Семейство asteraceae (compositae) – Астровые (сложноцветные)

 

Астровые - самое крупное семейство двудольных растений, включающее 1911 родов и 32 913 видов.

Распространение - по всему земному шару, во всех климатических зонах. но наибольшее разнообразие - в умеренных и субтропических областях.

Жизненная форма - одно- и многолетние травы, реже полукустарники, кус­тарники, небольшие деревья и лианы.

Важнейшие рода: Тысячелистник (Achillea), Лопух (Arctium), Полынь (Artemisia), Череда (Bidens), Чертополох (Carduus), Василек (Centaurea), Бодяк (Cirsium), Нивяник (Leucanthemum), Козелец (Scorzonera), Золотарник (Solidago), Осот (Sonchus), Пижма (Tanacetum), Одуванчик (Taraxacum), Мать-и-мачеха (Tussilago).

Культурные растения: Астра (Aster), Маргаритки (Bellis), Хризантемы (Chrisanthemum), Артишок (Cynara), Георгины (Dahlia), Подсолнечник (Heliantuthus), Рудбекия (Rudbeckia), Тагетсы, или Бархатцы (Tagetes).

Это семейство входит в монотипный порядок Asterales и является самым большим из двудольных (по числу видов его можно сравнить только с семейством орхидных из однодольных). Представители семейства распространены не только на всех континентах, но и в самых разных местообитаниях (от жарких пустынь до холодной Арктики и Антарктики, в высокогорьях и солоноватых водах).

Листья преимущественно простые, без прилистников, с цельными или в разной степени рассчлененными пластинками (от лопастных до глубоко рассеченных). Сложные листья встречаются очень редко. Листорасположение очередное.

У многих видов образуется две генерации листьев. Нижние образуют прикорневую розетку (очень короткие междоузлия и узлы очень сильно сближены, практически рядом). Вторая генерация листьев образуется несколько позже, они мельче и расположены очередно на длинном побеге с хорошо выраженными междоузлиями.

Характерная особенность Asteraceae – соцветие корзинка. Корзинка - это «выгодное» соцветие, позволяющее сократить расходы на рекламную функцию цветка. У корзинки имеется общее ложе и обертка.

- Ложе корзинки плоское, выпуклое или вогнутое.

- Обертка окружает корзинку снаружи и образована верховыми листьями и прицветниками. Является общей чашечкой. Листочки оберткимогут быть травянистые зеленые, а также пленчатые или перепончатые, бурого цвета или яркоокрашенные, однорядные, двурядные, многорядные, черепитчатые Морфология обертки является диагностическим признаком рода.

- Корзинка состоит из плотно примыкающих друг к другу мелких цветков, число которых варьируется в широких пределах - от тысячи (подсолнечник - Helianthus) до двух (амброзия- Ambrosia) и даже до одного ( шароголовник - S phaerocephalum). Размеры корзинки меняются от 30-60 см (культурные сорта подсолнечника) до нескольких миллиметров (полыни - Artemisia).

«Коллективная реклама» позволяет уменьшить размеры околоцветника без риска снизить эффективность опыления.

Корзинка – это элементарное соцветие. У многих астровых корзинки собранные в сложные соцветия:

· щитковидные (тысячелистник обыкновенный, пижма обыкновенная),

· дихазий корзинок (васильки),

· кисти корзинок (золотарник),

· метелка корзинок (полынь). В этом случае корзинки, как правило, маленькие и состоят из мелких и невзрачных листьев.

У многих астровых встречаются крупные одиночные корзинки (мать- и- мачеха, одуванчик).

Строение цветка

Чашечка у цветков астровых развита очень слабо. Часто видоизменена (метаморфизирована) в прицепки, щетинки, волоски, образующие хохолок, разрастающийся при плоде в летучку (паппус). Биологическое значение хохолка состоит в обеспечении распространения плодов ветром.

Венчик спайнолепестный, пятичленный, но имеет разную форму. По форме венчика различают разные типы цветков:

а) трубчатый - актиноморфный;

б) язычковый - зигоморфный.

в) воронковидный - более или менее зигоморфный, стерильный и чисто рекламный цветок, генеративные органы редуцированы.

г) ложноязычковый с 3 зубчиками;

д) двугубый - имеет верхнюю губу из 2-х лепестков и нижнюю из 3-х лепестков. Андроцей однобратственный. Тычинок пять, их нити свободные, а пыльники боковыми сторонами срастаются между собой в результате образуется пыльниковая трубка. Внутри этой трубки проходит столбик пестика. Основания тычиночных нитей прирастают к трубке венчика.

Гинецей ценокарпный, состоит из 2 плодолистиков. Завязь нижняя, одногнездная. Столбик заканчивается 2 рыльцами, покрытыми сосочками. Под рыльцами столбик утолщен и часто снабжен кольцом волосков. На верхушке завязи вокруг столбика обычно развиваются нектарники. Цветки протандричные, пыльца высыпается внутрь трубки пыльников, а затем выносится наверх вследствие сокращения тычиночных нитей или удлинения столбика, выталкивающего пыльцу наружу. В тех случаях, когда перекрестное опыление не произошло, обычно имеет место самоопыление.

В строении гинецея отмечаются следующие признаки высокой организации:

- · уменьшение числа плодолистиков до двух;

- · нижняя завязь.

 

По симметрии, характеру срастания лепестков, наличию или отсутствию андроцея и гинецея в семействе различают 5 типов цветков.

1. Трубчатые – венчик трубчатый из пяти сросшихся лепестков, длинная трубка с коротким пятизубчатым отгибом, образованным свободными верхушками лепестков; цветки обоеполые, реже однополые. Всегда плодущие (образуют плод). Эти цветки обычно расположены в центре корзинки (например, желтые цветки у подсолнечника, ромашки, девясила, астры и др.)

2. Язычковые - венчик в виде язычка с короткой трубкой. Язычок (пластинка) из пяти  сросшихся между собой лепестков. На верхушке 5 зубчиков – это кончики сросшихся лепестков. Цветки обоеполые: у цветков 5 тычинок и 1 пестик. Всегда плодущие

3. Ложноязычковые - цветок состоит из сросшейся в короткую трубочку нижней части венчика и язычка, образованного пятью сросшимися лепестками. Но ложноязычковый цветок в отличие от язычкового имеет на верхушке венчика 3 зубчика, андроцей отсутствует, т.е. цветок обычно пестичный (женский).

4. Воронковидные - бесполые, венчик с длинной, изогнутой трубкой, кверху сильно расширенная трубкой венчика, с большим, чем у трубчатых цветков, числом зубцов из-за расщепления свободных окончаний лепестков. Цветки располагаются по краю корзинки. Служат для привлечения насекомых.

5. Двугубые - обоеполые или однополые, с довольно длинной трубкой, от которой отходят верхняя губа из двух свободных зубцов и нижняя губа в виде язычка с тремя зубцами на верхушке. Венчик отходит от верхушки завязи, нижняя часть его трубочки окружает основание столбика и нектарник.

 

Трубчатые цветки, представляющие собой исходный тип цветков в семействе, всегда актиноморфные, остальные типы цветков — зигоморфные.

 

Появление разных типов цветков у астровых является результатом высокой специализации к энтомофилии. Большое количество мелких цветков в соцветии позволяют экономить пластический материал, а появление специальных цветков в составе соцветия делает их хорошо заметными для насекомых.

 

Существуют два разных вида корзинок:

1. Гомогамная корзинка - когда все цветки в корзинке одинаковые. Например, у одуванчика, Taraxacum, - из язычковых цветков, у пижмы, Tanacetum, - из трубчатых.

2. Гетерогамная - когда корзинка состоит из разных цветков, т.е. срединные цветки отличаются от краевых. Например, из трубчатых и ложноязычковых (подсол­нечник, нивяник - Leucanthemum, ромашка - Matricaria и др.), воронковидных и ложноворонковидных {василек — Centaurea, серпуха - Serratula).

Кроме обоеполых цветков часто встречаются однополые женские (обычно плодущие) и мужские (бесплодные), а также цветки, в которых редуцирован и андроцей, и гинецей.

Опыление - насекомыми, редко ветром. Большинство астровых опыляются насекомыми, причем спектр опылителей очень широк, так как корзинки доступны для посещения разными видами насекомых. Если перекрестное опыление насекомыми не состоялось, возможно самоопыление или даже апомиксис - образование семян без оплодотворения.

В семействе есть ветроопыляемые роды, например полынь. Корзинки полыни мелкие, невзрачные, кроме того, значительная часть видов произрастает в пустынях и полупустынях, где насекомоопыление затруднено из-за крайней сухости воздуха, обедняющей состав насекомых.

Плод – семянка, распространяющаяся ветром, водой (у прибрежноводных растений, таких как нардосмия - Nardosmia и череда - Bidens), животными (в том числе муравьями). Часто распространяются целые корзинки с плодами (лопух - Arctium, дурнишник - Xanthium). Семянки в корзинке могут быть либо все одинаковые, либо разной формы (ноготки — Calendula). Семена без эндосперма.

Астровые входят в состав самых разных растительных сообществ: луговых, степных, лесных, пустынных, тундровых, солончаковых.

 

Значение: Особое значение для человека имеют виды сорных и рудеральных астровых. В числе полевых сорняков - осот огородный (Sonchus oleraceus), бодяк полевой (Cirsium arvense), молокан татарский (Lactuca tatarica). К рудералам относятся виды родов чертополох (Carduus), татарник (Onopordum), латук (Lactuca), полыни горькая и обыкновенная (Artemisia absinthium, A. vulgaris).

Среди астровых есть важные культурные растения. Из пищевых растений следует отметить прежде всего подсолнечник однолетний(Helianthus annuus), топинамбур (Н. tuberosus). Искусственно создан гибрид этих видов — тописолнечник, используемый как силосная культура с большой зеленой массой.

Виды семейства содержат латекс или эфирные масла. В качестве овощного растения в Западной Европе широко используют Артишок (Cynara scolymus). Находят

 

 

       

 

 

 

                                          

 

		Ложноязычковый цветок

 

применение в качестве пищевых два вида Цикория (Cichorium), некоторые виды Козельца (Scorzonera), называемые в народе ʼʼчерный кореньʼʼ, Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus), Полынь-эстрагон (Artemisia dracunculus), употребляемая как пряность, и др.

Некоторые виды астровых имеют техническое применение, к примеру Сафлор красильный (Carthamus tinctorius). Многие культивируют в качестве декоративных растений. Среди них — виды Герберы (Gerbera), Астры (Aster), Хризантемы (Callistephus), Георгины (Dahlia), Бархатцев (Tagetes), Рудбекии (Rudbeckia) и др.

Несколько видов астровых зарекомендовали себя в научной медицине как ценные лекарственные растения. Прежде всего, это ромашка лекарственная (Chamomilla recutita), полынь горькая (Artemisia absinthium), листья мать-и-мачехи (Tussilago far-fara) и др.

ЗАДАНИЕ:  Изучить и зарисовать соцветие, цветок и плод. Написать формулы цветков.