8.2: Квітка і фрукти

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6655

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Квітка

Квітковий компактний генеративний пагін зі стерильними, чоловічими та жіночими зонами, зокрема в такому порядку, інші квіткові терміни див. в окремому глосарії в тексті (рис.\(\PageIndex{3}\)) - це компактний генеративний пагін, який складається з трьох зон: стерильна ( оцвітини), чоловічий (андроціум), і жіночий (gynoecium) (рис.\(\PageIndex{2}\)). Оцвіт зазвичай ділиться на зелену частину (чашечок, складається з чашолистків) і кольорову частину (віночок, складається з пелюсток). Іноді оцвітина складається з аналогічних частин, які не є ні чашолистками, ні пелюстками: палички. Це можна побачити в квітці тюльпана (Tulipa), де тепали змінюють свій колір з зеленого (як у чашечки) на червоний, білий або жовтий (як у віночка).

Загальні символи, які має квітка, - це стать, веселість, симетрія та положення гінеціума. Мерозність - це просто кількість частин у кожній мутовці структури рослини, будь то кількість чашолистків, пелюсток у віночку або кількість тичинок. Положення гінеціума відноситься до того, чи є яєчник вище або нижчий (рис.\(\PageIndex{6}\)). Нижня зав'язь (огірок, Кукуміс, яблуко Малус або банан Муса) переросте в плід, де стебло та залишки оцвітини знаходяться на протилежних кінцях, тоді як верхня зав'язь дасть плоди, де стебло розміщується разом з оцвітиною (як у помідори, Соланум). Інші терміни описані в наступному окремому невеликому словнику:

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.10.53 AM.png — \(\PageIndex{1}\)Малюнок Походження фруктів. Зверніть увагу на відповідність між різними частинами (показано кольором).

КВІТКОВІ ЧАСТИНИ зустрічаються в мутовках в наступному порядку - чашолистки, пелюстки, тичинки, маточки.

(Виняток становлять лише квітки евпомації з тичинками потім оцвітини, лакандонії з маточками потім тичинками, а деякі монокоти на кшталт триглохіна, де тичинки в декількох мутовках з'єднуються з tepals.)

квітконожка квітковий стебло

ЄМНІСТЬ підстави квітки, де інші частини прикріплюються

Гіпантіум чашоподібний посудину (рис.\(\PageIndex{2}\))

ОЦВІТИНУ = ЧАШЕЧКА+ВІНОЧОК

ЧАШОЛИСТКИ маленькі і зелені, в сукупності називаються ЧАШЕЧКОЮ, формула: K

ПЕЛЮСТКИ часто великі і ефектні, в сукупності звані КОРОЛЛА, формула: C

TEPALS використовуються, коли чашолистки і пелюстки не помітні, вони утворюють ПРОСТИЙ ОКОЛОЧНИК, формула: P

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.18.21 AM.png — \(\PageIndex{2}\)Малюнок Зони у квітки морозника (морозник): стерильний оцвітина, чоловічий андроціум і в центрі, жіночий гинециум (всередині добре видно три яйцеклітини).

ANDROECIUM колективний термін для тичинок: формула: A

ТИЧИНКА = НИТКА + ПИЛЬОВИК

Структура ПИЛЬОВИКА, що містить пилкові зерна

Структура нитки, що з'єднує пильовик з ємністю

GYNOECIUM колективний термін для маточків/карпелів, формула: G. Gynoecium може складатися з:

Один CARPEL = простий PISTIL, це MONOMERY
Два або більше плавлених CARPELS = з'єднання PISTIL, це SYNCARPY
Два або більше невикористаних CARPELS = два або більше простих PISTILS, це АПОКАРПІЯ

(Зверніть увагу, що варіант #4, кілька складових маточок, не існує в природі.)

Щоб визначити кількість CARPELS в з'єднанні PISTIL, підрахуйте ЛОКУЛИ, точки плацентації, кількість СТИЛІВ, STILGE і частки яєчників.

: Малюнок\(\PageIndex{3}\) Найважливіші частини квітки.

PISTIL Колективний термін для килимів (ів). Терміни CARPEL і PISTIL еквівалентні, коли немає злиття, якщо відбувається злиття, то у вас є 2 або більше CARPELS об'єднані в один PISTIL.

Структура CARPEL, що охоплює яйцеклітини, може відповідати сакули або плаценти

Базальне положення яєчника маточки, де розташовані яйцеклітини. Зав'язь розвивається в плід; яйцеклітини розвиваються в насіння після запліднення.

LOCULE камера, що містить яйцеклітини

Плацента місце прикріплення яйцеклітини (S) всередині яєчника

Стігма сприйнятлива поверхня для пилку

STYLE структура, що з'єднує яєчник і рильце

КВІТКОВИЙ флористичний блок зі стерильною, чоловічою та жіночою зонами

АКТИНОМОРФНИЙ КВІТКА Квітка, що має множинні площини симетрії, формула:\(\ast\)

ЗИГОМОРФНИЙ КВІТКА Квітка, що має тільки одну площину симетрії, формула:\(\uparrow\)

ІДЕАЛЬНИЙ КВІТКА Квітка, що має обидві статі

ЧОЛОВІЧИЙ/ЖІНОЧИЙ КВІТКА Квітка, що має одну стать, формула: ♂/♀ (Малюнок\(\PageIndex{5}\))

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.27.18 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{4}\) Квітка з гіпантіумом (чашоподібний вмістилище).

ОДНОДОМНІ РОСЛИНИ Рослина з одностатевими квітами з обома статями на одній рослині

ДВОДОМНІ РОСЛИНИ Рослина з одностатевими квітками з однією статтю на кожній рослині, по суті, чоловічі та жіночі рослини

ВЕРХНЯ ЗАВ'ЯЗЬ більша частина квітки кріпиться нижче зав'язі, формула:\(G_{\underline{\dots}}\)

НИЖНЯ ЗАВ'ЯЗЬ більша частина квітки кріпиться на верхівці зав'язі, формула:\(G_{\overline{\dots}}\)

(Нижня зав'язь відповідає лише мономерним або синкарпозним квіткам.)

Частини квітки WHOORL прикріплені до одного вузла

Формула і схема квітки

Оскільки про квіти так багато термінів, і в той же час структура і різноманітність квітів завжди мали величезне значення в ботаніці, було розроблено два конкретних способи зробити опис квітки більш компактним. По-перше, це квіткова формула. Це підхід, коли кожна частина квітки позначається певною буквою, номерами частин з цифрами та деякими іншими ознаками (мутовки, злиття, положення) іншими знаками:

\(\ast K_{4}C_{4}A_{2+4}G_{\underline{(2)}}\): квітка актиноморфний, з чотирма чашолистками, чотирма пелюстками і шістьма тичинками в двох мутовках, зав'язь верхня, з двома зрощеними карпелями

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.29.19 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{5}\) Схема чоловічих (зліва) і схема і схема жіночих (центральних і правих) квіток осоки (Carex). Зверніть увагу на перигній (зовнішній покрив маточки).

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.30.23 AM.png — \(\PageIndex{6}\)Положення малюнка зав'язі: верхня (зліва, гіпогінний квітка) і нижня (правий, епігінний квітка).

\(\uparrow K_{(5)}[C_{(1,2,2)}A_{2,2}]G_{\underline{(2\times2)}}\): квітка зигоморфний, з п'ятьма зрощеними чашолистками, п'ятьма нерівними зрощеними пелюстками, двопарні тичинки прикріплені до пелюсток, верхня зав'язь з двома поділеними карпелями

\(\ast K_{(5)}C_{(5)}[A_{5}G_{\underline{(3)}}]\): актиноморфний квітка з п'ятьма зрощеними чашолистками і п'ятьма зрощеними пелюстками, п'ятьма тичинками, прикріпленими до маточки, зав'язі нижньої, з трьома зрощеними карпелями

Для збагачення формул використовуються такі ознаки:

PLUS «+» використовується для показу різних мутовків; мінус «\(-\)» показує варіацію; «\(\vee\)» = «або»

ДУЖКИ «[]» та «()» показують злиття

COMMA «,» показує нерівність частин квітки в одній мутовці

МНОЖЕННЯ «\(\times\)» показує розщеплення

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.32.16 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{7}\) Як намалювати схему (графічне пояснення): порівняємо цифри на рослині і на схемі.

INFINITY «\(\infty\)» показує невизначену кількість більше 12 частин

Квіткова схема - це графічний спосіб опису квітки. Ця схема є своєрідним поперечним перерізом квітки. Найчастіше будова маточки не показано на схемі. Також діаграми іноді містять знаки для опису основного стебла (осі) і квіткового листа (приквітки). Кращий спосіб показати, як намалювати схему, також графічний (рис.\(\PageIndex{7}\)); формула квітки, показана там є\(\ast K_{5}C_{5}A_{5}G_{\underline{(5)}}\).

Модель ABC

Всі частини квітки мають специфічне генетичне походження розвитку, пояснене в моделі ABC (рис.\(\PageIndex{8}\)). Існує три класи генів з експресією, яка перекривається як концентричні кільця, і ці гени визначають, які клітини розвиваються в певний орган квітки. Якщо є виражені гени А і С, клітини зроблять чашолистки і маточки. На ділянках, де A і B активні, утворюються пелюстки; ділянки, де B і C активні, - це ділянки, де з'являться тичинки. А зробить чашолисток, С «створить» килимок:

Самотня\(\rightarrow\) чашечка
А + В\(\rightarrow\) віночок
C + B\(\rightarrow\) андроциум
C поодинці\(\rightarrow\) гінеціум

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.34.21 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{8}\) ABC модель розвитку квітки.

походження квітки

Прикладом примітивної магноліїдної квітки може бути Archaefructus, яка є викопною водою з нижнього крейдяного періоду часу в Китаї. Його плодоношення (квіткові одиниці, ФУ) були дуже примітивними і ще не утворювали ущільненого квітки, натомість були і множинні вільні килими, і парні тичинки (рис.\(\PageIndex{9}\)).

Ще одне родове квітуча рослина - Амборелла, невеликий лісовий чагарник Нової Каледонії (рис.\(\PageIndex{10}\)), який є островом в Тихому океані.

Амборелла має неправильні квіти, стилярний канал, незвичайні 5-клітинні мішечки ембріонів, які мають одну центральну клітину, і всього чотири інші клітини (яйцеклітина і її «сестри»). Стилярний канал - це канал, який веде до яєчника, через який проходять пилкові трубки, тому ці рослини не є повністю «покритонасінними», це являє собою одну зі стадій походження маточки (рис.\(\PageIndex{11}\)).

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.36.07 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{9}\) Порівняння квітки Archaefructus (зліва) та типової квітки (примітка кольорів). (Змінено з різних джерел.)

Суцвіття

Суцвіття являє собою ізольований генеративний втечу (пагони, що несуть ФУ). Разом суцвіття складають генеративну систему пагонів. Його різноманітна структура має не менше значення, ніж будова вегетативної пагонової системи.

Велике розмаїття суцвіть можна розділити на чотири групи, або «моделі» (рис.\(\PageIndex{12}\)). Підошва квітка іноді розглядається як «Модель 0».

Найбільшого поширення набули дві моделі. Суцвіття моделі I засновані на моноподіально розгалуженому суцвітті (модель I) (моноподіально розгалужений генеративний пагін). Вони прості або подвійні і в основному моноподіальні (рис.\(\PageIndex{14}\)).

Модель II суцвіття (рис.\(\PageIndex{13}\)) несуть або складаються з закритих (симподіально розгалужених) одиниць. Найбільш повним, але більш рідкісним варіантом є тирс, тоді як зменшені варіанти (монохазія і дихазія) частіше.

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.39.39 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{10}\) Амборелла трихопода, сестринська група до всіх інших квітучих рослин. Біла лінійка, рівна 1 мм.

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.41.13 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{11}\) маточка Амборелла, поздовжній розріз: стилярний канал зелений, зародковий мішок червоний.

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.42.44 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{12}\) Чотири види суцвіть (зліва направо): модель I (на основі раси), модель II (тирсоїдна), модель III (волоті) і модель IV (інтеркалат).

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.43.36 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{13}\) Модель II суцвіття (зверху вниз): тирсус, дихазіум і монохазій (cincinnus).

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.44.50 AM.png — Малюнок\(\PageIndex{14}\) Різні суцвіття моделі I та їх еволюційні зв'язки. Цифри представляють собою просту систему кодування: перша позиція - головна вісь, друга позиція - вторинні осі (квітконіжки), 1 означає розвинена, 0 зменшена. Подвійні суцвіття мають чотиризначні позиції, для першого і другого порядку розгалуження. Деякі назви: 11 рацеми, 11/11 подвійна рацема, 10 шип і спадикс, 10 амбель, 01/01 складний зонтик, 00 голова.

Запилення

Запилення може бути двох видів: самозапилення і перехресне запилення. Перехресне запилення може відбуватися як абіотичним, так і біотичним способами. Абіотика буде представлена гравітацією, вітром або водою; біотик виконуватиметься такими агентами, як комахи, птахи, кажани або в деяких випадках деревні ссавці, такі як опоссуми. Вітрозапилення розглядається як марнотратне і нерозумне через те, що рослині потрібно виробляти набагато більше пилку без будь-якого точного націлювання.

Адаптація до конкретного запилювача призводить до різних синдромів запилення. Наприклад, чашоподібні квіти зазвичай запилюються масивними тваринами, такими як жуки і навіть кажани. Лійкоподібні квіти, а також губі квіти (з губами), пристосовані для мух і бджіл. Квіти з довгими шпорами приваблюють метеликів і птахів (на зразок колібрі або цукрових птахів).

Самозапилення часто існує як «план Б», в разі, якщо перехресне запилення з якихось причин неможливо. Іноді самозапильні квітки навіть не розкриваються, ці квіти називають клейстогамними.

Якщо запилення потрібно уникати, апоміксис запобіжить цьому. Апоміксис вимагає репродуктивних органів, але запліднення немає. Одним з видів апоміксису є аспорія, коли ембріон розвивається з материнської диплоїдної тканини, коли ембріон розвивається з материнської диплоїдної тканини, але не проходить стадію мейозу. У цьому процесі безстатеве розмноження стане вегетативним. Іншим типом апоміксису буде апогамія (партеногенез), коли ембріон розвивається з незаплідненої гамети після диплоїдизації. Тут вегетативне розмноження розвинулося від статевого розмноження.

Фрукти

Плід визначається як дозріла зав'язь, квітка або ціле суцвіття. Витоки плодової шерсті та околоплодника (Малюнок\(\PageIndex{15}\)), який складається з екзокарпа, мезокарпа та ендокарпа, здебільшого від стінки маточки.

Плоди можуть бути простими, множинними або складними. * Прості плоди прості плоди походять здебільшого від одного маточки походять від одного маточки (як вишня, Prunus). * Кілька плодів, множинні плоди, що походять від багатьох маточок, утворюються з багатьох маточок однієї квітки (полуниця, Fragaria). З'єднаний плід плодів походить від цілого суцвіття: infrutescence (infructescense) був би ананас (Ananas) або інжир (фікус), який походить від декількох квіток (суцвіття).

Плоди можуть бути сухими або м'ясистими. Прикладом сухих фруктів є горіх, як арахіс (Арахіс) або волоський горіх (Juglans). Приклади м'ясистих фруктів включають яблука (Malus) або апельсини (Citrus).

Фрукти також делегують функцію розгону своїм різним частинам. * Знегущені плоди знежирені плоди, які відкриваються (як канола, брассіка) відкриваються і делегують розгін окремим насінням.

Знімок екрана 2019-01-05 в 1.48.49 AM.png — \(\PageIndex{15}\)Схема малюнка кістянки (наприклад, персика) з трьома рівнями околоплодника. Зверніть увагу, що яма по суті є ендокарпом + насінням.

Незгущені плоди (як папайя, карика) не розкриються і будуть розсіюватися одиницями (діаспорами) самі.

Плоди шизокарпа (як у молочаю, молочай або клен, Acer) знаходяться між ними: вони не розкриваються, а розбиваються на кілька частин, і кожна з них містить всередині одне насіння. Наприклад, кленовий плід складається з двох «крил», кожне з них містить частину плоду і одне насіння.

Крім того, прості плоди можуть бути мономерними (1-насінними), як горіх або сім'янка (соняшник, геліантус), або мати кілька насіння (як фолікул у тюльпана, тюльпана).

Всі ці різні варіанти мають свої назви, частково описані в наступній таблиці:

Тип	Послідовність	Відкриття	Приклад (и)
Простий	М'ясистий	Негідний	кістянка, ягода, гесперидій, зернятка
Простий	Сухий	Знегущення	Капсула, бобові (стручок), силік (рис. 8.3.1)
Простий	Сухий	Шизокарпічний	Регма, Самара, Шизокарп
Простий	Сухий	Негідний	Каріопсис (зерно), Горіх (в т.ч. жолудь), Сім'янка
Множинні	М'ясистий	Негідний	Множинна кістянка
Множинні	Сухий	Знегущення	Фолікул
Множинні	Сухий	Негідний	Багаторазова гайка
З'єднання	М'ясистий	Негідний	З'єднання ягідного
З'єднання	Сухий	Негідний	З'єднання горіха