Глава II. Краткие сведения по морфологии цветковых растений

Органы растений имеют определенную структуру и играют ту или иную роль в их жизни. Растения имеют вегетативные и генеративные органы. Вегетативные органы – лист, стебель и корень – обеспечивают поддержание жизни каждого растения. Генеративные – служат для полового (семенного) размножения растений.

Вегетативные органы растений

Корень – орган прикрепления растения в грунте и орган питания. Главный, или стержневой, корень в большинстве случаев растет в направлении побега. От главного корня идут боковые корни первого порядка, которые в свою очередь развиваются в корни второго порядка. У многих растений в начале их развития главный корень отмирает и заменяется придаточными, возникающими на корневищах и стеблях. На концах молодых корней развивается корневой чехлик.

Корни растения, разрастаясь, образуют корневую систему (стержневую или мочковатую). Корневая система называется стержневой, если главный корень сильно развит и резко отличается от боковых, значительно менее развитых. Корневая система будет мочковатой, если главный корень и боковые корни одинаковы и обильно разветвлены (часто главный корень отсутствует). Обычно корень имеет цилиндрическую или нитевидную форму.

Корневая система обладает способностью поглощать из грунта необходимые для роста растения минеральные и органические вещества, которые всасываются корнями только в виде очень слабых растворов.

Располагаются корни в грунте различно: у одних растений – в верхних слоях грунта, у других – в более глубоких, у третьих равномерно. Нормальная жизнедеятельность корней сопровождается постоянным дыханием, свойственным всем живым организмам. Когда растение дышит, оно поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Кислород, растворенный в воде, поступает в корневую систему через грунт, следовательно, грунт должен быть достаточно рыхлым.

Любителя-аквариумиста в основном интересует вид растения как декоративный элемент. Но следует заметить, что красота растения зависит от состояния корней. Здоровые корни при наличии побега или почек в состоянии восстановить жизнь растения, если оно по той или иной причине зачахло. Корень растет кончиком – самой молодой своей частью. Здесь клетки корня делятся очень быстро. Корни обычно белого цвета, но в зависимости от состава грунта их окраска может меняться от светло-желтой до темно- коричневой. У многих водных растений корневая система развита очень слабо или совсем отсутствует.

Рис. 6. Расположение листьев на стебле: 1, 2 - очередное; 3, 4 - супротивное; 5 - мутовчатое

Лист состоит из листовой пластинки, черешка и влагалища. У многих растений может отсутствовать одна из этих частей листа, чаще всего черешок или влагалище, реже – пластинка. По прикреплению к стеблю листья различаются: сидячие (не имеющие черешка), черешковые (на более или менее развитом черешке) и влагалищные (с хорошо развитым влагалищем, охватывающим часть стебля). Листья, расположенные на стебле один против другого, называются супротивными, расположенные кольцами на участках стебля – мутовчатыми, а расположенные поодиночке – очередными, или спиральными (рис. 6). Листья могут быть простые с одной пластинкой, сидячие или на черешке, и сложные – с несколькими пластинками на одном черешке; отдельные самостоятельные части сложного листа называются листочками. Сложные листья делятся на пальчато и перистосложные. В первом случае пластинки прикреплены к концу черешка и расходятся веерообразно (пальчато), во втором случае пластинки расположены по сторонам черешка. Пальчатосложный лист из трех листочков получил название тройчатого. Перистосложные листья делятся на парноперистые и непарноперистые.

Листовые пластинки как простых, так и сложных листьев весьма разнообразны по форме: игольчатые – очень узкие, ширина листа равна его толщине; линейные – узкие с параллельными краями листья, длина их почти в 10 раз превышает ширину, ланцетовидные – длина превышает ширину в 4 раза и более; эллиптические–длина превышает ширину не более чем в 3–4 раза; овальные – длина превышает ширину не более чем в 2 раза; яйцевидные – овальные, но с более узкой вершиной пластин и расширенным основанием; обратнояйцевидные – пластинки с расширенной вершиной и с суженным основанием; округлые – круглые или приближающиеся к круглой форме; ромбические – пластинки в виде ромба; треугольные – пластинки с очертаниями треугольника; щитовидные – округлые с черешком, прикрепленным к центру пластинки.

Если у основания пластинки листа имеется вырез и основание его двулопастное, то лист называется сердцевидным, при округлых лопастях – почковидным; когда лопасти заостренные – стреловидным, а если последние оттянуты в стороны – копьевидным. Форма основания пластинки может быть округлой, клиновидной, острой. У листовой пластинки любой из перечисленных форм края могут быть ровные, волнистые и зубчатые.

Поверхность листовой пластинки у одних видов растений гладкая, голая, у других – покрыта волосками.

В основном листья растений, произрастающих в умеренном климате, зеленой окраски, однако они могут иметь в то же время различные оттенки, обусловленные или наличием пигмента, или покровом из волосков. Есть листья ярко-зеленые, темно-зеленые, светло-зеленые, сизо-или серо-зеленые, красноватые и др.

Листья субтропических и тропических растений, кроме вышеуказанных цветов, могут быть от бледно-розового до пурпурно-красного, от светло-коричневого до темно-коричневого и синего цвета.

На листьях могут быть поперечные и продольные штрихи и пятна.

Поверхность пластинки бывает блестящей, лоснящейся или тусклой, матовой. У одних растений листовые пластинки очень тонкие, прозрачные, у других – плотные, мясистые, кожистые. Проходящая по всей пластинке сеть жилок имеет важное значение при определении растения. Различают листья с параллельным и с сетчатонервным жилкованием, которые подразделяются на перистонервные (с ответвлениями в обе стороны от заметной, сильно выдающейся средней жилки) и пальчатонервные с 3,5,7 жилками, расходящимися веерообразно (рис. 7).

Рис. 7. Жилкование листьев: 1 - параллельное; 2 - дуговое; 3 - перистое

У основания черешка многих растений развиваются парные, листовидные или чешуевидные образования – прилистники. Прилистники иногда срастаются вместе, иногда они свободные, не сросшиеся; форма их весьма разнообразна. Несмотря на различие в строении листьев, назначение всех листьев одно – они являются своеобразной химической лабораторией, в которой образуются сложные органические вещества, необходимые для роста и развития растения. Листовая поверхность поглощает растворенный в воде углекислый газ и расщепляет его на кислород и углерод. Корни подают из грунта растворы минеральных солей. Под влиянием солнечных лучей в листьях из углерода и воды образуются углеводы (крахмал, сахар). Этот сложный процесс называется фотосинтезом и происходит только на свету. Из листьев по особым сосудам питательные вещества попадают в стебли, корни и в другие органы растения. В свою очередь корневая система подает к листьям минеральные соли в виде очень слабых растворов. На образование питательных веществ листья расходуют незначительную часть (десятые доли процента) всей проходящей через растение воды, а остальную (большую часть) листья выделяют через устьица, которыми покрыта кожица листьев. Через них же листья выделяют кислород. У водных растений выделение листьями кислорода хорошо можно наблюдать при попадании в аквариум прямых солнечных лучей и при частичной подмене воды. Кислород выделяется в виде мелких, видимых глазом пузырьков, идущих от листьев к поверхности воды.

Ученые установили, что растения имеют зеленый цвет благодаря веществу – хлорофиллу, находящемуся в его клетках. Процесс фотосинтеза без наличия в растениях хлорофилла невозможен. В зависимости от вида и условий произрастания водных растений листья могут быть не только зелеными, но и коричневыми, пурпурно-красными и др. Если у листа любого растения снять верхнюю кожицу, то можно увидеть зеленый цвет хлорофилла.

Образование органических веществ у растений происходит в хлорофилловых зернах. Отличие дыхания растений от их питания на свету состоит в том, что растения дышат всеми своими органами непрерывно и днем и ночью. При дыхании поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Питание растений происходит только на свету. При питании на свету поглощается углекислый газ и выделяется кислород, в растении образуется крахмал, количество органических веществ увеличивается, образуются новые клетки, растение растет. С ростом растения размеры клеток увеличиваются. Как дыхание, так и питание на свету – необходимые процессы в жизни растений.

Стебель является опорой для листьев и одновременно служит проводником питательных веществ, соединяя корневую и листовую части. Стебель имеет и другое важное значение в жизни растения: он выносит листья и цветки к свету. Стебли у водных растений травянистые.

По направлению роста стебли могут быть прямостоячими, стелющимися и восходящими. По очертанию на поперечном разрезе стебли делят на округлые (гладкие или ребристые), двух-, трех-.четырехгранные (грани хорошо заметны на ощупь) или сплюснутые. Поверхность стебля бывает гладкой, голой или же с волосками, шипиками или колючками, покрывающими всю поверхность стебля или только ребра. У одних растений стебель внутри заполнен тканью, у других полый. На стебле располагаются листья, цветки, плоды, а также почки. Ростовая почка имеет зачаток нового побега, цветочная – зачаток цветка. У некоторых растений ростовые почки размещены по всему стеблю, но их не всегда можно заметить. Обрезка стебля вызывает их рост. Цвет стеблей может быть от светло-зеленого до оливково-зеленого и от коричневого до пурпурно-красного.

Видоизменения стебля – клубни и корневища – отличаются от корней наличием побегов и листовых следов. У многих растений в нижней части стебля и в корневище развиваются полости, или воздухоносные камеры. Корневище растет за счет обновления листьев. На корневище листья недоразвиваются и имеют вид маленьких чешуек. Корневище содержит большое количество питательных веществ и способно к размножению.

Генеративные органы

Цветок – укороченный, с ограниченным ростом побег, все части которого видоизменены в соответствии с функциями перекрестного опыления или самоопыления и плодоношения. В цветке различают вспомогательные части – покровы цветка, нектарник и части, связанные с половым размножением (тычинки и пестик или пестики). Стеблевая часть цветка называется цветоножкой, а его верхняя расширенная часть – цветоложем, которое является местом прикрепления остальных частей цветка. На цветоножке у некоторых растений развиваются мелкие листочки (прицветники).

Полный цветок имеет чашечку и венчик. Чашечка обычно зеленая, состоит из свободных или более или менее сросшихся чашелистиков, имеющих главным образом защитное Значение. Венчик, обычно ярко окрашенный, состоит из свободных или сросшихся лепестков. Иногда венчик совсем не окрашен или окрашен неярко (например, у ветроопыляемых). Тычинки и пестик (или пестики) образованы одним или несколькими плодолисточками.

Чашечка и венчик составляют вместе околоцветник, или покровы цветка. От строения и разнообразия частей околоцветника зависит и внешний вид цветка. Околоцветник с чашечкой и венчиком, окрашенными в разный цвет, называют двойным; околоцветник, окрашенный в один цвет, – простым.

В зависимости от того, срастаются или нет между собой чашелистики, чашечка будет сростнолистной или раздельнолистной. Нижняя, сросшаяся часть чашелистиков образует трубочку чашечки. Венчик бывает свободнолепестный или сростнолепестный.

Тычинки – мужские половые органы цветка, состоящие из тычиночной нити и пыльников, в которых образуется пыльца. При созревании пыльники раскрываются, и пыльца из них высыпается.

Пестик – женский половой орган цветка. Важнейшая часть его – завязь с семяпочками. По положению на цветоложе различают верхнюю, среднюю (полунижнюю) и нижнюю завязь. Завязь называется верхней, если она свободно сидит на выпуклом, плоском или вогнутом цветоложе выше основания околоцветника. Средняя завязь до половины срастается с цветоложем; верхняя половина ее остается свободной. Нижняя завязь образуется при полном срастании завязи с цветоложем ниже основания околоцветника. Завязь может быть одно,-двух-,трех-и многогнездной.

Завязь одногнездная не разделена на камеры, а двух-, трех-, многогнездная разделена перегородками; в завязи (или отдельном гнезде) находятся одна, две или много семяпочек, из которых впоследствии развиваются семена (рис. 8).

Рис. 8. Цветки водных растений: 1 - апоногетон; 2 - горец; 3 - эйхорния; 4 - балделлия; 5 - эхинодорус; 6 - перистолистник; 7 - людвигия; 8 - нимфойдес; 9 - криптокорина; 10 - кувшинка; 11 - гетерантера

Верхняя часть пестика вытянута в столбик, иногда короткий, а иногда очень длинный. Самая верхняя часть столбика обычно расширена и называется рыльцем. Столбиков может быть один, два или несколько. Бывают растения, у которых столбиков нет, и рыльца сидят непосредственно на завязи. Такие рыльца называют сидячими. Кроме того, рыльце может быть цельным, двураздельным или многораздельным; форма и величина рылец разнообразна.

Нектарник – железистые образования, помещающиеся обычно в глубине цветка, выделяют сахаристый сок, нектар, из-за которого насекомые и посещают цветки. По внешнему виду нектарники представляют собой небольшие возвышения. У некоторых растений нектар скопляется в особом выросте, называемом шпорцем.

Цветки бывают обоеполые, когда они имеют тычинки и пестики, и однополые, если они имеют или только тычинки (мужские цветки) или только пестики (женские цветки). Различают цветки правильные, или актиноморфные (если через них можно провести несколько плоскостей симметрии), и неправильные, или зигоморфные (если через них можно провести только одну плоскость симметрии).

Неправильные цветки бывают двугубые, язычковые. Встречаются и асимметричные цветки, через которые нельзя провести ни одной плоскости. Другими словами, околоцветник, а также и весь цветок называют правильным, если все его части более или менее одинаковы по величине и форме, и неправильным, если лепестки или чашелистики неодинаковы.

Размеры цветков водных растений различны, от 1 мм до 30 см в диаметре. Самые крупные цветки обычно одиночные. Цветки могут быть собраны в соцветия. Формы соцветий разнообразны: простой и сложный колос, простой и сложный зонтик, кисть, корзинка и др. Наиболее распространенные формы соцветий водных растений показаны на рис. 9.

Рис. 9. Распространенные типы соцветий: 1 - кисть; 2 - метелка; 3 - простой колос; 4 - сложный колос; 5 - головка; 6 - простой зонтик; 7 - корзинка; 8 - сложный зонтик; 9 - початок

Опыление. Растения, у которых пыльца из пыльника попадает на рыльце одного и того же цветка, называются самоопыляющимися, а процесс этот – самоопылением. Если пыльца с одного цветка переносится на рыльце пестика цветка другого растения, то такое опыление называется перекрестным.

В природе существуют целиком однополые водные растения, у которых цветы имеют только пестичное или тычиночное строение, например, телорез алоэвидный.

Плод. Плод, развиваясь из завязи, может содержать одно или несколько семян. Различают плоды: сочные с семенами, заключенными в мясистый сочный околоплодник (куда относятся в свою очередь костянки с одним семенем и ягоды – со многими), и сухие, которые можно подразделить на односемянные и многосемянные. К односемянным относятся: орех – с плотной семенной оболочкой, семянка – с кожистой семенной оболочкой, зерновка – с тонкой кожистой оболочкой, срастающейся с околоплодником. К многосемянным относится коробочка, вскрывающаяся по створкам, образованная срастанием нескольких плодолистиков. Коробочки очень разнообразны. Есть коробочки, имеющие внутреннюю продольную перегородку, и коробочки без перегородок. Коробочка с внутренней продольной перегородкой называется стручком, если длина плода превышает ширину его в 4 раза и более. Во многих случаях встречаются ложные плоды, в образовании которых, кроме плодолистиков, принимают участие и другие части цветка. Плоды некоторых отечественных водных растений показаны на рис. 10.

Рис. 10. Плоды некоторых растений: 1 - кубышка желтая; 2 - водный орех плавающий; 3 - стрелолист обыкновенный; 4 - пузырчатка обыкновенная

Предыдущая || Следующая || Оглавление