Какого пола тычиночные цветки растений

Разделение полов у растений — явление, при котором у растений одного вида имеются как мужские (тычиночные), так и женские (пестичные) цветки. Такая особенность растений является приспособлением, препятствующим самоопылению и способствующим перекрёстному опылению .

Иногда явление разделения полов рассматривают применительно не только к цветковым растениям, но и в более широком смысле — как наличие у нецветковых растений отдельных мужских и отдельных женских генеративных органов.

Различают однодомные, двудомные и многодомные растения — в зависимости от того, на одном или разных растениях одного вида могут находиться мужские, женские и обоеполые цветки (в широком смысле — мужские, женские и обоеполые генеративные органы)
.

Содержание

Опыление [ править | править код ]

Для процесса оплодотворения, протекающего в цветке, необходимо опыление — перенос пыльцы из пыльников на рыльце цветка. Различают два типа опыления:

• перекрёстное опыление — перенос пыльцы между цветками разных особей;
• самоопыление — перенос пыльцы в пределах данного цветка или данной особи.

С помощью перекрёстного опыления осуществляется обмен генами; оно определяет целостность вида. Самоопыление по сравнению с перекрёстным опылением вторично, оно вызвано условиями среды, неблагоприятными для перекрестного опыления, и играет страхующую функцию, но с точки зрения эволюции является тупиковым путём развития.

Цветки первых покрытосеменных растений, по всей видимости, были обоеполы, что способствовало самоопылению; позднее растения выработали приспособления по его недопущению, одним из них стало разделение полов. Примерно у 75 % видов современных цветковых растений цветки обоеполы (гермафродитны), лишь около 25 % видов современных цветковых растений имеют раздельнополые цветки [1] . Отдельные особи некоторых двудомных растений, например конопли, при определённых стрессовых условиях могут произвести цветки обоих полов, то есть стать однодомными.

Классификация разделения полов [ править | править код ]

У однодомных растений женские и мужские цветки (при понимании в широком смысле — мужские и женские генеративные органы) находятся на одной особи («в одном доме»). Однодомность чаще встречается у ветроопыляемых растений. Однодомность устраняет автогамию (опыление рыльца пыльцой того же цветка), но не предохраняет от гейтоногамии (опыления рыльца пыльцой других цветков той же особи). К однодомным растениям относятся: арбуз, берёза, бук, грецкий орех, дуб, кукуруза, лещина, огурец, ольха, тыква и другие тыквенные, хлебное дерево.

При понимании однодомности в широком смысле к однодомным растениям также относятся ель, сосна, а также многие мхи и водоросли.

У двудомных растений мужские и женские цветки (при понимании в широком смысле — мужские и женские генеративные органы) находятся на разных особях («в двух домах»). Двудомность — основной способ современных растений не допустить самоопыления. Этот способ эффективен, но половина популяции в этом случае не даёт семян. К двудомным растениям относятся: актинидия, ива, конопля, лавр, лимонник, облепиха, омела, осина, спаржа, тополь, фисташка. Из нецветковых растений двудомным является голосеменное растение гинкго — на его мужских деревьях появляются спорангии, в которых развивается пыльца, на женских растениях развиваются семязачатки.

У многодомных растений (называемых также многобрачными или полигамными) на одном растении могут находиться как однополые, так и обоеполые цветки (при понимании в широком смысле — как однополые, так и обоеполые генеративные органы).

Различают следующие типы многодомности:

• однополые и обоеполые цветки находятся на одном растении:

• андромоноэция, или андромонэция, — на одном растении находятся мужские и обоеполые цветки (например, у чемерицы)
• гиномоноэция, или гиномонэция [

1] , — на одном растении находятся женские и обоеполые цветки (например, у многих видов семейства Астровые, а также у видов рода Смолёвка семейства Гвоздичные)

тримоноэция, или тримонэция, или ценомоноэция, или ценомонэция, — на одном растении находятся и мужские, и женские, и обоеполые цветки (например, у видов конского каштана)

однополые и обоеполые цветки находятся на разных растениях одного вида:

андродиэция — мужские и обоеполые цветки находятся на разных растениях (например, у куропаточьей травы)

гинодиэция — женские и обоеполые цветки находятся на разных растениях (например, у видов рода Незабудка, у многих яснотковых)

триэция, или трёхдомность, — и обоеполые, и женские, и мужские цветки находятся на разных растениях (у видов ясеня, винограда).

Между типами многодомности имеются переходы.

Разделение полов и Система Линнея [ править | править код ]

Количественный и качественный учёт половых признаков растений, включая учёт особенностей разделения полов, лёг в основу так называемой Системы Линнея — половой системы классификации растений, предложенной шведским учёным Карлом Линнеем (1707—1778) и в значительной степени основанной на учении немецкого ботаника Рудольфа Камерариуса (1665—1721). Система Линнея была впервые опубликована в работе «Система природы» (1735), во второй половине XVIII стала почти общепризнанной, использовалась до середины XIX века. Однодомные растения образовали XXI класс этой Системы, двудомные — XXII класс, многодомные — XXIII класс [2] .

Самой удивительной и прекрасной частью современных цветковых растений является цветок. Разные растения имеют разные цветки: у одних они большие и душистые, у других – мелкие и невзрачные. Но все цветки на нашей планете выполняют одну и ту же функцию – размножение. За эту функцию у любого цветкового растения ответственны два органа, которые содержит каждый цветок – пестик, тычинка. Каждое растение имеет свои особенности расположения этих органов воспроизводства.

Соцветия

Цветы вырастают на побегах. Очень эволюция оптимизировала процесс репродуктивности, и часто побег отбрасывает несколько ответвлений, в каждом из которых образуется отдельный цветок. Такая форма образования цветков называется соцветием.

Соцветия бывают сложными и простыми. Простые совокупности цветков собирают все цветки на главной оси побега. Соцветия сложные характеризуются тем, что на главной оси расположены не отдельные цветки, а небольшие разветвленные соцветия, которые отражают строение цветка. Схема типичного соцветия приведена ниже:

Крупные цветки обычно растут поодиночке. В соцветия собираются цветки поменьше. Собранные вместе, они придают соцветию структурность и красочность, насыщая воздух вокруг себя ароматом нектара. Этот чудесных запах привлекает насекомых, которые стремятся к цветку и мимоходом переносят пыльцу с одного цветка на другой.

В соцветии также образуется больше семян и плодов, чем у одиночных цветков. Так достигается вероятность большего распространения того или иного вида растений на земле. В этом и заключается биологическое значение образования соцветий.

Соцветия-цветки

Некоторые соцветия в процессе эволюции стали выглядеть, как один огромный одиночный цветок. Так цветут подсолнечник, ромашка, василек, калина, георгина и множество других известных растений. Насекомые и животные, которые собирают нектар,обращают внимание на такие крупные и яркие цветки. Поэтому животные-опылители могут опылить за один раз сразу несколько соцветий.

Строение цветка

Схема цветка, представленная ниже, дает представление о типичном строении этого органа. Цветки различных растений расположены на плодоножке. Так называется последний узелок на стебле растения. Место, на котором, как на ладошке, распускается сам цветок, называется цветоложе. Этот орган является каркасом, на котором базируется строение цветка. Цветоложе окружает околоцветник, который защищает пестик и тычинку и привлекает насекомых к данному цветку.

Некоторые околоцветники образуют венчик. Так называется совокупность внутренних лепестков цветка, имеющих яркую, контрастную окраску. Венчик служит для визуального привлечения насекомых, которые собирают пыльцу.

Схема типичного цветкового растения представлена ниже.

2- тычиночная нить;

Вся эта сложная конструкция предусмотрена для выполнения репродуктивной функции. Основными органами, отвечающими за возникновение плода, являются тычинка и пестик. Для примера и сравнения этих частей цветка рассмотрим, как они устроены у тюльпана и вишни.

Строение тычинки и пестика

Вишня и тюльпан — совершенно отличные между собой растения, их не спутает даже ребенок. Тем не менее, тычинка и пестик этих представителей флоры имеют много общего. Оба вида относятся к царству покрытосеменных. Пестик тюльпана столбика не имеет, и рыльце сидит прямо на верхней части завязи. Рыльце никогда не бывает гладким. Обычно оно шероховатое, ветвистое, иногда даже клейкое. Такие сложности в строении рыльца обусловлены тем, что ему нужно как можно больше собрать и оставить пыльцы для оплодотворения. Иногда рыльце расположено высоко на столбике – на большей высоте гораздо лучше улавливать пыльцу.

Пестик и тычинка, схема которых представлена ниже, отражают типичное строение репродуктивных органов покрытосеменного растения.

Завязью называют расширенную, нижнюю часть пестика. В ней расположены женские яйцеклетки растения — семяпочки. В этой части пестика зреют зачатки будущих семян и плодов. Вишня имеет один семязачаток, а у тюльпана их несколько десятков. Поэтому у вишни все плоды – односемяные, а у тюльпана одновременно развивается и созревает много семян.

И у тюльпана, и у вишни виды тычинок одинаковые. Они состоят из тонкой нити и крупного пыльника. Внутри пыльника образуется большое скопление пыльцы, в которой каждая пылинка является отдельной мужской половой клеткой. Цветок вишни имеет множество тычинок, а у тюльпана их всего лишь шесть штук. Перенос пыльцы растения из пыльников на рыльце называют опылением. После того как пыльца осела на рыльце, происходит оплодотворение – мужские половые клетки сливаются с женскими, давая жизнь новому плоду.

Как видно из описания, и тычинка, и пестик одинаково важны для оплодотворения. Именно в пестике рождается плод, поэтому этот орган растения является женской частью цветка. Тычинки, в свою очередь, называются мужской частью цветка.

Мужские и женские цветки

В рассматриваемых выше примерах вишни и тюльпана тычинка и пестик содержались в каждом цветке этого растения. Таких представителей растительного мира называют обоеполыми. Но у некоторых растений в цветках бывают либо тычинки, либо одни пестики. Таких представителей нашей флоры называют однополыми. Среди однополых растений – огурцы, шелковица, тополь, облепиха. Каждый отдельный экземпляр однополого вида имеет либо мужские, либо женские цветки.

Обозначение мужских и женских растений

В ботанике принято пестичные (женские) цветки обозначать астрологическим символом Венеры. А мужские (тычиночные) помечают знаком Марса.

Однодомные и двудомные

Тычиночные и пестичные цветки довольно часто располагаются на одном и том же растении. Таким образом, данное дерево или куст способны к самоопылению и воспроизводству без посторонней помощи. Растения, которым присуще это качество, получили название однодомных. Типичные однодомные растения – огурцы, тыква, орешник. У других представителей растительного мира тычинки и пестики находятся на разных экземплярах растений. Такая особенность позволила ботаникам выделить эти экземпляры в класс двудомных растений. Широко распространены такие двудомные виды, как ива, крапива, тополь, осина.

Городским жителям средней полосы нашей страны хорошо знаком тополь – типичное двудомное растение. Весной тополя рассыпают пыльцу, а ранним летом женские экземпляры этого вида роняют белый пух. Известные всем белые облачка являются парашютами, с помощью которых тополь распространяет свои семена. Тонкие кружевные нити пуха позволяют семечку лучше держаться в воздухе и отлетать от дерева-родителя на значительное расстояние. Такой же метод распространения собственных плодов присущ одуванчикам.

Итоги

Тычинки и пестики – это важнейшие составляющие любого цветкового растения. Понимание принципов распространения растений в природе важно во многих сферах нашей повседневной жизни. Например, описанный выше способ размножения тополей приводит к многочисленным аллергическим заболеваниям. Высаживание лишь мужских особей этого растения в разы сможет уменьшить число больничных листов на городских предприятиях и улучшить здоровье жителей данного населенного пункта.

Цветок — сложная система органов, обеспечивающая семенное размножение у цветковых растений. Появление цветка в процессе эволюции — ароморфоз, обусловивший широкое распространение на Земле покрытосеменных, или цветковых, растений.

Функции цветка:

• образование тычинок с пыльцевыми зернами плодолистиков (пестиков) с семяпочками;
• опыление;
• сложные процессы оплодотворения;
• формирование семени и плода.

Цветок — это укороченный видоизмененный и ограниченный в росте побег, несущий околоцветник, тычинки, плодолистики (пестики). Строение цветков у всех цветковых растений сходно, а форма — разнообразна. В этом проявляется идиоадаптация — приспособление к различным способам опыления.

Наружное строение цветка

Цветком заканчивается главный стебель или боковые. Безлистная часть стебля под цветком называется цветоножкой. У сидячих цветков цветоножка отсутствует либо сильно укорочена. Цветоножка переходит в укороченную ось цветка, его стеблевую часть — цветоложе. Форма цветоложа может быть удлиненной, выпуклой, плоской, вогнутой. На цветоложе располагаются все части цветка: чашелистики и лепестки, тычинки и пестик (пестики).

Чашелистики и лепестки вместе составляют околоцветник. Чашелистики обычно защищают от повреждений цветок, особенно бутон, но могут выполнять и другие функции. В зеленых чашелистиках, содержащих хлоропласты, происходит фотосинтез. У некоторых растений (тюльпан, ветреница) они становятся лепестковидными и выполняют функции лепестков; могут служить для защиты развивающихся плодов, для их распространения.

Произошли чашелистики из верховых вегетативных листьев. Доказательством этого является их морфологическое сходство с листьями, четко, выраженное у некоторых растений (пион), и спиральное расположение. Совокупность чашелистиков образует чашечку, которая бывает либо раздельнолистной, либо сростнолистной.

Строение цветка растения

Лепестки выполняют функции привлечения опылителей и содействия успешному опылению. Происхождение лепестков двоякое: у одних растений — это видоизмененные тычинки. Такие лепестки у кувшинки, а также у представителей семейств лютиковых, гвоздичных, маковых и др. Другая группа растений имеет лепестки, как и чашелистики, листового происхождения (пион, магнолиевые).

Совокупность лепестков цветка называется венчиком. Размеры, строение, окраска венчика разнообразны, что связано с биологией опыления. У ветроопыляемых растений венчик либо недоразвит, либо отсутствует. Лепестки могут срастаться краями, образуя скоростнолепестной венчик (вьюнок, петуния). В процессе эволюции такой венчик произошел от свободнолепестного.

При наличии в цветке чашечки и венчика околоцветник называется двойным. Если лепестков нет либо разница между ними неясно выражена, околоцветник называется простым. Простой околоцветник может быть либо венчиковидным с яркой окраской — у тюльпанов, лилий, ландышей, либо чашечковидным, зеленого цвета — у конопли, лебеды, крапивы. Цветки без околоцветника называются голыми — у осоки, ивы.

Тычинки

Внутри околоцветника ближе к лепесткам располагаются тычинки. Число их различно: от одной до десятка и более. В процессе эволюции тычинка дифференцировалась на тычиночную нить и пыльник. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных продолжением тычиночной нити. В каждой половинке пыльника по два спорангия, их называют гнездами пыльника, или пыльцевыми мешками.

Строение тычинки цветка

Гнезда заполнены тканью из первичных спорогенных клеток. В результате ряда последовательных митозов из первичных спорогенных клеток образуется множество материнских клеток — микроспор. Затем материнские клетки делятся мейотически, образуя тетрады гаплоидных микроспор. Каждая такая микроспора превращается в пыльцевое зерно. Для этого она увеличивается в размерах и покрывается двойной оболочкой: наружной (экзиной) и внутренней (интиной). Наружная оболочка благодаря основному ее компоненту — спорополленину — характеризуется высокой стойкостью: не растворяется в кислотах и щелочах, выдерживает температуру до 300°С, сохраняется миллионы лет в геологических отложениях.

Внутри пыльцевого зерна формируется мужской гаметофит: гаплоидная микроспора делится митотически, образуя более крупную клетку-трубку (вегетативную) и в ней —маленькую генеративную клетку. Генеративная клетка делится еще раз митотически на две мужские гаметы — спермии.

Пестики

Внутреннюю часть цветка занимают пестики. Количество их бывает от одного до десятка и более. Каждый пестик образован одним или многими сросшимися плодолистиками.

В нижней части пестика — завязи — находятся семязачатки (семяпочки). Из верхней его части в процессе эволюции образуется столбик, приподнимающий рыльце над пестиком. При отсутствии столбика рыльце называется сидячим. Завязь может быть верхняя, если она располагается на плоском или выпуклом цветоложе, а все остальные части цветка прикрепляются под пестиком. У цветков с нижней завязью вогнутое цветоложе срастается с ее стенкой, околоцветник и тычинки прикрепляются над пестиком.

Строение пестика

У завязи пестика находится полость — гнездо. Различают одно-, и многогнездную завязи. Многогнездная завязь образуется в результате срастания нескольких плодолистиков. Количество гнезд равно числу сросшихся плодолистиков. В каждом гнезде на стенках завязи формируются семязачатки (семяпочки), либо сидячие, либо на семяножках. Их бывает от одного (слива, вишня) до нескольких тысяч (мак, орхидные).

Строение семязачатка (семяпочки)

При анатомическом исследовании семяпочки различаются следующие составные части:

• Семяножка;
• нуцеллус;
• покровы;
• микропиле;
• зародышевый мешок.

По семяножке в зародышевый мешок поступают питательные вещества и ею семяпочка крепится в завязи. Нуцеллус семяпочки — это паренхиматическая питающая и защитная для мегаспор ткань. Снаружи нуцеллус одет одним или двумя покровами (интегументами). Они покрывают нуцеллус не сплошь. Чаще сверху семяпочки они не соединяются и образуют небольшое отверстие, которое называется микропиле, или пыльцевход.

Самую внутреннюю часть семяпочки занимает зародышевый мешок, который у покрытосеменных представляет собой женский гаметофит.

Строение семязачатка

Семязачаток (семяпочка) состоит из макроспорангия и окружающего его покрова. В макроспорангии закладывается одна материнская клетка, из которой путем мейоза образуется тетрада гаплоидных макроспор. Три из них отмирают и разрушаются, а четвертая (дающая начало женскому гаметофиту) макроспора сильно вытягивается в длину, одновременно ее гаплоидное ядро делится митотически. Дочерние ядра расходятся к разным полюсам удлиненной клетки.

Далее, каждое из образовавшихся ядер делится митотически еще дважды и образует по четыре гаплоидных ядра у разных полюсов клетки. Это уже зародышевый мешок, имеющий восемь гаплоидных ядер. Затем от каждой из двух четверок ядер по одному направляются к центру зародышевого мешка, где они сливаются, образуя вторичное диплоидное ядро.

После этого в цитоплазме зародышевого мешка возникают клеточные перегородки между ядрами и он становится семиклеточным.

У одного из полюсов зародышевого мешка размещается яйцевой аппарат, состоящий из более крупной яйцеклетки и двух вспомогательных клеток. У противоположного полюса — три клетки-антипода. Все шесть клеток гаплоидны. В центре находится диплоидная клетка со вторичным ядром.

У большинства растений цветки имеют тычинки и пестики и называются обоеполыми. Бывают цветки и однополыми: тычиночные (мужские) либо пестичные (женские). Мужские и женские цветки могут располагаться на одной особи, такое растение называют однодомным (огурец, кукуруза, дуб, береза), а если на разных особях — двудомным (конопля, ива, тополь). Однополые цветки и двудомные растения — это одно из приспособлений к перекрестному опылению.

Диаграммы и форумулы растений

Для краткого описания цветка пользуются диаграммами и формулами. Диаграмма — это схематическая проекция элементов цветка на плоскость, перпендикулярную к его оси. Все части цветка, прицветник и материнский побег обозначают определенными значками: чашелистики — фигурной скобкой, лепестки — круглой скобкой, тычинки — поперечным разрезом через пыльник, пестик — поперечным разрезом через завязь.

При составлении формулы цветка околоцветник обозначают буквой О, чашелистики — Ч, лепестки — Л, тычинки — Т, пестик — П. Число частей цветка обозначают цифрой, написанной у основания буквы. Если тычинок и пестиков больше 12, ставят значок — ∞. При срастании частей цветка соответствующие цифры берут в скобки. Верхнюю завязь обозначают горизонтальной чертой под числом, нижнюю — над числом пестиков.