Ядро: строение и функции

Яблоко — многосемянный плод с сочной мякотью, в котором принимают участие кроме завязи другие части цветка (яблоня, груша, рябина).

Тыквина — сочный, многосемянный плод, с толстым кожистым наружным слоем околоплодника. К тыквинам принадлежат сочные крупные плоды, достигающие нескольких десятков килограммов (тыква, огурец, дыня, арбуз).

 

Строение плода

В образовании плода принимают участие различные части цветка, но прежде всего завязь. Из стенки завязи формируется стенка плода — околоплодник или перикарпий. В перикарпии обычно различают три слоя: наружный — экзокарпий или эпикарпий, средний — мезокарпий и внутренний — эндокарпий. Семена формируются из семяпочек.

Все три слоя, обычно, хорошо различимы. Например, в плоде вишни тонкий кожистый наружный слой — экзокарпий, съедобная сочная мякоть плода — мезокарпий, твёрдая косточка из каменистой ткани, окружающая единственное семя — эндокарпий. Нередко эти слои околоплодника различаются слабо, даже при анатомическом исследовании, что связано с деформацией и сдавливанием клеток при созревании плода.

После того, как произошло оплодотворение яйцеклетки и началось образование зародыша, цветок вступает в новую фазу развития, которая заканчивается образованием плода.

В ботанике существуют разные точки зрения на объем понятия плод.

Многие ботаники считают, что настоящими плодами являются только те, которые образовались из завязи цветка, как слива, вишня, томат или коробочка мака.

Те плоды, в образовании которых принимают участие другие части цветка, считаются ложными. С этой точки зрения яблоко, например, не настоящий плод, а ложный, т.к. в его образовании принимает участие цветочная трубка.

Еще более ложным плодом является земляника, вся мягкая, съедобная часть которой представлена разросшимся цветоложем.

Но другие ботаники справедливо возражают против такого очень узкого и одностороннего определения плода. Они указывают, что гораздо удобнее и правильнее рассматривать плод как результат видоизменения всего цветка, а не только гинецея, хотя самую существенную часть образует именно завязь плода.

Некоторые авторы, как, например, американский ботаник Артур Имс, даже определяют плод как зрелый цветок.

Такое определение имеет еще одно преимущество, оно устраняет понятие "сложный плод", т.е. плод возникший из многих разрозненных плодолистиков апокарпного гинецея.

В строении зрелого плода в основном сохраняются признаки тех частей цветка, из которых он образуется. Но в процессе развития многих плодов, особенно сочных, первоначальные структуры подвергаются глубоким изменениям. Признаки цветка ясно выраженные на ранних стадиях развития плода, изменяются или сильно маскируются в зрелости.

Наружная часть плода называется околоплодником или перикарпием. Околоплодник представляет собой разросшуюся и часто сильно видоизмененную стенку завязи, хотя в образовании околоплодника могут принимать участие и другие части цветка. В околоплоднике принято различать наружный слой - экзокарпий и внутренний - эндокарпий. В некоторых случаях достаточно хорошо выражен еще и средний слой - мезокарпий. Наиболее четко все три зоны различаются в плодах типа костянки - тонкий кожистый экзокарпий, мясистый и сочный мезокарпий и твердый деревянистый эндокарпий.

До созревания семян околоплодник защищает их от высыхания и механических повреждений.

По консистенции околоплодник может быть сочным и сухим. На этом основании плоды чисто искусственно делят на сочные и сухие. Среди сочных плодов в свою очередь выделяют многосемянные и односемянные. Среди сухих различают вскрывающиеся и невскрывающиеся.

Такое деление, все еще распространенное в учебной литературе, очень удобно для практических целей, но оно совершенно не отражает эволюционных взаимоотношений разных типов плодов.

Поскольку главную роль в образовании плода играет все-таки гинецей, то основные подразделения эволюционной классификации плодов целесообразно строить на признаках гинецея. В связи с этим различают две основные группы плодов: апокарпные и ценокарпные. Последние, в свою очередь, делятся на синкарпные, паракарпные и лизикарпные.

Соплодие

— собрание плодов растения, которые при созревании не распадаются, а остаются единым целым. Соплодие образуется не из одного цветка, а из соцветия, при полном срастании его цветков. Большинство соплодий являются сухими: это «клубочки» свеклы, состоящие из нескольких орешков; соплодия инжира и шелковицы также состоят из орешков, погруженных в сочную мякоть осей соцветия. У ананаса все плоды в соплодии сочные.

Как правило, плод развивается после оплодотворения, но у части покрытосеменных может образовываться и в результате апомиксиса, то есть развитие зародыша семени без оплодотворения (партенокарпические плоды).

Морфологической основой плода является гинецей, прежде всего завязь. Прочие части цветка — околоцветник, тычинки и чашечка — чаще быстро увядают, но нередко изменяются и вместе с гинецеем также принимают участие в формировании плода, становясь сочными или, напротив, деревянистыми или пленчатыми. Самые глубокие изменения происходят в завязи. Её стенки разрастаются за счёт усиленного деления клеток и увеличения их размеров. После опыления происходит существенное изменение направленности транспортных потоков и перераспределение питательных веществ в сторону развивающихся плодов. У травянистых растений (особенно у однолетних) практически все синтезируемые органические вещества используются развивающимися семенами и плодами, что ведёт к истощению других тканей растения. Многие растения плодоносят только раз за всю свою жизнь.

Созревание начинается с того, что плод прекращает рост, разлагаются хлорофилл и дубильные вещества, в вакуолях накапливаются пигменты, определяющие характерную для данного вида окраску плодов. У некоторых видов растений, например картофеля, плоды даже при созревании остаются зелёными. В стенках плода сосредотачиваются различные пластические и энергетические вещества: белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и т. п. Зрелый плод характеризуется совокупностью только ему присущих особенностей. Плод несёт семя или семена, которых у ряда растений может быть до нескольких тысяч. Это важнейшая его часть, обеспечивающая воспроизведение данного вида в ряду поколений. Однако, по массе семена, как правило, относятся к меньшей части плода. В природе и особенно в культуре встречаются бессемяные плоды. В результате длительной селекции выведены бессемянные сорта винограда (Vitis), банана (Musa) и т. д.

Зрелые семена прикрепляются к околоплоднику в тех местах, где в завязи располагалась плацента, либо свободно лежат в полости плода, либо плотно окружены мясистой стенкой. Максимальное число семян в плоде равно числу семязачатков, но обычно меньше, так как не все семязачатки достигают зрелости.

Созревший плод переходит в последнюю стадию — отмирания, в ходе которой в плод обычно не поступают новые вещества, не делятся и не растут клетки, и постепенно ткани плода разрушаются и сгнивают. У большинства цветковых растений созревший плод опадает и отмирает уже на грунте.

Апокарпные плоды

Апокарпные плоды состоят из большого количества несросшихся между собой плодиков и характерны для примитивных, в эволюционном отношении, семейств цветковых растений, таких как магнолиевые, лютиковые и пр.

Исходным, и, пожалуй, наиболее примитивным для цветковых растений типом апокарпных плодов является многолистовка. Листовка - это сухой многосемянный плод, который вскрывается с одной (обычно - брюшной) стороны. Многолистовка характерна для магнолий, лютиковых (купальница азиатская), рода таволга (сем. Розоцветные).

В результате редукции количества семян в листовке до одного появился плод - многоорешек: в каждом плодике - орешке содержится по одному единственному семени. Понятно, что пропала и необходимость вскрывания подобных односемянных плодов. Так что орешек - это сухой, односемянный, невскрывающийся плод. Плод многоорешек характерен для многих представителей семейств лютиковых (лютик), розоцветных (гравилат, лапчатка).

Весьма своеобразной разновидностью многоорешка является плод земляничина. Основу этого сочного плода образует непомерно разросшаяся мясистая завязь, на поверхности которой располагаются многочисленные сухие орешки.

На основе сухого многоорешка в процессе эволюции возник сочный плод - многокостянка. Этот тип плода характерен для некоторых розоцветных (малина, ежевика). В результате же редукции количества костянок до одной образовался сочный плод однокостянка (персик, абрикос, вишня, черешня).

Синкарпные плоды

Постепенно в процессе эволюции листовки срастаются своими боковыми стенками. Но у некоторых растений это срастание неполное: верхние части листовок остаются свободными (несросшимися). Плод такого строения является наиболее примитивным вариантом синкарпных плодов и называется синкарпной многолистовкой (чернушка).

Велико разнообразие сочных синкарпных плодов. Так, верхняя синкарпная ягода - ува имеется у картофеля, помидоров, винограда, вороньего глаза. Нижняя синкарпная ягода (бакка) отмечается у брусники, жимолости, банана.

К сочным синкарпным плодам относятся и синкарпные костянки (крушина, бузина, калина, кофе). Особое место среди сочных синкарпных плодов занимает плод яблоко (яблоня, груша, айва), мясистая часть которого имеет сложное происхождение и, по-видимому, представлена разросшейся цветочной трубкой. По строению пергаментообразного "огрызка" нетрудно убедиться, что этот плод состоит из 5-ти сросшихся между собой плодолистиков.

Весьма своеобразны сочные плоды цитрусовых, так называемые гесперидии (апельсин, лимон), синкарпное происхождение которых видно невооруженным глазом - они делятся на дольки.

И, наконец, очень специфичны плоды граната (гранатина), гнезда которого заполнены крупными семенами с сочной, рубинового цвета кожурой.

Особую категорию синкарпиев составляют так называемые дробные плоды, распадающиеся по перегородкам (мерикарпиям), соответствующим отдельным плодолистикам. Это и двукрылатки клена, и ценобии (четырехорешки) бурачниковых и губоцветных.

Паракарпные плоды

Возникшие на основе паракарпного гинецея паракарпные плоды отличаются большим разнообразием и свойственны многим видам различных семейств покрытосеменных растений. Они могут быть односемянными и многосемянными, вскрывающимися и невскрывающимися, сухими и сочными.

Особой разновидностью нижней паракарпной ягоды является тыквина (тыква, огурец, арбуз, кабачок).