Юлия Килякова - Водные растения

• Название: Водные растения
• Автор: Юлия Килякова
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013

В практикуме изложены лабораторные работы по цитологии, гистологии, органографии и систематике водных растений. Каждая работа содержит краткий справочный материал, описание хода работы, контрольные вопросы.

---

Чашечка и венчик составляют околоцветник. Это своеобразный покров, защищающий более нежные тычинки и пестики. Выделяют двойной и простой околоцветник. Двойной – дифференцирован на чашечку и венчик разных размеров и окраски. Если имеется только венчик – околоцветник является простым. Иногда цветок вообще лишен околоцветника. Цветки без околоцветника называются голые или беспокровные.

Чашечка образована цветолистиками или чашелистиками. Обычно чашелистики имеют небольшие размеры и зелёную окраску. Они защищают внутренние части цветка до раскрытия бутонов, а также предохраняют цветок от высыхания и низких температур. Чаще всего чашечка состоит из одного круга чашелистиков. Иногда чашечка имеет два круга чашелистиков (мальва, малина, земляника). В этом случае наружный слой называется подчашием. Чашелистики бывают свободными или сросшимися.

Венчик состоит из совокупности лепестков, образует внутренний круг двойного околоцветника. Венчик отличается более крупными размерами, разнообразием окраски и формы. Изредка лепестки бывают окрашены в зеленый цвет (виноград). В зависимости от срастания венчики бывают свободнолепестные и сростнолепестные.

Совокупность тычинок (микроспорофиллов) одного цветка называют андроцеем (рисунок 31). Из микроспор формируется пыльца (мужской гаметофит). Число тычинок в цветке различно, от одной до нескольких сотен. Они располагаются по спирали или в 1-2 круга. Число тычинок постоянно для вида. Тычинки могут быть свободными и сросшимися. Различают однобратственный андроцей, у которого срастаются все тычинки (астровые), двубратственный, у которого одна тычинка остается свободной (большинство бобовых), многобратственный, у которого тычинки срастаются в несколько групп (зверобой, магнолия). Цветки, имеющие несросшиеся между собой тычинки, называют цветками со свободным андроцеем.

По длине тычинок относительно друг друга различают: равные (тюльпан), неравные (водосбор олимпийский), двусильные, если из четырёх тычинок две длинные, а две короткие (яснотковые), трехсильные, если из шести тычинок три более длинные (нарцисс гибридный), четырёхсильные, если из шести тычинок четыре более длинные (капустные).

Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Основанием тычиночной нити тычинка прикреплена к цветоложу. Пыльник имеет две половинки (теки), соединенные связником, который является продолжением тычиночной нити. Каждая из тек включает два гнезда (пыльцевые мешки), где образуются микроспоры, а затем пыльца. В пыльнике происходят два важнейших процесса: микроспорогенез – образование микроспор и микрогаметогенез – развитие из микроспор мужского гаметофита, или пыльцевого зерна.

Совокупность плодолистиков в цветке, образующих один или несколько пестиков, называют гинецеем (рисунок 31). Пестик – основная часть цветка, которая участвует в образовании плода. Он возникает из плодолистика или плодолистиков вследствие смыкания и срастания их краёв. Гинецей, состоящий из одного плодолистика, образующего один пестик, называют одночленным, а состоящий из нескольких плодолистиков – многочленным. Плодолистики – это мегаспорофиллы, несущие семязачатки.

Пестик обычно состоит из завязи, столбика и рыльца. Завязь – замкнутая нижняя расширенная, полая, наиболее важная часть пестика, в которой находятся семязачатки. Столбик – тонкая цилиндрическая стерильная часть пестика, отходящая от верхушки завязи. Он соединяет завязь и рыльце. Если столбик не развит, то рыльце, находящееся на завязи, называют сидячим (мак). Столбик обеспечивает проведение растущей пыльцевой трубки к расположенным в завязи семязачаткам. Рыльце – расширенная часть на верхушке столбика, предназначенная для восприятия пыльцы. Форма и величина приспособлены к различным видам опыления.

1 – рыльце , 2 – завязь , 3 – столбик , 4 – семязачаток , 5 – тычиночная нить , 6 – связник, 7 – пыльник , 8 – пыльник в разрезе, 9 – пыльцевые зерна , 10 – лепесток , 11 – чашелистик , 12 – цветоложе , 13 – цветоножка , 14 – прицветник , 15 – прицветничек.

Рисунок 31 – Схема строения цветка

Различают верхнюю, нижнюю и полунижнюю завязи. Если завязь не срастается со стерильными частями цветка, располагается свободно на цветоложе, ее называют верхней (бобовые, пасленовые). Если завязь срастается с чашелистиками, лепестками, тычинками, она называется нижней (яблоня, огурец). При срастании только нижней части завязи с другими частями цветка, образуется полунижняя завязь (жимолость, бузина).

1 – апоногетон; 2 – горец; 3 – эйхорния; 4 – балделлия; 5 – эхинодорус; 6 – перистолистник; 7 – людвигия; 8 – нимфойдес; 9 – криптокорина; 10 – кувшинка; 11 – гетерантера.

Рисунок 32 – Цветки водных растений (по В.С. Жданову)

Выделяют следующие основные типы гинецея:

1) монокарпный состоит из одного плодолистика (одночленный гинецей), края такого плодолистика вогнутые, свёрнутые, сходятся и срастаются (бобовые);

2) апокарпный (многочленный гинецей) состоит из нескольких несросшихся простых пестиков (земляника);

3) ценокарпный (многочленный гинецей) – в цветке один сложный пестик, образованный срастанием нескольких плодолистиков (маковые, тыквенные).

Важным этапом размножения цветковых растений является опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика. Большинство водных растений опыляется насекомыми или ветром. Ветроопыляемым видом является, например, водяной тысячелистник, рдест, уруть. Жуками, пчелами и мухами опыляются водяные лилии, водяной перец, кувшинки.

Водные растения, погруженные в воду, выработали собственные способы опыления. Валлиснерия выбрасывает женские цветки на поверхность на длинных стебельках. Там они плавают, удерживаемые длинными рыльцами. Мужские цветки растут под водой, у основания растения. Созревая, они отламываются, всплывают на поверхность и плавают, пока не встретятся с женскими цветками (рисунок 33).

слева – женское (а) и мужское (б) растения; справа – опыление, происходящее на поверхности воды (1 – женский цветок, 2 – мужской цветок: а – нераскрывшийся, б – раскрывшийся).

Рисунок 33 – Гидрофилия у валлиснерии

Элодея канадская выбрасывает на поверхность мужские и женские цветки. Мужские цветки раскрываются и выбрасывают пыльцу на поверхность воды, как бы взрываясь. У морской травы опыление происходит под водой. Мужские цветки выпускают клубы нитевидной пыльцы. Когда такая нить касается раздвоенных рылец женского цветка, она обвивается вокруг него и происходит опыление. Такие способы опыления называются гидрофилией.

Соцветия

Размеры цветков водных растений различны, от 1 мм до 30 см в диаметре. Самые крупные цветки обычно одиночные, мелкие цветки чаще собраны в соцветия. Систему видоизменённых побегов покрытосеменных растений, несущих цветки, называют соцветием. Биологическое преимущество соцветий перед одиночными цветками несомненно. Оно заключается в повышении гарантии опыления, уменьшении вероятности повреждения цветков.

Соцветие имеет главную ось и боковые оси, которые или не разветвлены, или в разной степени ветвятся. Конечные их ответвления (цветоножки) несут цветки. Оси соцветия делятся на узлы и междоузлия. На узлах осей соцветия располагаются прицветники (кроющие листья, утратившие способность к фотосинтезу), на узлах цветоножки прицветнички (рисунок 34).

Различают два типа соцветий – сложные (цветки располагаются на разветвлениях главной оси) и простые (одиночные цветки с цветоножками или без них прикрепляются непосредственно к главной оси, ветвление не превышает двух порядков). Современная классификация соцветий дана В. Троллем.

Простые соцветия в зависимости от расстояния между цветками делятся на соцветия с удлиненной и укороченной осью (рисунок 35 А, 36). Простые соцветия с удлиненной осью:

Кисть – ось первого порядка тонкая с цветками на хорошо выраженных цветоножках более или менее одинаковой длины (фиалка трёхцветная, капуста, ландыш).

Щиток – у цветков цветоножки разной длины, поэтому все цветки расположены в одной плоскости (груша, бузина, калина).

Колос – цветки не имеют цветоножек и сидят на оси первого порядка (подорожник).

Серёжка – повислый колос, т.е. колос с мягкой осью (ива, тополь). Несет однополые цветки.

Початок – колос, но с толстой мясистой осью, окружен одним или несколькими листьями (кукуруза, белокрыльник, аир, рогоз).

1 – главная ось, 2 – боковая ось (паракладии), 3 – узлы, 4 – междоузлия, 5 – прицветники, 6 – цветоножки, 7 – цветки.

Рисунок 34 – Строение соцветия (по И.И. Андреевой и соавт.)

Простые соцветия с укороченной осью:

Зонтик – сильно укороченная тонкая ось и цветки на цветоножках одинаковой длины (чистотел, женьшень, сусак зонтичный).