Строение и классификация плодов растений. Распространение семян и их в значение в природе и жизни человека
Плод формируется из завязи пестика после оплодотворения и является характернейшим органом цветкового растения. Если плод образован только пестиком, его называют настоящим. Если в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, покровы цветка), его называют ложным.
Функции плода — защита нежных тканей развивающегося семени от воздействия различных неблагоприятных условий:
- высыхания;
- механических повреждений;
- низких температур;
- благоприятствуют распространению семян.
Именно из-за наличия плода цветковые растения называются покрытосеменными.
Строение плода: при формировании плода стенки завязи разрастаются и образуют околоплодник, состоящий из трех слоев: наружного, среднего и внутреннего. У разных растений соотношение толщины и плотности всех трех слоев различно и является видовым признаком.
Внешний слой обычно тонкий, а средний может быть толстым, сочным и мясистым с большим количеством сахара (вишня, абрикос) или масла (маслины). Внутренний слой также тонкий, но может видоизменяться и превращаться в каменистую ткань — косточку (персик, слива). Незрелые плоды имеют зеленую окраску, так как содержат много хлорофилла.
Классификация плодов
Сухие и сочные плоды различаются по содержанию воды, питательных веществ. Сохраняющаяся наружная кожица завязи на поверхности сухих плодов образует различные выросты, придатки в виде шипиков, волосков, прицепок, крылаток. Сочные плоды имеют разросшийся мясистый средний слой околоплодника и содержат одно или несколько семян.
Плоды могут быть простыми и сложными. Простые содержат одно или много семян. Простые односемянные сочные плоды представлены костянками (вишня, абрикос). Внутренний слой такого плода состоит из каменистых клеток, образующих «косточку» с семенем. Многосемянные плоды — ягоды (виноград, смородина, помидор), в их сочную мякоть погружено несколько семян.
Сложные сочные плоды образуются либо из нескольких отдельных цветков, как соплодие у шелковицы, либо из нескольких пестиков одного цветка, как многокостянка у малины. Кроме этого, их отличие состоит в том, что соплодие после созревания опадает целиком, многокостянка может рассыпаться на отдельные плодики.
Сухие плоды не имеют сочной мякоти и содержат одно, несколько или много семян. Сухие нераскрывающиеся плоды обычно односемянные. Это орех (лесной орешник), имеющий твердый деревянистый плод. Семянка (подсолнечник) имеет кожистый плод. У зерновки (рожь) стенки плотно срастаются с кожурой семени.
Сухие раскрывающиеся плоды содержат несколько или много семян, их стенки могут быть деревянистыми, кожистыми или перепончатыми:
- Листовка — одногнездный кожистый плод, раскрывающийся по шву сросшегося плодолистика (дельфиниум, пион);
- боб — одногнездный плод раскрывается от вершины к основанию двумя створками, на стенках которых расположены семена (фасоль, горох);
- стручок — двугнездный плод с семенами, расположенными на пленчатой перегородке (капуста, редька). Стручок раскрывается, как боб, двумя створками, но от основания к верхушке. Если длина стручка небольшая и превышает ширину лишь в полтора — два раза, он называется стручочек (пастушья сумка);
- коробочка — плод в виде коробочки, раскрывается крышечкой (белена), отверстиями (мак), зубчиками (гвоздика).
Кроме перечисленных типов плодов, встречающихся у наиболее распространенных растений, есть и другие.
Описанная классификация плодов является искусственной, так как учитывает в основном только их морфологические признаки. Предпринимаются попытки создания естественной, эволюцйонной классификации плодов.
Распространение плодов и семян
У цветковых растений семена, как правило, после созревания утрачивают связь с материнским растением и прорастают где-либо в другом месте. Распространение плодов и семян осуществляется ветром, водой, животными, человеком либо семена разбрасываются при раскрывании плодов.
Так, ветром разносятся семена или плоды растений, снабженные волосистыми хохолками (одуванчик, осот), крыловидными придатками (береза, клен). У степных растений, называемых «перекати-поле», ветер несет отломившееся у корневой шейки шаровидное растение, рассеивая семена на большие расстояния (степной качим).
Растения, семена которых могут плавать, расселяются водой (белая кувшинка, кокосовая пальма).
Плоды и семена, съедобные либо снабженные различными приспособлениями для прикрепления, распространяются животными и человеком. Они цёпляются за шерсть животных, одежду человека (лопух, череда), прилипают к лапам и клювам птиц. Сочные плоды поедаются животными (земляника, малина), их семена не перевариваются и вместе с экскрементами попадают в почву. Многие животные (белки, хомяки) делают запас семян (желуди, орехи) на зиму в разных местах, но находят их не все, и тогда семена прорастают там, куда их занесли.
Большую роль в распространении семян культурных растений играет человек, высевая их в различных уголках земного шара. Вместе с семенами культурных растений часто попадают и семена диких. При транспортировке грузов с использованием в качестве упаковочного материала сена или соломы, где обычно находятся самые различные семена, человек рассеял эти семена вдоль шоссейных, грунтовых и железных дорог. Из этих начальных мест «новоселы» широко распространялись в новых местах обычными для них способами.
Значение цветков, плодов и семян в природе и в жизни человека
Цветки являются органами полового размножения покрытосеменных растений. После процессов опыления и оплодотворения из частей цветка формируются плоды и семена. Благодаря наличию этих органов цветковые растения могут размножаться и расселяться на новые территории.
Нектар, пыльца, а также все части цветков, плоды и семена разных видов растений могут использоваться в пищу животными от беспозвоночных до человека, особенно это относится к насекомым: для многих из них цветки, плоды и семена являются не только пищей, но и местом для размножения и развития.
В семенах содержатся органические вещества: белки, жиры, углеводы (85-90%), минеральные соли (2-4%) и вода (6-13%). Плоды и семена имеют пищевое и кормовое значение в сыром или переработанном виде. Они служат источником получения эфирных масел, крахмала, белка, лекарственных веществ, их используют в качестве пряностей.
Мука для приготовления хлеба — это переработанные зерновки злаков, крупа — обработанные плоды и семена риса, гречихи, проса, ячменя и других растений. Ценными пищевыми продуктами являются семена гороха, фасоли, сои, бобов, плоды кокосовой пальмы, хлебного дерева, ананаса и других растений.
Из семян и плодов подсолнечника, хлопка, маслины и других получают пищевые растительные масла. Большое значение в пищевом рационе человека имеют плоды и ягоды различных плодовых и овощных культур: яблони, груши, вишни, сливы, апельсина, лимона, крыжовника, смородины, помидор, огурцов, тыквы, арбузов и многих других растений.
Плоды тыквы, кормовых арбузов, кабачков и других растений используют на корм скоту. Из плодов хлопчатника получают хлопок-сырец, который делят на волокно (30-40%), используемое для выработки хлопчатобумажных тканей, и семена (60-70%). В семенах содержится 24-26% масла, 20% белка. Масло используют в пищу и для приготовления технических масел.
Таким образом, все культурные растения, выращиваемые в растениеводстве, производят плоды и семена, которые в том или ином виде использует человек.
У некоторых растений пищевое значение имеют цветки или соцветия (цветная капуста, артишок, лотос).
Большое значение имеет такая отрасль растениеводства, как декоративное цветоводство. Цветы украшают наши дома, улицы, сады и парки. Эстетическое значение цветов и растений, воспитывающих у человека чувство прекрасного, нашло отражение в художественной литературе, изобразительном искусстве, архитектуре.
Источник
Лекция: Плоды.
Плод – это специфический орган цветковых (покрытосеменных) растений, который является закрытым вместилищем для семян. Он может развиваться и без двойного оплодотворения, и без семян (при апомиксисе).
Разнообразие плодов огромно, и они издавна привлекали внимание исследователей. Уже в 16 веке Цезальпини создал искусственную систему классификации цветковых растений, основываясь на типах плодов. В 18 веке немецкий ученый Гертнер определил науку о плодах, особенностях их строения, онтогенеза, экологии и распространения как карпологию (лат. carpos – плод).
Пристальное внимание человека к изучению плодов не случайно. Плоды – основа нашей жизни и имеют огромное значение в жизни человека:
1) пища (крахмалоносные, содержащие белок, фрукты, напиточные, овощи, пряные);
2) кормовые (бобы, вика, овес и др.);
3) масличные (тунг, конопля, подсолнечник и др.);
4) лекарственные (боярышник, малина, шиповник и др.);
6) поделочные (бутылочная тыква и др.).
Использоваться может как весь плод целиком, так и его части (околоплодник, семена.
Плод – это видоизмененный после двойного оплодотворения или апомиксиса гинецей одного цветка, иногда с прирастающими к нему другими частями цветка.
Т.о., плод – это видоизменённый после двойного оплодотворения или апомиксиса цветок.
2) диссеминация (лат. disseminare – распространять) – процесс распространения семян.
Значение плодов в природе:
1) обеспечивают расселение, размножение и выживание растений (см функции плода);
Признаки плодов у растений наследственно устойчивы. По плоду часто можно определить растение. В разных группах покрытосеменных растений эволюция плодов шла по-своему, но именно в сторону усиления их функций, => одни плоды становились многосеменными, другие – мало- или односеменными. Но в любом случае появлялись приспособления, способствовавшие их лучшему распространению.
Встречаются случаи, когда у одного и того же вида, и даже на одном растении могут образовываться плоды разного строения или обладающие различными физиологическими особенностями (например, сроками прорастания). Это явление называется гетерокарпия (разноплодие). Она встречается, например, у календулы, в семействах сложноцветных, губоцветных, бурачниковых, крестоцветных и др. (известно два десятка семейств). Гетерокарпия имеет приспособительное значение. Благодаря ей улучшается распространение плодов (плоды разной формы по-разному распространяются), растения имеют резервные пути диссеминации и улучшается выживаемость растений (так как разные плоды прорастают в разные сроки) => улучшается приспособляемость растений к условиям среды.
В Ульяновском педуниверситете работали известные в своем кругу ученые-карпологи: Левина Р.Е. и Войтенко В.Ф., изучавшие гетерокарпию.
Строение плода.
Плод состоит из околоплодника (перикарпия) и семян. Околоплодник, как правило имеет 3 слоя: наружный (экзокарпий), средний (мезокарпий) и внутренний (эндокарпий). Эти слои могут различаться по консистенции и строению или быть однотипными. Например, у вишни (плод – костянка): экзокарпий — пленчатый, мезокарпий — сочный, мясистый, а эндокарпий — твердый, каменистый образует косточку, заключающую семя. Околоплодник в типичном случае развивается из стенок завязи, но иногда в его образовании могут принимать и другие части цветка (основания тычинок, лепестков, цветоложе и др.).
Источник