Происхождение и строение плодов — это важный аспект в ботанике, который помогает понять не только как растения размножаются, но и как они эволюционируют и адаптируются к окружающей среде. Давайте разберём этот вопрос поэтапно и подробно.
1. Происхождение плодов
Плоды (от лат. fructus) — это орган растений, развивающийся из цветка, содержащий семена. Они образуются в процессе полового размножения, когда женская половая клетка (яйцеклетка) оплодотворяется мужской клеткой (пыльцевой зерном), что приводит к образованию семени, а вокруг него развивается плод.
Эволюция плодов имеет древнюю историю. Плоды возникли на заре существования цветковых растений (около 140-160 миллионов лет назад, в период юры). До этого существовали только споровые растения (папоротники, мхи), размножавшиеся с помощью спор. Важным шагом в эволюции растений было изобретение семенного размножения — семена, в отличие от спор, могут долго сохраняться в состоянии покоя и прорастать только в благоприятных условиях. Плод, в свою очередь, стал приспособлением для защиты семян и их распространения.
Этапы возникновения плодов:
Доцветковые растения (споровые растения) не образовывали плодов, а их размножение зависело от случайного распространения споров ветром, водой или животными.
Голосеменные (например, хвойные) ещё не имели плодов в полном смысле этого слова. У них семена развиваются в шишках, но шишки не являются настоящими плодами, так как не защищают семена и не имеют мясистой или иной структуры для привлечения животных.
Цветковые растения (цветковые растения, или ангiosperms) начали развивать настоящие плоды, которые выполняют несколько важных функций: защиту семян, распространение семян и иногда питание для развития семени.
2. Строение плодов
Плод формируется из цветка и состоит из нескольких компонентов:
1. Околоплодник (перифилльная ткань) — это часть плода, которая непосредственно развивается из стенки завязи цветка. В зависимости от вида растения, околоплодник может быть:
Мясистым — например, у яблока или вишни.
Сухим — у орехов, бобов, злаков.
Околоплодник может быть разделён на три слоя, которые отличаются по структуре и функции:
Эпикарп (внешний слой) — защищает плод от механических повреждений и воздействий внешней среды. У плодов с мясистым околоплодником эпикарп часто образует кожицу.
Мезокарп (средний слой) — это наиболее мясистая часть плода, которая часто содержит питательные вещества (например, у персиков или слив).
Эндокарп (внутренний слой) — образует защитную оболочку вокруг семян. В некоторых случаях он превращается в твёрдую структуру (например, в косточках персиков или в орехах).
2. Семена — это структуры, которые развиваются внутри плода и обеспечивают продолжение рода растения. Семена состоят из нескольких частей:
Зародышевая ткань (эмбрион) — это часть, которая в будущем даст начало новому растению.
Эндосперм — ткань, которая обеспечивает питание зародыша в процессе его роста и развития.
Семенная кожура — оболочка семени, защищающая его от внешних воздействий.
3. Ножка плода (педикель) — это часть, соединяющая плод с растением. В некоторых случаях она может быть очень короткой или почти незаметной, в других — она сильно удлиняется.
4. Цветок (в особенности завязь) — завязь цветка после оплодотворения превращается в плод. Завязь может быть одно- или многогнездной. В многогнездной завязи каждая камера в дальнейшем может содержать по одному семени.
3. Типы плодов
Плоды можно классифицировать по разным признакам. Одна из основных классификаций делит плоды на:
1. По числу семян:
Односемянные плоды — в таких плодах развивается только одно семя, например, у яблок или персиков.
Многосемянные плоды — в таких плодах развивается несколько семян, например, у яблок, арбузов.
2. По строению околоплодника:
Мясистые плоды — плод с сочной, мясистой частью околоплодника, например, у яблока, вишни, томата.
Сухие плоды — плод с твёрдым или сухим околоплодником, как у ореха или бобов.
3. По способу раскрытия плода:
Открывающиеся плоды — такие плоды раскалываются при созревании и освобождают семена. Пример: боб, коробочка.
Закрытые плоды — плод не раскрывается, семена остаются внутри, как, например, в яблоке или сливе.
4. По происхождению плодов:
Плоды простые — развиваются из одной завязи, например, яблоко, слива, апельсин.
Плоды сложные — образуются из нескольких завязей одного цветка, как у клубники или малины.
Плоды сборные — развиваются из нескольких цветков одного растения, как у ананаса.
5. По функциям:
Плоды для распространения — они могут быть ярко окрашены, сладкие или содержать мясистую ткань, чтобы привлечь животных для распространения семян (например, плоды вишни, яблока).
Плоды для защиты — некоторые плоды имеют твёрдую оболочку (например, орехи), чтобы защитить семена от хищников.
4. Функции плодов
Плоды выполняют несколько ключевых функций в жизни растения:
Защита семян — плоды защищают семена от внешних факторов, таких как механические повреждения, воздействие влаги или перегрева.
Распространение семян — с помощью плодов растения распространяют свои семена. Плоды могут привлекать животных своим вкусом, ароматом или цветом. Животные, поедая плоды, могут переносить семена на большие расстояния.
Питание зародыша — в мясистых плодах содержатся питательные вещества, которые помогают развитию семени.
Запасание питательных веществ — в некоторых плодах (например, орехах) накапливаются вещества, которые могут быть использованы в будущем для прорастания семени.
Заключение
Плоды — это не просто органы размножения растений, но и важные структуры для защиты семян, их распространения и питания. Эволюционно плоды развились в ответ на потребности растений в эффективном размножении и распространении. Строение плодов может сильно различаться в зависимости от их функций, а разнообразие типов плодов помогает растениям адаптироваться к различным условиям окружающей среды.
