Цвето́к ( множ . цветки́ , лат. flos, -oris , др.-греч. ἄνθος, -ου ) — система органов семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений .

Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег , приспособленный для образования спор и гамет , а также для проведения полового процесса, завершающегося образованием плода с семенами . Исключительная роль цветка как особой морфологической структуры связана с тем, что в нём полностью совмещены все процессы бесполого и полового размножения. От шишки голосеменных растений цветок отличается тем, что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика , а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи.

Цветок, будучи уникальным образованием по своей природе и функциям, поразительно разнообразен по деталям строения, окраске и размерам. Самые мелкие цветки растений семейства Рясковые имеют в диаметре всего около 1 мм, в то же время как самый крупный цветок у раффлезии Арнольда ( Rafflesia arnoldii ) семейства Раффлезиевые , обитающей в тропических лесах на острове Суматра , достигает в диаметре 91 см и имеет массу около 11 кг.

Цветки бывают одиночными, но чаще группируются в соцветия .

Гипотезы происхождения цветка

Из попыток понять происхождение наиболее типичного для покрытосеменных растений обоеполого цветка с так или иначе устроенным околоцветником родились основные гипотезы происхождения покрытосеменных как таксона.

Фолиарная теория

Теория, исходящая из гипотезы Иоганна Вольфганга Гёте , в соответствии с которой цветок есть укороченный побег, а его элементы, кроме цветоложа , имеют листовое происхождение.

Псевдантовая теория

Время: начало XX века .

Основатели: А. Энглер , Р. Веттштейн .

Теория основана на представлении о происхождении цветковых от эфедроподобных и гнетоподобных 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 цветки с небольшим и строго фиксированным числом частей, а дальнейшая их эволюция шла по линии от простого к сложному.

Стробилярная, или эвантовая теория

Время: конец XVIII века — начало XX века.

Основатели: И. В. Гёте , О. П. Декандоль (типологические построения), Н. Арбер и .

Согласно этой теории, наиболее близки к искомым предкам покрытосеменных мезозойские беннеттиты , а исходный тип цветка представляется сходным с тем, что наблюдается у многих современных многоплодниковых: обоеполый энтомофильный цветок с удлинённой осью, большим и неопределённым числом свободных частей. Дальнейшая эволюция цветка в пределах покрытосеменных имела редукционный характер.

Теломная теория

Время: с 30-х годов XX столетия.

Основатель: В. Циммерман .

Согласно этой теории, все органы высших растений происходят и независимо развиваются из теломов ; высшие растения с настоящими корнями и побегами происходят от риниофитов , тело которых было представлено системой дихотомически ветвящихся простых цилиндрических осевых органов — теломов и мезомов. В ходе эволюции в результате перевершинивания, уплощения, срастания и редукции теломов возникли все органы покрытосеменных растений. Листья семенных растений возникли из уплощённых и сросшихся между собой систем теломов; стебли — благодаря боковому срастанию теломов; корни — из систем подземных теломов. Основные части цветка — тычинки и пестики — возникли из спороносных теломов и эволюционировали независимо от вегетативных листьев.

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 он может располагаться как на верхушке главного побега , так и бокового. Он прикрепляется к стеблю посредством цветоножки . Если цветоножка сильно укорочена или отсутствует, цветок называется сидячим ( подорожник , вербена , клевер ). На цветоножке располагаются также два (у двудольных ) и один (у однодольных ) маленьких предлиста — прицветника , которые часто могут отсутствовать. Верхняя расширенная часть цветоножки называется цветоложем , на котором располагаются все органы цветка. Цветоложе может иметь различные размеры и форму — плоскую ( пион ), выпуклую ( земляника , малина ), вогнутую ( миндаль ), удлинённую ( 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 , крыжовниковых , камнеломковых , бобовых .

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

Околоцветник

Околоцветник — стерильная часть цветка, защищающая более нежные тычинки и пестики . Элементы околоцветника называются листочками околоцветника , или сегментами околоцветника . У простого околоцветника все листочки одинаковы; у двойного — дифференцированы. Зелёные листочки двойного околоцветника образуют чашечку и называются чашелистиками , окрашенные листочки двойного околоцветника образуют венчик и называются лепестками . У подавляющего большинства растений околоцветник двойной ( вишня , колокольчик , гвоздика ). Простой околоцветник может быть чашечковидным ( щавель , свёкла ) либо (что бывает чаще) венчиковидным ( гусиный лук ). У небольшого числа видов цветок вообще лишён околоцветника и поэтому называется беспокровным , или голым ( белокрыльник , ива ).

Чашечка состоит из чашелистиков и образует наружный круг околоцветника. Основной функцией чашелистиков является защита развивающихся частей цветка до его распускания. Иногда венчик полностью отсутствует, или сильно редуцирован, а чашелистики принимают лепестковидную форму и ярко окрашены (например, у некоторых лютиковых ). Чашелистики могут быть обособлены друг от друга или срастаться между собой.

Венчик ( лат. corolla ) образован различным количеством лепестков и образует следующий за чашечкой круг в цветке. Происхождение лепестков может быть связано с вегетативными листьями, но у большинства видов они представляют собой утолщённые и разросшиеся стерильные тычинки. Вблизи основания лепестков иногда образуются дополнительные структуры, которые в совокупности называют привенчиком . Как и чашелистики, лепестки венчика могут срастаться с собой краями ( сростнолепестный венчик) или оставаться свободными ( свободнолепестный , или раздельнолепестный венчик). Особый специализированный тип венчика — венчик мотылькового типа — наблюдается у растений из подсемейства Мотыльковые семейства Бобовые .

Венчик, как правило, — самая заметная часть цветка, отличается от чашечки более крупными размерами, разнообразием окраски и формы. Обычно именно венчик создаёт облик цветка. Окраску лепестков венчика определяют различные пигменты : антоцианы (розовая, красная, синяя, фиолетовая), каротиноиды (жёлтая, оранжевая, красная), (лимонно-жёлтая), (коричневая). Белая окраска связана с отсутствием каких-либо пигментов и отражением световых лучей. Чёрного пигмента тоже не бывает, а очень тёмная окраска цветов представляет собой очень сгущённые тёмно-фиолетовые и тёмно-красные цвета. Венчики некоторых растений в ультрафиолетовом свете выглядят иначе, чем в видимом — имеют различные узоры, пятна, линии . Всё это могут видеть пчёлы , для которых различно окрашенные в ультрафиолете участки служат ( англ. ) ^:63 .

Аромат цветков создают летучие вещества, главным образом эфирные масла , которые образуются в клетках эпидермы лепестков и листков околоцветника, а у некоторых растений — в (особых различной формы желёзках, имеющих секреторную ткань), могут образовываться также и в специальных желёзистых трихомах (волосках). Выделяющиеся эфирные масла обычно сразу испаряются.

Роль венчика заключается в привлечении насекомых-опылителей. Кроме того, венчик, отражая часть спектра солнечных лучей, днём предохраняет тычинки и пестики от перегрева, а закрываясь на ночь, создают камеру, препятствующую их охлаждению или повреждению холодной росой.

Репродуктивные части цветка

Тычинки (андроцей)

Тычинка — мужской репродуктивный орган цветка покрытосеменных растений. Совокупность тычинок называется андроцеем (от др.-греч. ἀνήρ , родительный падеж ἀνδρός — «мужчина» и οἰκία — «жилище»).

Большинство ботаников считают, что тычинки являются видоизменёнными микроспорофиллами неких вымерших голосеменных растений.

Количество тычинок в одном цветке у разных покрытосеменных широко варьируется от одной ( орхидные ) до нескольких сотен ( мимозовые ). Как правило, число тычинок постоянно для определённого вида. Нередко расположенные в одном цветке тычинки имеют разное строение (по форме или длине тычиночных нитей).

Тычинки могут быть свободными или сросшимися. По числу групп сросшихся тычинок различают разные типы андроцея: однобратственный , если тычинки срастаются в одну группу (люпин, камелия ); двубратственный , если тычинки срастаются в две группы; многобратственный , если многочисленные тычинки срастаются в несколько групп; братственный — тычинки остаются несросшимися.

Тычинка состоит из тычиночной нити , посредством которой она нижним концом прикреплена к цветоложу , и пыльника на её верхнем конце. Пыльник имеет две половинки (теки), соединённые связником , являющимся продолжением тычиночной нити. Каждая половинка разделена на два гнезда — два . Гнёзда пыльников иногда называют пыльцевыми мешками. Снаружи пыльник покрыт эпидермой с кутикулой и устьицами , затем располагается слой , за счёт которого при подсыхании пыльника вскрываются гнёзда. Глубже в молодом пыльнике проходит средний слой. Содержимое клеток самого внутреннего слоя — тапетума — служит питанием для развивающихся материнских клеток микроспор (микроспороцитов). В зрелом пыльнике перегородки между гнёздами чаще всего отсутствуют, исчезает тапетум и средний слой.

В пыльнике происходит два важнейших процесса: микроспорогенез и . У некоторых растений ( лён , аистник ) часть тычинок становится стерильной. Такие бесплодные тычинки называются стаминодиями . Часто тычинки функционируют как нектарники ( черника , голубика , гвоздичные ).

В цветках некоторых растений имеется особая структура, называемая «цветочной трубкой», которая образуется в результате срастания оснований чашелистиков, лепестков и тычинок. Цветочная трубка обычно прирастает к нижней завязи и участвует в формировании плода — так происходит, к примеру, у представителей семейства Розовые ( Rosaceae ) .

Плодолистики (гинецей)

Внутреннюю часть цветка занимают плодолистики , или карпеллы. Совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков называют гинецеем . Пестик — наиболее существенная часть цветка, из которой формируется плод .

Полагают, что плодолистики — это структуры, у которых прослеживается листовая природа происхождения. Однако функционально и морфологически они соответствуют не вегетативным листьям , а листьям, несущим , то есть мегаспорофиллам . Большинство морфологов считают, что в ходе эволюции из плоских и открытых возникли вдоль сложенные (кондупликатно) плодолистики, которые затем срослись краями и образовали пестик . Пестик занимает центральную часть цветка. Он состоит из завязи , более или менее длинного столбика и пушистого рыльца . Пыльца, несущая мужские половые клетки, при опылении попадает на рыльце.

Разделение полов

Цветки бывают обоеполые (одновременно имеющие как пестики, так и тычинки) и однополые (мужские, или тычиночные, если цветки имеют только тычинки, — и женские, или пестичные, если цветки имеют только пестики).

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

Развитие цветка

Органы, составляющие зрелый цветок, располагаются кругами: снаружи круг из чашелистиков , затем из , тычинок и в центре — из плодолистиков, образующих пестики . Считается, что они являются видоизменёнными листьями или выростами стебля . Эту идею впервые И. В. Гёте в XVIII веке , назвав цветы «изменёнными листьями». Подобная точка зрения подтверждается результатами исследований гомеозисных мутаций . Изучение гомеозиса привело к формулировке ABC-модели развития цветка .

Цикличность цветка

У большинства растений части цветка образуют хорошо заметные мутовки или круги ( циклы ). Наиболее распространены пяти- и четырёхкруговые, то есть пента- и тетрациклические цветки. Число частей цветка на каждом круге может быть различным. Чаще всего цветки бывают пентациклическими: два круга околоцветника (чашечка и венчик), два круга тычинок (андроцей) и один круг из плодолистиков (гинецей). Такое расположение цветков характерно для лилейных , амариллисовых , гвоздичных , гераниевых . У тетрациклических цветков обычно развивается два круга околоцветника: один круг андроцея и один круг гинецея ( ирисовые , орхидные , крушинные , бересклетовые , норичниковые , губоцветные и др.).

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

В строении цветков проявляются определённые закономерности, в частности правило кратных отношений . Его сущность состоит в том, что в разных кругах цветка имеется одинаковое или кратное количество членов. У большинства однодольных растений наиболее часто встречаются трёхчленные, у двудольных — пятичленные, реже дву- или четырёхчленные ( капустные , маковые ) цветки. Отступление от этого правила часто наблюдается в круге гинецея, число его членов бывает меньше, чем в остальных кругах.

У большинства покрытосеменных все части цветка расположены на цветоложе в виде концентрических кругов (цветок круговой, циклический ). В других случаях ( магнолия , купальница , ветреница ) они расположены по спирали (цветок спиральный, ациклический ). Иногда одни части цветка расположены в кругах, другие по спирали (цветок полукруговой, гемициклический или спироциклический ). 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 архаичнее циклических, то есть они образовались в процессе эволюции раньше последних.

В цветке спирали выражаются теми же формулами, что и листорасположение . Иногда они весьма сложны, особенно среди тычинок. В циклических цветках большей частью отчётливо видно, что члены какого-либо круга чередуются с членами соседних кругов, а не противостоят им. Отсюда выводят правило чередования кругов . Если тычинки расположены в два круга, то наружный круг бывает обычно противочашечным, а члены внутреннего круга противостоят лепесткам. Отступление от этого правила иногда возникает в результате редукции одного из кругов, то есть при переходе от пентациклического к тетрациклическому цветку, сохраняется либо наружный ( крушиновые ), либо внутренний круг ( бересклетовые ).

Симметрия цветка

Одна из характерных черт строения цветка — его симметрия . По особенностям симметрии цветки делятся на актиноморфные , или правильные, через которые можно провести несколько плоскостей симметрии, каждая из которых делит его на две равные части ( зонтичные , капустные ), — и зигоморфные , или неправильные, через которые можно провести только одну вертикальную плоскость симметрии ( бобовые , злаковые ).

Если через цветок нельзя провести ни одной плоскости симметрии, его называют несимметричным, или асимметричным ( валериана лекарственная , канновые ).

По аналогии с актиноморфностью, зигоморфностью и асимметричностью цветка в целом говорят и об актиноморфности, зигоморфности и асимметричности .

Для краткого и условного обозначения строения цветков применяют формулы , в которых при помощи 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 ).

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 побега , на котором расположен цветок.

В культуре

Существует отрасль садоводства, цветоводство, занимающаяся выращиванием цветов и декоративных растений для их высадки и для украшения помещений ; в Японии развито традиционное искусство аранжировки, икебана — создание композиций из срезанных цветов, побегов в специальных сосудах и размещение их в интерьере.

Цветы могут использоваться как форма жертвоприношения — например, в яджне .

Известный китайский писатель Го Мо-жо написал 101 стихотворение, посвящённое 101 виду цветов и включённое в сборник «Пусть расцветают сто цветов» ( кит. упр. 百花齐放 ), изданный в КНР в 1959 году.

См. также

• Цветосложение

Примечания

Литература

• Цветок / А. Л. Тахтаджян // Франкфурт — Чага. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — ( Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 28).
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• Фёдоров Ал. А. , Артюшенко З. Т. / АН СССР; Ботанич. ин-т им. В. Л. Комарова. — Л. : Наука, Ленингр. отд, 1975. — 352 с. — 3300 экз.
• Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М. : Дрофа, 2007. — 268, [4] с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1 .
• Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений. — М. : КомКнига, 2007. — С. 65—69, 107. — 512 с. — ISBN 978-5-484-00698-4 .
• Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений / Т. И. Серебрякова, Н. С. Воронин, А. Г. Еленевский . — М. : 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. Камелина . — СПб. : СпецЛит, изд-во СПХФА, 2003. — 647 с. — ISBN 5-299-00237-8 .

Ссылки

• (англ.)