Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Мир науки. Примитивные растения состоят из


Биология для студентов - 34. Строение цветка

Цветок - это высокоспециализированный орган полового и бесполого размножения покрытосеменных растений. В цветках происходят процессы:

  • микро- и мегаспорогенеза,
  • микро- и мегагаметогенеза,
  • опыления,
  • оплодотворения,
  • образования плода и семени.

Абсолютное большинство цветковых растений имеют обоеполые цветки.

Цветок состоит из частей:

  • стерильной,
  • фертильной.

К стерильной части относится околоцветник, к фертильной - андроцей и гинецей. Цветоножка представляет собой междоузлие под цветком и соединяет его со стеблем. Цветки, не имеющие цветоножек, называют сидячими. На цветоножке могут располагаться листочки, называемые прицветниками. Цветоложе - это расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются части цветка. Чаще всего оно бывает плоским, реже - выпуклым (лютик, малина) или вогнутым.

Части цветка могут размещаться на цветоложе по спирали (спиральное расположение) или по кругу (циклическое расположение). Иногда может быть смешанное (гемициклическое) расположение, когда, например, части околоцветника располагаются по кругу, а тычинки и пестики - по спирали.

Для некоторых групп ветроопыляемых растений характерны раздельнополые цветки, состоящие из одних тычинок (мужские, или тычиночные) или из одних пестиков (женские, или пестичные). Такие цветки обычно имеют редуцированный околоцветник или лишены его. Раздельнополые цветки могут развиваться на одной и той же особи. Такое растение называется однодомным. Если цветки образуются на разных особях, растение называется двудомным.

В зависимости от симметрии различают цветки:

  • актиноморфные (правильные, многосторонне симметричные),
  • билатерально-симметричные (с двумя осями симметрии),
  • зигоморфные (с одной осью симметрии),
  • асимметричные.

Симметрия цветка определяется в основном структурой околоцветника. Околоцветник бывает простым (гомохламидным) и двойным (гетерохламидным). В случае отсутствия околоцветника цветок называют ахламидным. Двойной околоцветник дифференцирован на чашечку и венчик Чашечка в основном выполняет защитную функцию, состоит из чаше­листиков, окрашенных обычно в зеленый цвет. Они могут быть свободными или сросшимися (как у бобовых) и образуют спайную или колокольчатую чашечку, на верхушке которой находятся зубцы. В некоторых группах ча­шечка редуцируется (зонтичные) или видоизменяется в волоски, щетинки (сложноцветные).

Венчик имеет разнообразную окраску и по размерам обычно значительно превосходит чашечку. Он состоит из лепестков. У некоторых растений (гвоздика, мыльнянка) верхняя (расширенная) часть лепестка называется пластинкой, или отгибом, нижняя (суженная) - ноготком. Лепестки венчика могут быть одинаковыми или различаться между собой. У многих растений венчик является сростнолепестным. При этом различают трубку венчика и отгиб, который обычно заканчивается зубцами, или лопастями. Место пере­хода трубки в отгиб называется зевом.

Простой околоцветник состоит из одинаковых листочков и характерен для представителей однодольных растений и некоторых двудольных (например ветрениц, купальницы). Он чаще бывает венчиковидным (ярко окрашенным), иногда - чашечковидным (зеленым).

Андроцей - это совокупность тычинок в цветке. Их количество варьируется от одного (орхидные) до нескольких сотен. Тычинки могут быть свободными или срастаться, могут иметь неодинаковую длину. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Прикрепление тычиночной нити к пыльнику также может быть разнообразным.

Пыльник имеет две половинки (теки), отделенные друг от друга связником. Каждая тека содержит по два пыльцевых гнезда, являющихся гомологами микроспорангиев.

На поперечном срезе пыльника можно увидеть следующие ткани:

эпидермис,

эндотеций,

1-3 средних слоя, состоящих из паренхимных клеток.

Самый внутренний слой стенки пыльника (тапетум) снабжает спорогенную ткань питательными веществами, однако после образования микроспор его клетки, как правило, разрушаются.

В пыльцевом гнезде находится спорогенная ткань, формирующая микроспоры (пыльцевые зерна), причем при их образовании происходит процесс мейоза. Пыльцевое зерно имеет две оболочки: наружную (экзину) и внутреннюю (интину). В нем развивается мужской гаметофит, который очень редуцирован и состоит из двух клеток: сифоногенной и генеративной. Генеративная заменяет антеридий и дает начало двум спермиям.

Место прикрепления семязачатка к завязи называют плацентой, а рас­положение плацент в завязи - плацентацией.

Гинецей - это совокупность плодолистиков, образующих один или несколько пестиков.

Плодолистик состоит из стерильной и фертильной (семязачатков) частей. У примитивных растений гинецей состоит из несросшихся плодолистиков. Такой тип называют апокарпным. Плодолистик может быть плоским, а также с не полностью или полностью сращенными краями.

В результате срастания замкнутых плодолистиков своими боковыми поверхностями формируется синкарпный гинецей. Паракарпный гинецей возникает в процессе размыкания отдельных плодолистиков и срастания их между собой краями, а лизикарпный - в результате разрушения боковых стенок синкарпного гинецея. Количество плодолистиков, образовавших ценокарпный гинецей, можно определить по числу столбиков на одной завязи, количеству лопастей рыльца, числу гнезд завязи.

Основные типы гинецея:

1 - апокарпный; 2 - синкарпный; 3 - паракарпный; 4 - лизикарпный

Пестик дифференцируется на завязь, стилодий (оттянутая верхушка плодолистика) и рыльце. Сросшиеся стилодии нескольких плодолистиков называют столбиком. В зависимости от типа цветоложа завязь может зани­мать разное положение по отношению к другим органам цветка. Верхняя завязь не срастается с околоцветником, свободно располагается на цветоложе, а части околоцветника и тычинки прикрепляются под ней. Цветок в этом случае называют подпестичным. Нижняя завязь полностью срастается с во­гнутым цветоложем, основанием частей околоцветника и тычинок. Она на­ходится как бы под околоцветником и тычинками. Цветок, обладающий нижней завязью, называют надпестичным. Полунижняя (или средняя) завязь частично срастается с цветоложем и чашечкой.

vseobiology.ru

Эволюция проводящей системы у растений

Изучая ткани растений все понимают, что по растению происходит транспорт веществ, но многие ученики путаются в том, что такое ксилема, что такое флоэма? На флоэму и ксилему делятся ведущие ткани, основной функцией которых является

проведение по растению воды и растворенных в ней органических и неорганических веществ. Именно проводящие ткани образуют систему, связывает все органы растения. Высокодифференцированные проводящие ткани есть только в так называемых сосудистых растений, в мохообразных и низших растений их нет. Сложнее построена система проводящих тканей у покрытосеменных. По ксилеме осуществляется транспорт воды и минеральных солей от корня ко всем другим органам, а флоэме транспорт воды и органических веществ от листьев к корню.

 

Ксилема - механическая ткань делится на сосуды и трахеиды. Сосуды - длинные пустотелые трубки образованы из вертикального ряда паренхимных клеток. Трахеиды - удлиненные мертвые клетки без цитоплазмы. Флоэма - механически специализированная ткань. Включает ситовидные трубки - вертикальный ряд удлиненных живых клеток с целлюлозной оболочкой, на поперечных стенках много отверстий - перфораций.

Проводящие ткани растений вместе с механическими тканями образуют сосудисто-волокнистые пучки.

 

Таким образом, изучая биологию растений, мы уже знаем, что наибольшее эволюционного развития ведущая система достигла именно в цветочных. Она более совершенна, чем у голосеменных, папоротникообразных или иных групп высших растений. На сегодняшний день некоторые современные наиболее примитивные двудольные, вымершие (беннетиты) и ныне существующие примитивные голосеменные (саговники) имеют не сосуды, а трахеиды.

Лишь в некоторых цветковых растений сохранилась бессосудистых ксилема. Но в большинстве из них рядом с трахеид имеются еще и сосуды, которые являются основными водопроводными элементами. В отличие от трахеид каждый членик сосуда, т.е. каждый клеточный элемент, имеет сквозные отверстия - перфорации. Примитивные членики сосудов очень похожи своей веретенообразной формой и заостренными концами на трахеиды. Они достаточно длинные, узкие, тонкостенные, в поперечном разрезе угловатые и не имеют конечной стенки. Боковые стенки таких сосудов имеют еще лестничной пористость, а перфорационная пластинка, есть место столкновения и слияния двух соседних члеников, состоит из многочисленных (100-150) лестничной перекладин, которые чередуются с продольными перфорациями. Еще в XIX в .. учеными было доказано, что лестничной перфорация члеников сосудов возникла лестничной пористости трахеид в результате исчезновения замыкающих пленок пор в местах соединения расположенных один стенок соседних трахеид. В эволюционном смысле от лестничной трахеиды до членика сосуда с лестничной перфорацией лишь один шаг, потому сосуды и возникли в разных линий развития цветковых растений независимо и гетерохронно. Они возникли совершенно независимо у двудольных и однодольных. Преобразование лестничной трахеид в членики сосудов - один из ярких примеров параллельной эволюции.

Как и все другие структурные элементы, членики сосудов в процессе эволюции совершенствуются. Их длина постепенно уменьшается, они становятся шире и в большинстве случаев приобретают более толстых стенок. Сечение на поперечном срезе становится округлым, лестничной боковые поры заменяются более или менее ограничена порами, которые сначала размещаются в горизонтальных рядах - противная пористость, а затем их размещения становится поочередным в виде косых рядов - поочередная пористость. Конечные стенки на первых этапах эволюции еще совсем косые, позже они становятся ярко выражены и постепенно приобретают поперечного положения, т.е. размещаются под прямым углом к длине сосуда. По мере укорочения длины и увеличение диаметра члеников сосудов отверстия в лестничной перфорационной пластинке расширяются, количество перекладин уменьшается, и в конце концов после исчезновения всех поперечников образуется одна большая перфорация. Ее называют простой и она является наиболее совершенным типом сквозного отверстия между члениками сосудов, так как сопротивление току жидкости сведено к минимуму.

Выше, наиболее совершенным типом члеников сосудов является короткий бочонкоподибний членик, ширина которого больше длины. Эволюция члеников сосудов является примером приспособительной эволюции и завершающим кульминационным типом конечного звена в цепи структурных преобразований.

Эволюция ситоподибних трубочек цветковых растений также начиналась с достаточно примитивных типов, близких к ситоподибних клеток голосеменных растений. Членики ситоподибних трубочек отличаются от ситоподибних клеток голосеменных наличием ярко выраженных ситоподибних участков, представляют собой углубления первичной стенки, пронизанные порами, через которые протопласты соседних члеников объединяются с помощью связующих тяжей. Считают, что поры возникают из каналов плазмодесм путем их ферментативного «просверливания». Но связующие тяжи ситоподибних участков значительно толще плазмодесм и кроме того каждая пора ситоподибний участке содержит маленький каллозовий цилиндр, через который проходит тяж (каллоза - полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, соединенных в спиральный цепочку). У голосеменных связующие тяжи еще тонкие и похожи на обычные плазмодесмы, но у цветковых растений они достигают значительной толщины. В процессе эволюции происходит постоянное утолщение связующих тяжей и окружающих их каллозных трубок.

 

На более ранних стадиях эволюции ситоподибних трубок все ситоподибни участки данного членика одинаковы, но затем начинают выделяться участки с более развитыми каллознимы трубками. Такие, более специализированные ситоподибни участки обычно локализуются на определенных стенках члеников, чаще всего на конечных. Части стенки, несущие такие специализированные ситоподибни участки называются ситоподибнимы пластинками.

Ситоподибна пластинка может состоять из нескольких ситоподибних участков с лестничной, сетчатым или иным их размещением. Такая пластинка называется сложной. Если ситоподибна пластинка состоит только из одной ситоподибнои участка, ее называют простой.

Примитивные формы ситоподибних трубочек состоят из довольно длинных узких и заостренных члеников с косыми конечными стенками и более или менее одинаковыми ситоподибнимы участками на конечных и боковых стенках. Подобно конечным стенкам члеников сосудов, конечные стенки члеников ситоподибних трубочек в процессе эволюции постепенно имеют меньший наклон и в конце концов становятся поперечными, т.е. размещаются под прямым углом к боковым стенкам. Одновременно с этим происходит постепенная локализация ситоподибних участков на конечных стенках. При этом сложные ситоподибни пластинки переходят в простые, более приспособленные для транспорта ассимилянтов в растении. Этот процесс аналогичен превращению лестничной перфорации члеников сосудов в простую. В обоих случаях совершенствуется механизм перемещения жидкостей.

 

В процессе эволюции цветковых растений происходило уменьшение длины и увеличение диаметра члеников ситоподибних трубок, которое привело к образованию коротких и широких бочонкоподибних образований, которые встречаются в высокоспециализированных сосудов. Наблюдается определенная корреляция в эволюции ситоподибних трубок и сосудов, и как правило, уровень специализации ситоподибних трубочек соответствует уровню развития сосудов.

worldofscience.ru

Каковы особенности строения мхов? Строение мха "кукушкин лен"

Каковы особенности строения мхов? По своему строению они напоминают водоросли, но, в отличие от них, большинство видов мхов имеют стебель и листья. Напоминающие корни ризоиды помогают им удерживаться на поверхности и впитывать воду. Для мхов характерен довольно широкий спектр местообитаний. Большая часть из них предпочитает влажные, тенистые места, часто вокруг основания деревьев. Но есть и те, которые любят свет, и растут как эпифиты на ветвях деревьев или на открытых площадках, таких, как глинистые берега и края дорожек. Все сфагновые или торфяные мхи произрастают на озерах и болотах, где стоячая вода круглый год.

Внешний вид

Большинство мхов – это мелкие, зеленые листовые растения, прикрепленные к почве, коре деревьев или камням тонкими нитевидными корешками, которые называются ризоиды. Некоторые виды могут иметь одиночные прямостоячие стебли, в то время как другие имеют ветвящиеся стебли и напоминают мягкий зеленый ковер, покрывающий почву. В Новой Зеландии произрастает самый высокий мох (Даусония суперба), достигающий высоты полуметра, однако большинство видов достигают около 1-2 сантиметров в высоту.

Выживание в суровых условиях

Настоящие мастера анабиоза, такие как мхи, могут выдерживать действие высокой температуры (до 70 °С) в течение продолжительного времени, а с возвращением влаги они возвращаются к жизни снова. Эта удивительная форма жизни будет расти в глубоких, дремучих лесах и пещерах, где интенсивность света недостаточна для благоприятного роста любого другого зеленого растения. В высоких широтах Арктики мхи являются одной из немногих растительных форм, которые могут пережить разрушительный холод. Многие виды могут благоприятно существовать в труднодоступных трещинах и щелях, где большинство растений попросту не смогли бы выжить. Они не умирают даже тогда, когда высыхают. В засушливые периоды их метаболизм выключается до тех пор, пока не возвращаются дожди, когда их процессы запускаются вновь, и все жизненные функции восстанавливаются. В этом помогают особенности строения мхов. Эти примитивные растения считаются одними из первых, кто развил в себе способность жить на суше.

Вездесущие споры

Выпущенные споры мхов способны преодолевать большие расстояния по ветру и оставаться жизнеспособными в течение десятилетий. После нахождения комфортных условий они оседают и начинают производить волосатые филаменты. Из спор прорастают нити, которые крепятся к поверхности с помощью ризоидов. Строение мха представлено гаметофитом, в который входят стебель и листья, где осуществляется процесс фотосинтеза, во время которого солнечный свет преобразуется в питательную энергию. Каковы особенности строения мхов? Мхи не имеют полноценных листьев, вместо них на стеблях расположены по спирали крошечные отростки в виде плоских чешуек или хлопьев.

Мхи: строение и размножение

Хотя мхи не цветут, у некоторых видов побеги с мужскими половыми органами могут выглядеть как маленькие зеленые цветочные головки. Размножение происходит под открытым небом, оно не скрыто внутри цветов. Антерозоиды выпускаются в маленькие мешочки, для того, чтобы оплодотворить яйцо соседних клеток. В стебле есть споровая капсула, которая называется спорангий, она может выпускать до миллиона спор. Созревание происходит под специальным покрытием, которое высыхает и отваливается, когда в этом больше нет необходимости. Вызревшие споры высвобождаются и покидают капсулу, чтобы сформировать новые растения. Мхи не зависят только от полового размножения. Гаметофиты имеют шарики из неспециализированных клеток, прикрепленных к ним. Если один из пбоковых обегов обломался, то одной простой клетки достаточно для формирования нового. Это обеспечивает выживание растения при неблагоприятных условиях. Особенности строения мхов, простота конструкции и несколько способов размножения позволяют им находить себе местообитание повсеместно от полярного круга до экватора. Это удивительно устойчивые и универсальные растения.

Биологии и эволюция

Существует предположение о том, что мхи являются общим предком всех наземных растений. Современная наука выделяет более 10 000 видов, приспособленных к самым различным местам обитания, от водоемов до пустыни. Несмотря на то, что строение мха конструктивно простое, гаметофиты содержат разные типы клеток. В ответ на обезвоживание, клетки возобновляют деление и дифференцируются в толстостенные, стянутые клетки, которые подвергаются запрограммированной клеточной смерти. Жизнь возобновляется после того, когда растение попадает в благоприятные условия. Мхам удалось сохранить примитивные аспекты клеточной структуры и состава, а также удивительную способность к приспособлению, что позволило им заселить разнообразные среды обитания.

Особенности структуры

Каковы особенности строения мхов? Структура включает в себя стебель, листья, подкрыльцовые волосы и ризоидаы. Стебель, как правило, состоит из мелких толстостенных эпидермальных клеток, тонкостенных клеток паренхимы и проводящих клеток. Проводящие клетки включают гидроиды и лептоиды. Листья, как правило, состоят из одного слоя клеток, за исключением жилки и полей, которые могут состоять из нескольких слоев дифференцированных клеток. На стебле имеется спорофит, спорангий, споры, которые также состоят из специализированных типов клеток.

Преимущества структуры мха

Каковы особенности строения мхов, мы уже выяснили, теперь следует рассмотреть их структурные преимущества. Поскольку мхи получают все питательные вещества из воздуха, так как настоящих корней у них нет, этим неприхотливым растениям требуется только тень, кислая почва и достаточное увлажнение. Предпочитаемым местом обитания является малоплодородная почва с низким содержанием биогенов в воде. Помимо хорошей адаптационной приспособляемости, мхи обладают хорошей способностью для производства больших объемов ткани, состоящей из одного типа клеток, а также быстрой регенерации протопластов в клеточной стенке.

Кукушкин лен

Строение мха кукушкин лен обыкновенный представлено тонкими коричневатыми стеблями, густо покрытыми мелкими темно-зелеными листьями. Это многолетнее растение часто покрывает сырые места плотным ковром, используется в медицинских целях. Кукушкин лен растет в тундре, на болотах, в горах, лесах и лугах. Он образует подушку дерна или сливается в один непрерывный плотный навес. Многолетние листовые стебли мха имеют достаточно большой размер. В нижней части стебля развиваются ризоиды (примитивный аналог корней).

Далее располагается основной горизонтальный стебель без листьев. Затем формируется вторичный прямостоячий стебель длиной до 15 см. Отдельные экземпляры могут достигать 30 см. Вторичный стебель густо покрывает подобие листьев. Внутреннее строение кукушкиного мха представлено примитивной сосудистой системой, по которой вода и питательные вещества движутся по стеблю к листьям. Некоторые стволовые клетки удлинены и соединены в пары, предназначены исключительно для перевозки воды. Нижние листья на стебле не развиваются, но остаются в виде чешуек.

fb.ru