Надо Знать

добавить знаний



Цветок



План:


Введение

Цветок - видоизмененный укороченный, неразветвленный побег с ограниченной способностью к росту, метаморфизованными листьями, предназначенный для опыления, полового процесса и образования семена и плодов, которая формируется у цветковых растений.

Цветок - сложная система органов, обеспечивающая семенное размножение покрытосеменных (цветковых) растений. В двуполый цветке проходят микро-и мегаспорогенез, микро-и мегагаметогенез, опыления, оплодотворения, развитие зародыша, образование плода с семенами. Появление цветка в процессе эволюции - ароморфоз, который обеспечил широкое расселение покрытосеменных на Земле.

Цветком заканчивается главное или боковые стебли. Захламленная часть стебля под цветком называется цветоносом. В сидячих цветков цветоножка укорочена или отсутствует. Цветоножка переходит в укороченную ось цветка, ее стебельную часть - цветоложе. Форма цветоложа может быть разной, на нем расположены все остальные части цветка: чашелистиков, образующих чашечку, лепестки, которые формируют венчик, тычинки и пестик. В полном цветке имеются все части. Нижние ее судьбы образуют околоцветник, часто состоит из чашечки и венчика, выше расположены тычинки и пестик (или пестики).

Побег, на котором расположена цветок или соцветие, часто называют цветоносом. Листок, из пазухи которого выходит цветок, называют кроющими по отношению к данной цветка. У многих растений на цветоножке есть небольшие листочки - прицветники. Иногда прицветниками называют кроющие листья, а листья на цветоножках - приквитничкамы (например, в фиалки).

Цветы разных таксонов растений

1. Гипотезы происхождения цветка

Из попыток понять происхождение наиболее типично для покрытосеменных обоеполому цветка с так или иначе устроенной околоцветником зародились основные гипотезы происхождения покрытосеменных растений ( Angiospermae) как таксона.

  • Псевдантова теория:

Время: начало XX века. Основоположники: Адольф Генрих Густав Энглер, Рихард Веттштейн.

Теория основана на представлении о происхождении цветковых от гнетовых голосеменных предков. Была разработана оригинальная концепция происхождения цветка - идея о независимом возникновении частей цветка как органов "sui generis". Предполагалось, что первичными у покрытосеменных были раздельнополые опыляемые ветром цветы с небольшим и строго фиксированным числом частей, а дальнейшая их эволюция шла по линии от простого к сложному.

  • Стробилярна или евантова теория:

Время: конец XVIII века - начало XX века. Основоположники: Й.В.Гете, О.П.Декандоль (типологические построения), Н. Арбер и Дж.Паркин.

Согласно этой теории, близкие к предкам покрытосеменных мезозойские беннетиты, а исходный тип цветка представляется сходным с тем, что наблюдается у многих современных багатоплодних: обоеполый энтомофильные цветок с удлиненной осью, большим и неопределенным числом свободных частей. Дальнейшая эволюция цветка в пределах покрытосеменных имела редукционный характер.

  • Теломна теория:

Время: с 30-х годов XX века. Основоположник Вальтер Циммерман.

Согласно этой теории, все органы высших растений происходят и независимо развиваются из телом; высшие растения с настоящими корнями и побегами происходят от риниофиты, тело которых было представлено системой дихотомически ветвящихся простых цилиндрических осевых органов - телом и мезомив. В ходе эволюции в результате перевершинювання, уплощение, сращивания и редукции телом возникли все органы покрытосеменных растений. Листья семенных растений возникли из уплощенных и сросшихся между собой систем телом; стебли - благодаря боковому сращиванию телом; корни - из систем подземных телом. Основные части цветка - тычинки и пестики - возникли из спороносных телом и эволюционировали независимо от вегетативных листьев.


2. Образование цветка

2.1. Фазы образования цветка

Как мы видим, процесс образования цветка сложный и многоступенчатый. Он индуцируется длиной дня или фотопериода и холодом ( яровизация). Лишь в некоторых видов при отсутствии индуктивных условий образования цветков не наблюдается вовсе - полный контроль цветения внешней средой. У многих видов индуктивные условия ускоряют этот процесс (количественный контроль) или совсем не действуют (автономное образование цветков).

После окончания первой фазы инициации цветения наступает вторая, завершающая (эвокация), во время которой в апекс происходят процессы, которые обусловливают появление зачаточных элементов цветка. Если восприятие фотопериода можно назвать листовой фазой инициации цветения, то эвокация - это фаза, которая реализуется в апекс стебли. В ходе эвокации под влиянием флорального стимула в конусе нарастания стебля индуцируется экспрессия генов, отвечающих за морфогенетические программу квиткоутворення. Увеличивается количество клеточных делений, изменяется форма апекса.


2.2. Физиологические и морфологические процессы образования цветка

Физиологически и морфологически выделяются группы инициальных клеток, особенности разделения которых определяют следующий этап морфогенеза каждой части цветка. Первыми закладываются чашелистики, появляются примордии лепестков, затем последовательно закладываются тычинки и плодолисточкы.

Примордии плодолисточкив постепенно приобретают подковообразной формы, удлиняются и срастаются краями. Таким образом получается пестик. На внутренней стороне каждого плодолисточка закладывается примордий семьи ябрунькы. Семья ябрунька разрастается, формируя составные части семенного зачатка, из которого после оплодотворения развивается семечко. Семенной зачаток закладывается на плаценте и в основном имеет шаровидно удлиненную форму. В центре формируется нуцелуса, что у большинства растений обрастает покровами (интегументом, одним или двумя), которые на верхушке не срастаются друг с другом, оставляя отверстие - микропиле. Часть семенного зачатка, от которой отходит семенная ножка, называется халазы. Семенная ножка соединяет сформирован зачаток с плацентой и содержит сосудистый пучок.

Нуцелуса выполняет функции мегаспорангия. Одна из его клеток становится археспориальною, она делится редукционным путем ( мейоз) с образованием четырех гаплоидных макроспор. Три из них разрушаются, а одна дает начало зародышевом мешке (женский гаметофит). В результате трех следующих последовательных митозов с ней в зародышевом мешке появляются 8 гаплоидных ядер, причем после первого деления два дочерних ядра направляются к противоположным полюсам поляризованного гаметофита и там делятся еще два раза. Три ядра у каждого полюса отделяются в клетки. Одна из клеток у микропиле становится яйцеклеткой (женской гаметой), а две другие - синергиды. Остальные три ядра на противоположном полюсе образуют клетки-антиподы. Остальные два ядра мигрируют к центру, сливаются, превращаясь на вторичное диплоидное ядро центральной клетки, дающей начало эндосперма. Яйцеклетка и женский гаметофит в таком виде готовы к оплодотворения.

Тычиночный нить образуется за счет апикального, а затем интеркалярный деления и роста клеток примордиев. В дистальной части инициальные клетки дают начало тканям пыльника.

В пыльники клетки спорогенные ткани последовательно делятся путем мейоза. В результате из материнской клетки образуются 4 гаплоидные микроспоры. В процессе образования микроспор спорогенные материнские клетки теряют большую часть цитоплазматических РНК и белков. С каждой такой микроспоры формируется пыльцевое зерно (мужской гаметофит). При этом она увеличивается в размерах, покрывается двойной оболочкой. Ядро микроспоры делится митотически и асимметрично, в результате чего внутри пыльцевого зерна с вегетативным ядром появляется маленькая генеративная клетка со своим генеративным ядром. Генеративная клетка делится и образует два спермия (мужские гаметы). У многих видов это происходит уже в пыльцевой трубке. Вегетативная клетка обеспечивает жизнедеятельность пыльцевого зерна и рост пыльцевой трубки.

Таким образом, в процессе развития пыльцевого зерна путем мейоза, а затем митоза, в нем образуется очень редуцированный мужской гаметофит. Он состоит из одной (покрытосеменные) или нескольких (голосеменные) вегетативных клеток и одной маленькой генеративной клетки со своим генеративным ядром, которая в основном делится на два спермия (мужские гаметы), участвующих в оплодотворении.

Важную физиологическую функцию в редукторе делении при микроспорогенеза выполняют каротин и каротиноиды. Пониженное содержание их в пыльника приводит к нарушению микроспорогенезу и образования абортивного пыльцы.

В процессе мега-и микроспорогенезу в клеточных стенках на ранних фазах развития откладывается калоза (β-1 ,3-глюкан), которая обеспечивает временную изоляцию клеток, которые переходят на генеративный путь развития. Генеративная клетка при формировании также на некоторое время покрывается клеточной оболочкой из калозы, что необходимо для ее изоляции от цитоплазмы вегетативной клетки. Затем калоза исчезает и генеративная клетка остается окруженной оболочкой из целлюлозы и пектина. Таким образом, временная изоляция клеток - важное условие для перехода к генеративной фазы развития.

Продолжительность периода цветения отдельного цветка колеблется от 2-3 часов. (Hibiscus) до 80 дней (тропическая орхидея Odontoglossum). Продолжительность цветения зависит от количества образовавшегося цветком пыльцы, количества цветков и периода цветения первой и последней цветка.


3. Строение

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 она может располагаться как на верхушке главного побега, так и бокового. Она прикрепляется к стеблю при помощи цветоножки. Если цветоножка сильно укорочена или отсутствует, цветок называется сидячим ( подорожник, вербена, клевер). На цветоножке располагаются также два (в двудольных) и один (в однодольных) маленьких передлисткы - прицветники, которые часто могут отсутствовать. Верхняя расширенная часть цветоножки называется цветоложе, на котором располагаются все органы цветка. Цветоложе может иметь различные размеры и форму - плоскую ( пион), выпуклую ( земляника, малина), вогнутую ( миндаль), удлиненную ( 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, крыжовниковый, камнеломки, бобовых.

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


3.1. Околоцветник

Околоцветник называют простым, если все ее листочки однотипны (цветок тюльпана). Двойная околоцветник состоит из чашечки и венчика. Чашечка - это внешний круг двойной околоцветника, выполняет преимущественно функцию защиты; листочки, которые составляют чашечку - чашелистики - чаще бывают зелеными, реже - окрашенными в другой цвет.

3.2. Венчик

Цветок тюльпана имеет простую околоцветник

Венчик - внутренняя, наиболее заметная часть двойного околоцветника, приспособленная для привлечения опылителей. Листочки, которые образуют венчик, называются лепестками. Венчик бывает роздильнопелюстковим или спайнолепестный. В лепестке нижняя, более узкая часть - ноготок - может значительно отличаться от верхней, расширенной - отгона.

В спайнолепестный венчике различают трубку, отвод и зев - место перехода трубки в отгон. Количество зубцов, лопастей или долей отгона обычно указывает на количество сросшихся лепестков.

В зависимости от соотношения величин трубки и отгона и от формы отгона, различают разные формы венчика, например: колесоподибний, колоколообразные (в колокола), трубчатый, язычковый, двугубый (в яснотки).


3.3. Семенной зачаток

При анатомическом исследовании семенного зачатка различают следующие составные части: семенной ножка, нуцелуса, покровы (интегумент), пилковхид (микропиле), зародышевый мешок. Семенной зачаток возник в филогенезе спороносных органов. Впервые он появляется в семенных папоротников. В голосеменных семязачатки находятся на плодолистика открыто, в покрытосеменных - внутри завязи. Пестик возникла в процессе эволюции растений как орган, в котором происходит оплодотворения и который в целом участвует в формировании плода.


4. Виды цветов

Учитывая различное строение и экологии, цветы можно делить по разным критериям. К критериям, которые используются чаще всего можно отнести цвет околоцветника, наличие или отсутствие запаха, стойкость цветка. В науке в основном используются следующие критерии:

Разделение учитывая пол
Цветки бывают одно-и двуполые. Однополые цветки несут или только пестика, или только тычинки, как, например, в дуба, тиса, тополя. В двуполых (гермафродитных) мужские и женские половые органы развиваются в одном цветке ( подснежники, горох). Соответственно есть одно-и двудомные растения. В однодомных растений мужские и женские цветки растут отдельно на одном растении ( дуб, орешник, бук). В двудомных - мужские и женские цветки находятся на разных растениях, то есть каждая конкретная растение является или женской, или мужской ( тыс, тополь, падуб, облепиха). Существуют также формы бесполые (без тычинок и пестика), которые служат как привлечение (крайние цветы василька синего).
Разделение по характеру опыление
Значительно чаще в природе встречаются цветы адаптированы к опылению чужим пыльцой (взятым из других цветов или растений). Такие цветы называются перехреснозапильнимы (алогамнимы). Их противоположность - цветы, запиляються собственной пыльцой, называются самоопыляющиеся ( аутогамными). Среди самозапильних есть клейстогамные цветы - те, которые никогда не открываются. Среди перехреснозапильних выделяют: ветроопыляемых, комахозапильни растения, растения, опыляются водой и птицами.
Разделение по наличию нектарники
  • Цветы с легкодоступными нектарниками,
  • Цветы с частично скрыты нектарниками,
  • Цветы с полностью скрытыми нектарниками,
  • Цветы без нектарники (т. н. Цветы пыльцевые)
Разделение по форме околоцветника
  • Воронкообразные цветы
  • Колоколообразные цветы,
  • Трубчатые цветки,
  • Бабочковидное цветы,
  • Цветы бобовые,
  • Цветы-ловушки.

5. Симметрия цветка

Характер симметрии в расположении и форме органов, особенно венчика цветка, является классификационным признаком. Если через цветок можно провести несколько плоскостей симметрии - цветок называют правильным, или актиноморфные. Если части одного круга цветка различны и расположены так, что плоскость симметрии только одна - ее называют зигоморфные или неправильной.

Если через цветок нельзя провести ни плоскости симметрии, его называют несимметричным, или асимметричным.


5.1. Актиноморфные цветы


5.2. Зигоморфные цветы


5.3. Асимметричные цветы

По аналогии с актиноморфнистю, зигоморфнистю и асимметричностью цветка в целом говорят и о актиноморфнисть, зигоморфнисть и асимметричность венчика.


5.4. Формула и диаграмма цветка

Диаграмма цветка. 1 - ось соцветия, 2 - прицветники, 3 - чашелистики, 4 - лепесток, 5 - тычинка, 6 - пестик, 7 - кроющий лист.

Для коротких и условного обозначения строения цветков применяют формулы, в которых с помощью буквенных и цифровых обозначений кодируют различные морфологические признаки: пол и симметрию цветка, число кругов в цветке, а также число членов в каждом круге, срастание частей цветка и положение пестиков (верхняя или нижняя завязь).

Формула цветка - это краткая характеристика, ее описание с помощью символов. Цветок изучают в акропетально порядке и в этой последовательности записывают следующие символы: полисиметричнои цветка ( актиноморфные) - * зигоморфные - ↑, асимметричной - ? │:, - потом символ чашечки - К (Са), венчика - С (Со), Андроцей - А, гинецей - G, простой околоцветника (региgоnium) - P. Количество элементов каждой части цветка обозначается соответствующим числом, если же этих элементов более двенадцати значком - ∞; факт сращивания частей цветка обозначается скобками, размещение данной части цветка в разных кругах разделяется знаком +. Верхняя завязь сказывается чертой (-), поставленной под числом Карпель гинецей, нижняя завязь - не числом, а средняя - наряду с числом Карпель. Например, формула цветка рапса (Barbareа) выглядит: К4С4А2 +4 G (2); груши (Pyrus): K5C5A ∞ G (5); тюльпана (Tulipa): P3 +3 A3 +3 G (3) -; бузины (Sambucus): K5C5A5G (3) -.

Наиболее полное представление о строении цветка дают диаграммы, которые представляют схематическую проекцию цветка на плоскость, перпендикулярную оси цветка и проходящую через кроющий лист и ось соцветия или побег, на котором расположена цветок.


6. Цикличность цветка

У большинства растений части цветка образуют хорошо заметные мутовки или круги (циклы). Наиболее распространены пяти-и чотирьохкругови, есть пента-и тетрациклические цветка. Число частей цветка на каждом круге может быть различным. Чаще цветы бывают пентациклические: два круга околоцветника (чашечка и венчик), два круга тычинок (андроцей) и один круг с плодолистиков (гинецей). Такое расположение цветков характерно для лилейных, амариллисовых, гвоздичных, гераниевых. В тетрациклических цветков - обычно развивается два круга околоцветника: один круг андроцея и один круг гинецея ( петушку, орхидные, бересклетом, норичниковых, губоцветные и др.).

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

В строении цветков проявляются определенные закономерности, в частности правило кратных отношений. Его суть заключается в том, что в разных кругах цветка одинакова или кратное количество членов. В большинстве однодольных растений чаще встречаются трехчленные, в двудольных - Пятичленные, реже двух-или четырехчленные ( капустные, маковые) цветки. Отступление от этого правила часто наблюдается в кругу гинецея, число его членов бывает меньше, чем в других кругах.

В большинстве покрытосеменных все части цветка расположены на цветоложе в виде концентрических кругов (цветок круговая циклическая цветок). В других случаях ( магнолия, купальница) они расположены по спирали (цветок спиральная, ациклические цветок). Иногда одни части цветка расположены в кругах, другие по спирали (цветок напивколова, гемициклична цветок или спироциклична). В последних околоцветник имеет циклическое, а тычинки и пестик - спиральное расположение ( лютик) или чашечка - спиральное, а остальные части цветка - циклическое ( шиповник). Обычно считают, что эволюционно ациклические цветки архаичны чем циклические, то есть они образовались в процессе эволюции раньше чем в остальных.

В цветке спирали выражаются теми же формулами, что и листорасположения. Иногда они очень сложные, особенно среди тычинок. В циклических цветках большей частью отчетливо видно, что члены любого круга чередуются с членами соседних кругов, а не противостоят им. Отсюда выводят правило чередования кругов. Если тычинки расположены в два круга, то внешний круг бывает обычно протичашечним, а члены внутреннего круга противостоят лепесткам. Отступление от этого правила иногда возникает в результате редукции одного из кругов, т.е. при переходе от пентациклические в тетрациклические цветка, хранится или внешний (крушины), или внутренний круг (бересклет).


7. Символизм цветов

Красная роза

Много цветов имеют важное символическое значение в культуре разных народов. Присвоение значений для цветов известная как " язык цветов" . Некоторые из наиболее распространенных примеров:

В искусстве многих культур во всем мире существует выраженная тенденция связывать женственность с цветами.

Благодаря своей разнообразной и колоритной внешности, цветы давно стали излюбленным предметом для изображения художниками. Некоторые из наиболее известных картин знаменитых художников отражают цветы, такие как "Подсолнухи" Ван Гога, серия с лилиями Клода Моне. Цветы также засушивают методом сублимационной сушки и создаст трехмерную произведения искусства.

В мифологии цветы связаны с богами, например римская богиня цветов, садов и весны Флора и греческий богиня весны, цветов и природы хлорида.

В индуистський мифологии, цветы имеют значительный статус. Вишну, одного из трех главных богов в индуистской системе, часто изображают стоя прямо на цветке лотоса. [1] Помимо связи с Вишну, индуистская традиция также считает, что лотос имеет духовное значение. [2] For example, it figures in the Hindu stories of creation. [3]


8. Использование

8.1. Декоративное цветоводство

Икебана

Цветы используются в основном для декоративных целей, обеспечивает источник эстетического удовольствия. Особенно ценятся как декоративные растения вида цветов с околоцветником впечатляющей с точки зрения размера и цвета, ароматные, с оригинальной формой чашелистиков. Иногда эстетическую ценность имеют не отдельные цветки, а все соцветия или прицветные листья. Популярные цветы декоративных кустов : сирень, форзиция, роза, среди травянистых растений: тюльпан, гладиолус, хризантема, нарцисс, и многие другие. Выращивание и производство цветов садоводстве называется цветоводство. Искусство аранжировки цветов - флористика, на Дальнем Востоке ( Япония) такое искусство является традиционным и имеет название икебана. Цветки часто используются как декоративный элемент и является предметом вдохновения художников.


8.2. Медоносные растения

Соцветие гречки

Некоторые цветы обеспечивают пчел сырьем для производства меда - нектаром и пыльцой. Поэтому выращивают все большее число видов медоносных растений, таких, например, как гречка, клевер, рапс и др..


8.3. Эфирные масла

Лаванда канарская (Lavandula canariensis) Канарские острова

Некоторые растения выращивают для того чтобы получать эфирные масла собственно из цветов. Эфирные масла являются сырьем, например, для парфюмерной и фармакологической промышленности. Из лепестков роз получают розовое масло, с корзиночек ромашки - румьянкову масло, из соцветий лаванды - лавандовое масло и др..


8.4. Кулинария

Соцветие артишока

Цветы и соцветия имеют меньшее значение в кулинарии чем другие части растений, но некоторые виды являются важными овощами и специями. Питательными овощами, есть например молодые соцветия цветной капусты, брокколи, артишока. Кроме того, можно употреблять в пищу цветы и соцветия тыквы, кабачка, бузины черной. Соцветие хмеля является ключевой специей в производстве пива. Тычинки из цветов шафрана относятся к дорогих пряностей, используются также как краситель. Лепестки календулы добавлены в корма для птицы дают "более интенсивной окраски яичным желткам.


8.5. Лекарственные растения

Некоторые цветы и соцветия также используются как лекарственные растения. Например, цветы ромашки и соцветия липы используются как противопростудное, противовоспалительное и спазмолитическое средство.

Литература

  • Федоров Ал. А., Артюшенко З. Т. Атлас по описательной морфологии высший растений. Цветок / АН СССР; Ботанич. ин-т им. В. Л. Комарова. - Л.: Наука, Ленингр. отд, 1975. - 352 с. - 3300 экз.
  • Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высший растений. - Москва: КомКнига, 2007. - С. 65-69, 107. - ISBN 978-5-484-00698-4
  • Ботаника с основами фитоценологиы: Анатомия и морфология растений / Т. И. Серебрякова, Н. С. Воронин, А. Г. Еленевский. - Москва: ИКЦ "Академкнига", 2007. - 543 с. - ISBN 978-5-94628-237-6
  • Яковлев Г. П., Челомбитько В.А. Ботаника: Учебник для вузов / Под ред. Р. В. Камелин. - СПб: СпецЛит, изд-во СПХФА, 2003. - 647 с. - ISBN 5-299-00237-8

Примечания

  1. "Vishnu" - www.bbc.co.uk / religion / religions / hinduism / deities / vishnu.shtml. Bbc.co.uk. 2009-08-24 . http://www.bbc.co.uk/religion/religions/hinduism/deities/vishnu.shtml - www.bbc.co.uk / religion / religions / hinduism / deities / vishnu.shtml . Проверено 2010-08-30 .
  2. "God's Favorite Flower" - www.hinduismtoday.com/archives/1999/7/1999-7-13.shtml. Hinduism Today . http://www.hinduismtoday.com/archives/1999/7/1999-7-13.shtml - www.hinduismtoday.com/archives/1999/7/1999-7-13.shtml . Проверено 2010-08-30 .
  3. "The Lotus" - www.theosociety.org/pasadena/sunrise/49-99-0/ge-mrook.htm. Theosociety.org . http://www.theosociety.org/pasadena/sunrise/49-99-0/ge-mrook.htm - www.theosociety.org/pasadena/sunrise/49-99-0/ge-mrook.htm . Проверено 2010-08-30 .

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам