Многообразие цветков. Соцветия

Однополые цветки. В предыдущем параграфе мы рассмотрели строение типичного двуполого цветка, у которого имеется и андроцей, и гинецей. Около 75% видов покрытосеменных имеют цветки такого типа. У остальных растений цветки однополые: либо тычиночные (мужские), либо пестичные (женские) (рис. 75). Растения, у которых на одной особи развиваются и мужские, и женские цветки, называют однодомными (кукуруза, огурец, дуб). Если мужские и женские цветки находятся на разных особях, такие растения называют двудомными (ива).

Рис. 75. Однополые цветки ивы: А – мужской цветок (тычиночный); Б – женский цветок (пестичный)
Расположение частей цветка. Все части цветка (чашелистики, лепестки, тычинки, пестики) располагаются на цветоложе не хаотично, а строго в определенном порядке. У подавляющего большинства покрытосеменных растений цветки круговые, или цикличные: все части цветка расположены кольцами (по кругу). Чаще всего таких кругов четыре или пять: два круга околоцветника, один или два круга андроцея и один круг гинецея.

У многих магнолиевых и некоторых лютиковых все части цветка располагаются по спирали. Такие цветки называют спиральными или ациклическими.

Встречаются растения, в цветках которых элементы околоцветника располагаются по кругу, а тычинки и пестики – по спирали (калужница, тюльпанное дерево). Это пример полукруговых, или гемициклических, цветков.

Симметрия цветка. Вдоль продольной оси цветка, проходящей через пестик и цветоножку, можно провести одну, две или несколько плоскостей, которые разделят цветок на две равные части. Все многообразие цветков по признаку симметрии сводится к трем типам (рис. 76).

Рис. 76. Симметрия цветка: А – актиноморфный цветок; Б – зигоморфный цветок; В – асимметричный цветок
Правильный, или актиноморфный, цветок имеет несколько плоскостей симметрии (аналогичный тип симметрии в животном мире называют радиальной или лучевой симметрией). Такие цветки характерны для гвоздичных, лилейных.

Неправильный, или зигоморфный, цветок характеризуется наличием лишь одной плоскости симметрии (бобовые, губоцветные).

Асимметричный цветок не имеет ни одной плоскости симметрии (канновые, валериановые).

Формула и диаграмма цветка. Принципы строения цветков и взаимное расположение их частей наглядно характеризуют диаграммы и формулы.

Диаграмма. Диаграмма – это проекция всех частей цветка на плоскость, перпендикулярную цветоножке, т.е. поперечный разрез цветка, изображенный в виде схемы (рис. 77). Диаграмма дает полное и наглядное представление о плане строения цветка, его симметрии. Если цветок расположен в пазухе листа, диаграмму ориентируют таким образом, чтобы кроющий лист был внизу, а над диаграммой в виде кружочка изображают поперечное сечение стебля. Сросшиеся элементы какой-либо части цветка на диаграмме соединяют пунктиром или тонкой линией.

Рис. 77. Построение диаграммы цветка: 1 – кроющий лист; 2 – прилистники
Формула. Формула – это краткое описание цветка с помощью буквенных и цифровых обозначений. Все части цветка обозначают латинскими буквами: P – простой околоцветник, K – чашечка, C – венчик, A – андроцей (тычинки), G – гинецей (плодолистики). Перед формулой ставится значок, указывающий на симметрию цветка: правильный цветок обозначают звездочкой – *, неправильный (зигоморфный) – ↑. Мужской (тычиночный) цветок обозначают знаком Марса – º, женский (пестичный) – знаком Венеры – ª. Около каждой буквы внизу ставят цифру, отмечая число элементов данной части цветка, например, K5 – пять чашелистиков. Если части цветка сросшиеся, цифру берут в скобки. Если элементы какой-то части цветка располагаются в два круга, пишут две цифры, соединенные знаком +. Если число элементов очень велико или неопределенно, используют знак бесконечности (∞). Цифру, обозначающую число плодолистиков в гинецее, подчеркивают снизу, если завязь верхняя; если нижняя – черту ставят над цифрой.

Рассмотрим в качестве примера диаграмму и формулу лилии: *P3+3A3+3G(3) (рис. 78). По формуле мы сразу можем определить, что цветок лилии правильный с простым околоцветником, элементы которого расположены в два круга по три, тычинок шесть (по три в двух кругах), пестик состоит из трех сросшихся плодолистиков, завязь верхняя.

Рис. 78. Диаграмма цветка (лилия)
Соцветия. В природе одиночные цветки встречаются сравнительно редко (мак, тюльпан, пион, вороний глаз и др.). У большинства растений цветки собраны в группы – соцветия. В процессе эволюции соцветия возникли как приспособление к наиболее эффективному перекрестному опылению. Мелкие цветки, собранные в соцветие, хорошо заметны для опыляющих их насекомых. У ветроопыляемых растений, имеющих соцветия, лучше происходит улавливание пыльцы, переносимой воздушными потоками.

Соцветие – это побег или система побегов, несущих цветки, расположенные в определенном порядке. Как и для обычного побега, для соцветия характерно определенное ветвление, в зависимости от которого все соцветия делят на две группы: моноподиальные и симподиальные.

Моноподиальные соцветия. У моноподиальных соцветий самые молодые цветки находятся на вершине или в центре соцветия (если его рассматривать в плане), т. е. верхушечный (конечный) цветок у них распускается последним. Моноподиальные соцветия могут быть простыми или сложными (рис. 79)

Рис. 79. Схемы моноподиальных соцветий: А – простые; Б – сложные; 1 – кисть; 2 – колос; 3 – початок; 4 – корзинка; 5 – зонтик; б – головка; 7 – щиток; 8 – сложный зонтик; 9 – щитковидная метелка; 10 – метелка
Простые соцветия. Цветки сидят непосредственно на главной оси соцветия.

Кисть – на удлиненной главной оси соцветия (на цветоносе) сидят на цветоножках отдельные цветки (ландыш, черемуха, белая акация).

Колос – на удлиненной главной оси расположены сидячие цветки без цветоножек (подорожник).

Початок – колос с сильно утолщенной мясистой главной осью (белокрыльник).

Щиток – напоминает кисть, так как цветки располагаются вдоль главной оси, однако у нижних цветков цветоножки, длиннее, чем у верхних, поэтому все цветки находятся в одной: плоскости (яблоня, груша, боярышник).

Головка – главная ось укорочена, на ее вершине тесно скучены цветки, почти не имеющие цветоножек (клевер).

Зонтик – главная ось укорочена, цветоножки всех цветков имеют одинаковую длину и выходят из вершины оси (первоцвет, лук).

Корзинка – главная ось укорочена, сильно утолщена и блюдцевидно расширена, цветки мелкие, сидячие (сложноцветные).

Сложные соцветия. Цветки расположены на ответвлениях главной оси соцветия, т. е. от главной оси отходят простые соцветия. Сложный колос – на удлиненной главной оси расположены простые колоски (пшеница, рожь и другие злаки).

Метелка, или сложная кисть, – на удлиненной главной оси на разной высоте расположены боковые цветочные ветви, представляющие кисти или иные соцветия (сирень).

Сложный зонтик – от вершины укороченной главной оси отходят оси простых зонтиков (морковь, укроп).

Сложный щиток – вдоль удлиненной главной оси на боковых осях разной длины расположены соцветия корзинки (тысячелистник).

Симподиальные соцветия. В симподиальных соцветиях первым распускается верхушечный цветок, заканчивающий собой главную ось соцветия. Дальнейшее распускание цветков продолжается центробежно, т. е. под верхушечным цветком раскрываются два боковых цветка второго порядка, в их пазухах образуются цветки третьего порядка и т. д. (гвоздичные).

Вопросы для повторения и задания

  1. Какие цветки называют тычиночными, какие – пестичными?
  2. Приведите примеры однодомных и двудомных растений.
  3. Приведите примеры правильных (актиноморфных) и неправильных (зигоморфных) цветков.
  4. С помощью гербарного материала или рисунков в определителе составьте формулу хорошо известного вам цветка.
  5. Что такое соцветие? Охарактеризуйте простые и сложные моноподиальные соцветия.
  6. Каково биологическое значение соцветий?