Плоды, классификация плодов. Рост и развитие семенных растений. Прорастание семян и строение проростков

Плод – репродуктивный орган покрытосеменных, обеспечивающий семенное размножение растений. Он предназначен для формирования, защиты и распространения семян. Плод развивается из цветка, как правило, после двойного оплодотворения, но может образовываться и в результате апомиксиса.

плоды делят на четыре главных типа, которые приведены ниже.

1. Апокарпии образуются из цветков с архаичным апокарпным гинецеем. Из каждого свободного пестика одного цветка формируется отдельный плодик.

2. Монокарпии возникают из цветков, имеющих монокарпный гинецей. Они генетически родственны апокарпиям и образовались в результате редукции плодолистиков до одного.

3. Ценокарпии (синкарпий, лизикарпий и паракарпий) формируются из цветков с ценокарпным гинецеем.

4. Псевдомонокарпии внешне похожи на монокарпии, но образуются из гинецея, в котором первоначально закладывается два или более плодолистиков, но потом чаще развивается только один. В результате возникает одногнездная завязь с одним семязачатком.

Каждый из названных типов подразделяют на подчиненные группы в соответствии с их эволюционными тенденциями. В целом морфогенетическая классификация достаточно сложна и трудно применима при определении растений. Поэтому рассмотрим искусственную классификацию плодов, основанную главным образом на внешних морфологических признаках. Согласно данной классификации различают указанные ниже группы плодов.

Простой плод развивается из завязи только одного пестика (монокарпный, ценокарпный и псевдомонокарпный гинецей). Это самая многочисленная группа плодов.

Сборный (сложный) плод формируется из завязей нескольких свободных пестиков одного цветка (апокарпный гинецей).

Суть процесса прорастания состоит в том, что зародыш после некоторого периода покоя трогается в рост. Прорастаниюпредшествует набухание семени. При этом изменяется физико-химическое состояние протопласта клеток и происходит мобилизация запасных питательных веществ. Из высокомолекулярных труднорастворимых соединений они превращаются в более простые – крахмал в сахара, белки - в аминокислоты, жиры – в жирные кислоты и глицерин.

Первыми при прорастании семени появляется корень, затем трогается в рост побег. Такой порядок имеет большое биологическое значение: в естественных условиях корень, появляясь первым, слипается с частицами почвы, и положение семени фиксируется, кроме того, корень обеспечивает проросток водой. Из зародышевого корня у семени развивается главный корень растения, который впоследствии ветвится. Образуется корневая система, называемая стержневой.Стержневая корневая система состоит из главного и боковых корней, которые развиваются от главного.

Вслед за корнем трогается в рост подсемядольное колено. Оно пробивает почву, будучи согнутым (отсюда и название). Достигнув поверхности, подсемядольное колено выпрямляется и выносит на поверхность семядоли и почку. Семядоли зеленеют и обнаруживают очевидное сходство с листьями, хотя по форме они проще.

Однако семядоли не всегда выносятся на поверхность почвы. У некоторых растений подсемядольное колено растет очень мало и поэтому семядоли остаются в почве. Втаких проростках удлиняется второе междоузлие — надсемядольное колено, которое и выносит на поверхность почвы почку.

Первый тип прорастания называется надземным, второй — подземным. Надземное прорастание присуще большинству двудольных — фасоли, подсолнечнику, моркови, свекле, огурцам и многим другим. Подземное прорастание свойственно ветреницам, гороху, дубу, настурции. Подземное прорастание в эволюционном отношении более подвинуто, так как семядоли в этом случае более специализированы. У каждого растения есть специальные морфологические и анатомические особенности в строении, которые обеспечивают пробивание почвенной корки.

На проростке двудольного растения надо различать следующие части – главный корень, боковые корни, подсемядольное колено, семядоли, надсемядольное колено – эпикотиль, первые настоящие листья и верхушечную почку.

Иначе развиваются проростки однодольных растений, например злаков. Корневая система у них — мочковатая, т. е. она состоит из пучка примерно одинаковых придаточных корней, среди которых нет главного. Корневая система такого типа формируется по той причине, что одновременно с зародышевым корнем или, отставая от него на несколько часов, развиваются корни придаточные. Придаточными называются корни, развивающиеся не от корня, а от стебля и листа. У злаков придаточные корни развиваются от самой нижней части стебля — подсемядольного колена. У некоторых злаков они развиваются столь рано, что видны уже в только что набухшем семени. Число их относительно постоянно для каждого вида растений, например у яровой пшеницы — 5, у озимой — 3, у ржи — 4. Главный корень — бывший зародышевый — растет недолго и среди прочих корней проростка не выделяется.

Побег пробивает почву с помощью колеоптиля, защищающего зародышевую почку. Колеоптиль имеет вид плотного кожистстого колпачка, бесцветного или окрашенного в бледные розоватые, зеленоватые, желтоватые цвета. На поверхности почвы колеоптиль разрывается и из него высовываются первые настоящие листочки проростка. Эта фаза развития злаков носит название всходов.

Для злаков характерно, что рост стебля на первых этапах развития задерживается. Проросток злака как будто имеет только пучок листьев и не имеет стебля. На самом деле стебель очень укорочен, в нем не развиты междоузлия, узлы лежат вплотную друг к другу. Такой стебель спрятан в основании листьев — листовых влагалищах. Если осторожно вскрыть листовые влагалища, внутри обнаружится конус нарастания и под ним несколько сближенных стеблевых узлов, из которых развиваются листья.

Рост стебля начинается позднее и происходит благодаря деятельности вставочной меристемы: быстро растут междоузлия, раздвигаются узлы и листья, стебель становится ясно видимым. Эта фаза развития злака, в которой формируется стебель, называется выходом в трубку. Таким образом, из зиготы благодаря клеточным делениям и дифференциации клеток формируется зародыш семени, а из него при прорастании семени — проросток и все его вегетативные органы — корень, стебель и листья.