Алексей Целлариус - Я познаю мир. Живой мир

Первой группой насекомых, прирученных растениями и превращенных в профессиональных опылителей, были некоторые жуки. Жук – создание солидное и прикрывать семязачатки требовалось не только для того, чтобы их не съели, но и для того, чтобы неповоротливый переносчик пыльцы не повредил нежный орган, просто топчась по нему в поисках нектарников.

В основе жизненной стратегии покрытосеменных лежит три принципа: максимальная защита семян, максимальное обеспечение новорожденных запасами пищи, максимальное использование животных для размножения и расселения. Все это обеспечивается уникальным органом размножения покрытосеменных – цветком, и потому этот отдел растительного царства называют ещё цветковыми растениями.

image l:href="#image147.png"

Строение шишки и цветка: 1 – семязачатки; 2 – чешуи шишки; 3 – завязь; 4 – пестик;.5 – чашечка; 6 – цветоложе; 7 – венчик; 8 – пыльца;9 – рыльце

Цветок – это укороченный побег. Верхняя часть побега расширена и называется цветоложем. На самой верхушке побега сидят семязачатки, один или несколько, одетые поверх интегумента толстым слоем ткани и полностью изолированные от внешнего мира. Сделано это было просто – листик, на котором располагались мегаспорангии, свернулся в трубочку, так что семязачатки оказались внутри, а затем края листика срослись. Этот мясистый листик называется плодолистиком, а то, что получается в результате его сворачивания и срастания, – пестиком. Нижняя часть пестика называется завязью, верхняя – рыльцем. Все вместе, с семяпочками, – гинецеем. Гинецей может состоять из нескольких свернутых плодолистиков, которые срастаются полностью или частично, сохраняя в последнем случае несколько рылец. Вокруг гинецея сидят в один или несколько рядов тычинки – бывшие микроспорофиллы с микроспорангиями. В основании тычинок расположены нектарники. Следующий круг – лепестки, сохранившие, в общем, облик нормального листа. Обычно лепестки ярко окрашены. Следующий круг – почти обычные листья, чашелистики, иногда зеленые, но у некоторых растений ярко окрашенные, как и лепестки. Это принципиальная схема, которая может изменяться, давая огромное количество вариантов строения цветка.

Как и у голосеменных, в нуцеллусе (мегаспорангии) из материнской клетки путем мейотического деления образуется четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых рассасываются. В оставшейся трижды происходит митоз, но делятся только ядра, так что возникает клетка с восемью гаплоидными ядрами. Так, кстати, начинается формирование женского гаметофита и у многих голосеменных. Затем из этой клетки образуется семь. Три из них находятся около микропиле, одна клетка из этих трех и является собственно яйцеклеткой, а две другие носят название синергид. Три клетки расположены у «заднего» конца гаметофита. И одна крупная клетка, с двумя гаплоидными ядрами, расположена в центре. Это семиклеточное «существо» и есть женский гаметофит покрытосеменных.

Пыльца улавливается рыльцем гинецея, и пыльцевая трубка вынуждена пробираться к женскому гаметофиту не только через ткань нуцеллуса, как у голосеменных. Прежде ей приходится прорасти сквозь ткань плодолистика. Мужской гаметофит у покрытосеменных состоит всего из трех клеток – клетки пыльцевой трубки и двух спермиев, но со своим делом он справляется вполне успешно. Пыльцевая трубка, добравшись до женского гаметофита через микропиле, вступает в контакт не с яйцеклеткой, а с одной из синергид, куда и «впрыскиваются» оба спермия. А дальше начинается нечто, совсем непохожее на оплодотворение всех остальных растений (и не только растений). Один из спермиев проникает в яйцеклетку и, сливаясь с ней, образует, как и положено, диплоидную зиготу. А вот другой, вместо того чтобы спокойно отмереть, проникает в центральную двуядерную клетку. Здесь из ядра спермия и двух собственных ядер этой клетки возникает триплоидное ядро. Из зиготы, как и положено, возникает зародыш. А триплоидная клетка дает начало собой ткани – эндосперму. Эндосперм содержит запас питательных веществ и обеспечивает развивающийся зародыш, а часто и молодое растение, в течение некоторого времени после прорастания семени. Может превращаться в запасную ткань й мясистый нуцеллус. Эта ткань называется периспермом. В семенах некоторых растений есть и то, и другое, а некоторые расходуют и ткани нуцеллуса, и эндосперм, ещё в ходе формирования зародыша, в ходе созревания. Фактически эти растения «перекачивают» запасы в тело зародыша, который откладывает их в семядолях. Это приблизительно то же самое, что вынуть припасы из рюкзака и распихать их по карманам. Зачем это нужно – неясно. Но, наверное, зачем–то нужно, поскольку таких чудаков среди покрытосеменных множество, например хорошо известный всем горох и другие бобовые.

image l:href="#image148.png"

Пестик цветковых: 1 – пыльцевое зерно;2 – рыльце; 3 – пыльцевая трубка; 4 – центральное ядро; 5 – яйцеклетка; 6 – спермии; 7 – завязь; 8 – семязачаток; 9 – покровы семязачатка

Ещё одна штука, которая есть только у покрытосеменных, – плод. Настоящий плод развивается из плодолистика (или плодолистиков, если гинецей состоит из нескольких). Плод может быть сочным, мясистым, как у смородины, помидора или арбуза. Может быть сочным снаружи, а внутренняя часть превращаться в твердую скорлупу, как у сливы, абрикоса или каштана. В твердую скорлупу может превращаться вся ткань плодолистиков, как у желудя, лесного ореха или подсолнуха. Плодолистик может стать пленчатым, плотно прирастающим к семени, как у злаков. Но, так или иначе, плод всегда присутствует, и эта дополнительная оболочка, окружающая семя, – ещё одна особенность покрытосеменных. Именно она и отражена в их названии.

image l:href="#image149.png"

Образование плода из цветка у вишни: – семязачатки; 2 – семя; 3 – завязь; 4 – цветоложе;5 – околоплодник; £ – чашелистики

Покрытосеменные возникли в союзе с насекомыми. Этот союз дал им преимущества, которые позволили покрытосеменным расселиться по всему свету и занять господствующее положение в растительном царстве. В отделе покрытосеменных около четверти миллиона видов – в несколько раз больше, чем всех остальных растений, вместе взятых. Хотя среди покрытосеменных полно ренегатов, вернувшихся к опылению ветром, но подавляющее большинство опыляется насекомыми. Услугами ветра пользуются, главным образом, те растения, которые растут густыми скоплениями и при этом составляют верхний ярус – злаки в степях, многие деревья, образующие «крышу» лесного полога. В таких условиях действительно имеет смысл пожадничать и положиться на ветер, который делает все бесплатно. Но большинство покрытосеменных продолжает безропотно подкармливать своих опылителей. В самом деле, насекомое разыщет своего кормильца, даже если он вырос вдали от своих родителей, в зарослях других растений или вообще в глубоком ущелье, куда никакой ветер не занесет пыльцу родичей из соседнего ущелья.