плод, образующийся из чашелистиков, лепестков или цветоложа, называется ложным плодом. Так, плоды яблони состоят преимущественно из разросшегося мясистого цветоложа; только сердцевина яблока происходит из завязи. Настоящие и ложные плоды могут быть трех категорий: простые плоды (вишня, финик), образующиеся из цветка с одним пестиком; сложные плоды (малина, ежевика), развивающиеся из цветка с несколькими пестиками, и соплодия, образующиеся в результате срастания плодов одного или нескольких соцветий (ананас). Общепринятой классификации плодов пока нет. Многочисленные классификации учитывают внешнее разнообразие плодов, консистенцию околоплодника (сухие и сочные), число семян, раскрывающиеся или нераскрывающиеся плоды. Выделяют следующие виды плодов. Сухие плоды: листовка - сухой, многосемянный (реже одно- или двусемянный), вскрывающийся в основном по брюшной стороне (купальница, пион); боб отличается от листовки тем, что раскрывается одновременно по брюшному шву и вдоль спинки (акация белая); стручок (стручочек) вскрывается снизу вверх с натянутой между створками перегородкой, на которой располагаются семена (левкой, сурепка, капуста); крылатка - по краям околоплодника образуется тонкая окраина в виде крыла (клен); семянка - нераскрывающийся плод (астра); зерновка - нераскрывающийся односемянный плод с тонким околоплодником, тесно прилегающим к кожуре (злаки); орешек - с кожистым или деревянистым околоплодником (земляника, гречиха, роза); орех - с деревянистым околоплодником, односемянный (лещина, грецкий орех); коробочка - многосемянный плод (табак, хлопчатник). Сочные плоды: костянка - внутри деревянистая твердая косточка, за которой следует сочный мясистый слой, а снаружи плотный слой (слива, вишня, черешня, черемуха); ягода - сочный многосемянный плод (виноград, томат, брусника, черника, клюква); яблоко - наружная часть околоплодника сочная, мясистая; внутренняя - перепончатая или хрящеватая (яблоня, груша, рябина, боярышник); тыквина - многосемянный плод с твердой кожурой, мясистым средним слоем и сочным внутренним (тыква, арбуз, дыня); померанец - околоплодник толстокожистый, снаружи железистый, внутри волокнистый с жидким соком (апельсин, лимон).
