Больше всего в своей хозяйственной деятельности человек использует именно плоды растений. Сочные персики, ароматная клубника, зрелый помидор, экзотический авокадо - каждый может выбрать себе лакомство по вкусу. Но несмотря на поражающее видовое разнообразие, все плоды имеют общие черты строения. Рассмотрим их более подробно.
Что такое плод?
Плод - это видоизмененный цветок. Он появляется после процессов опыления и оплодотворения. Плоды образуются только в результате цветения цветка. Поэтому ими могут похвастаться только цветковые (покрытосеменные) представители Ни высшие споровые, ни голосеменные не цветут, а следовательно, и не образуют плодов.
Существует легенда, что человек, нашедший наделяется волшебными свойствами. Но учеными давно установлено, что споровые растения не образуют цветков.
Вторым заблуждением является то, что шишки - плоды хвойных. Ботаника опровергает это предположение. растения не цветут, а значит, не могут образовать плодов. Шишки ели и сосны - это всего лишь видоизменения побега. А небольшие «ягодки» можжевельника ученые называют шишкоягодами и тоже считают видоизменением побега.
Строение
Чаще всего большую часть плода занимает околоплодник, окружающий семя. Его второе название - перикарпий, что в переводе с греческого языка означает «вокруг плода». Эта структура у всех растений состоит из трех частей: внешней, средней и внутренней. Внешний слой служит для защиты от механических повреждений. Поэтому он либо кожистый, либо очень прочный. Для привлечения животных, с помощью которых происходит распространение семян, этот слой часто ярко окрашен. В среднем слое находится запас воды с питательными веществами, необходимыми для защиты и развития семени. Внутренний слой дополнительно защищает семя. Например, у сливы кожистый наружный слой, мясистый средний. А внутренний представлен косточкой. У яблока строение наружных слоев аналогично, а внутри находятся пленчатые камеры, в которых расположены семена.
Образуется околоплодник в основном за счет стенок завязи (вишня, слива). Иногда в его образовании принимают участие и другие части цветка: цветоложе, основания тычинок, чашелистиков, лепестков.
Внутри околоплодника находится семя, которое развивается после оплодотворения из семязачатка.
Околоплодник надежно защищает семя от неблагоприятных условий, оберегая от механических повреждений и перепада температур. Именно благодаря наличию плодов заняли господствующее положение в растительном мире. Ведь их семена надежно защищены от холода и служат источником питания во время образования проростка. Это дает им значительное преимущество перед споровыми и голосеменными растениями, споры и семена которых ничем не защищены.
Классификация
В основу классификации плодов ученые-систематики положили сразу несколько признаков. По строению околоплодника они бывают сухие и сочные.
Одревесневевший или кожистый околоплодник сухих плодов содержит небольшое количество воды. А вот у сочных, напротив, он мясистый и содержит много питательных веществ.
По количеству семян выделяют плоды односемянные и многосемянные. Различить их очень просто. Односемянным является плод с одним семенем, например слива или вишня. Горох, подсолнечник, мак образуют многосемянные плоды. Как видно из названия, они содержат множество семян.
Из цветка с одним пестиком образуется один простой плод. Если в цветке несколько пестиков, формируется и соответствующее количество мелких плодиков. Вместе они образуют сложный или сборный, например малина или ежевика.
Еще одной разновидностью являются соплодия. Что они собой представляют? Они образуются при срастании отдельных плодов. В природе их можно встретить у шелковицы или ананаса.
Односемянные плоды
Плоды с одним семенем могут быть как сочными, так и сухими. Односемянные сухие плоды широко распространены в природе. Они имеют важное хозяйственное значение. Так, кофе - плоды кофейного дерева - используют для изготовления ароматного горячего напитка. желуди богаты крахмалом. Их используют в качестве корма для животных. Односемянным является плод миндаля - ароматный орех с ценными вкусовыми качествами.
Сочные односемянные плоды служат излюбленным лакомством животных и человека. Вишня, черешня, персик, абрикос, слива - сочный и сладкий вкус их знаком каждому.
Односемянные сухие плоды
У злаковых растений перикарпий плотно срастается с семенной кожурой. Поэтому зерновку часто называют семенем. Примерами таких растений являются овес, рожь, пшеница, кукуруза, ковыль.
Семянка от зерновки отличается тем, что ее околоплодник не срастается с семенной кожурой. Такие плоды у астры, хризантемы и подсолнечника.
Чтобы выяснить, какой плод является односемянным, можно познакомиться со строением крылатки. Ее околоплодник разрастается в лопасть и подобно крылу распространяет семена ясеня, березы, липы и вяза при помощи ветра.
Односемянным является плод орех. У него одревесневевший околоплодник. Не зря некоторых людей сравнивают с ним, называя крепким орешком.
Односемянные сочные плоды
Со строением можно познакомиться на примере костянки, в которой четко выделяются все три слоя. Она имеет кожистый экзокарпий, мясистый мезокарпий и деревянистый эндокарпий, образующий косточку. Сочные односемянные плоды костянки внутри косточки содержат семя.
Несмотря на четкую однотипную структуру, они отличаются друг от друга по определенным признакам. Это цвет наружного кожистого слоя, размер плода и его форма. Ценные пищевые качества обусловлены наличием именно среднего мясистого слоя.
Косточку, защищающую семя, еще называют внутриплодником. Каждый из них имеет свой неповторимый видовой рисунок. Например, косточки вишни и абрикоса гладкие, у персика изрезаны глубокими бороздами, а у сливы как будто шершавые.
Односемянным является плод и у малины, и у шелковицы. Хотя внешне они похожи на единый плод, на самом деле это маленькие костянки, соединенные между собой, - соплодия.
Морфологическое строение косточки является признаком, определяющим видовую принадлежность растения. Тип плода костянка имеют все представители семейства розоцветные.
Сухие многосемянные плоды
Односемянные плоды, примеры которых уже были приведены, в природе встречаются реже, чем их многосемянные родственники. Ведь если семян много, у растения больше шансов прорасти и выжить.
Сухие плоды бывают раскрывающимися и нераскрывающимися. К первой группе относится боб, который раскрывается с двух сторон, а семена в нем прикрепляются к створкам (горох, фасоль, люцерна, клевер).
Стручок, внешне похожий на боб, имеет в середине плода перегородку, к которой и прикрепляются семена. Разновидностью стручка является стручочек, который отличается только размерами. Плод стручок имеют капуста, горчица, рапс, маттиола, а стручочек - пастушья сумка, ярутка, клоповник и др.
Коробочка раскрывается по-разному: у мака и хохлатки - зубчиками наверху, у белены и подорожника - при помощи крышечки, растрескиванием - у герани и фиалки.
Листовка - сухой многосемянный плод, раскрывающийся с одной стороны. Его можно встретить у живокости и калужницы.
Интересным растением является арахис. Цветки и плоды он образует под землей. За это его называют земляным орехом.
Сочные многосемянные плоды
Плоды этого типа также отличаются ценными вкусовыми свойствами и имеют важное хозяйственное значение. Всем известны вкусные ягоды смородины, черники, крыжовника. Их наружный слой кожистый, подобно костянке, а два остальных - сочные.
По этим признакам ягодой является плод томата - всеми любимый помидор - и картофеля. Картофельные плоды несъедобны и даже ядовиты, поскольку содержат алкалоид соланин. Это вещество способно вызывать серьезные отравления организма.
Плод земляничина представлена разросшимся цветоложем, в мякоть которого погружены маленькие орешки - семена земляники или клубники.
Яблоко растет не только на яблонях. Этот тип плода имеет кожистый наружный и мясистый средний слой. А внутренний представлен пленчатыми камерами, которые надежно защищают семена. Такие плоды имеют груша, айва, рябина.
Как видите, плоды разнообразны по строению и различным признакам. Они используются для разведения ценных растений, распространения и защиты семян. А благодаря наличию питательных веществ и приятным вкусовым качествам являются ценным пищевым продуктом для животных и человека.
Классификация плодов представляет собой очень сложное и до сих пор незавершенное дело. В практике пользуются морфологической классификацией плодов, которая удобна и отражает внешние морфологические признаки. Однако большого научного значения такая классификация не имеет, так как не отражает эволюционной подвинутости плода.
По морфологическим признакам плоды делятся на сухие и сочные. Сухие плоды в свою очередь делятся на раскрывающиеся и нераскрывающиеся, сочные — на ягоды и костянки.
К сухим раскрывающимся плодам относятся листовка, боб, стручок, коробочка, к нераскрывающимся — семянка, зерновка, орех.
Листовка — сухой, раскрывающийся многосемянный плод, образуется из одного плодолистика, раскрывается по одному шву. Плоды листовки характерны для семейства лютиковых. Причем редко образуется одна листовка, чаще несколько, так как лютиковым свойствен апокарпный гинецей со многими пестиками. Сборная листовка образуется у калужницы, живокости, пионов и др.
Боб — сухой многосемянный. раскрывающийся плод, образуется одним плодолистиком, раскрывается по двум створкам. Плод боб характерен для семейства бобовых, по этому признаку семейство получило свое название.
Стручок — сухой многосемянный раскрывающийся плод, двухгнездный, образуется двумя плодолистиками, раскрывается по двум створкам. Стручок характерен для семейства крестоцветных. Плод стручок существует в двух модификациях — стручок и стручочек. Морфологически эти плоды одинаковы, отличаются лишь формой. У стручочка длина превышает ширину более чем в 3 раза.
Плод коробочка образуется из двух или нескольких плодолистиков, может быть одногнездным и многогнездным, раскрывается различными способами. Эти плоды очень разнообразны и по внешнему виду и по происхождению. Встречаются во многих семействах — гераниевых, примуловых, гвоздичных, маковых и др.
Семянка — сухой, односемянный, нераскрывающийся плод, околоплодник кожистый, семя внутри плода лежит свободно. Примерами семянок могут служить плоды подсолнечника, одуванчика, лютика, земляники (в двух последних случаях — сборные семянки).
Зерновка — сухой, односемянный, нераскрывающийся плод, околоплодник срастается с покровами семени. Плод зерновка характерен для злаков.
Орех — сухой, односемянный, нераскрывающийся плод, околоплодник деревянистый, семя лежит свободно. Такой плод типичен для лещины.
Ягода — плод сочный, многосемянный. Ягоды очень разнообразны по внешнему виду, по сложению околоплодника и по происхождению. Типичными ягодами являются плоды клюквы, крыжовника, черники, винограда, помидора.
Костянка — сочный односемянный плод с твердым эндокарпием (вишни, абрикос и др.).
Приведенная классификация представляет собой лишь морфологическое описание плодов. Она не отражает генетических взаимоотношений различных типов, их эволюционной подвинутости. Эти задачи решает филогенетическая классификация. Наиболее полной является классификация, разработанная Тахтаджяном. В основу ее положен тип завязи, из которой развивается плод. По этому признаку плоды делятся на апокарпные и ценокарпные, последние в свою очередь — на синкарпные, паракарпные и лизикарпные. Ценокарпные плоды в пределах каждого типа подразделяются на верхние и нижние (по типу завязи), па многосемянные и односемянные; апокарпные — на полимерные (сборные) и мономерные, на многосемянные и односемянные.
Самые примитивные — апокарпные плоды. Они развиваются из апокарпного гинецея. Если гинецей содержит несколько плодолистиков, то образуется полимерный (сборный) плод, состоящий из многих плодиков.
Первичной формой плода является верхняя спиральная многолистовка (купальница, калужница, магнолия). Эволюция плодов, как и цветков, шла в направлении редукции числа членов. В процессе эволюции уменьшилось количество плодолистиков и количество семян в плоде.
В результате сокращения числа плодолистиков до одного возникли мономерные плоды (листовки, бобы), а при редукции числа семян до одного — односемянные плоды как полимерные (многоорешки лютика, розы), так и мономерные (односемянные бобы клевера, донника, костянки персиков, абрикосов, орешек рогоза). Различный способ раскрывания плодов, разная консистенция околоплодника, приспособления к расселению в форме разнообразных придатков и другие эколого-приспособительные признаки создают большое многообразие апокарпны плодов.
Переходный тип плода от апокарпного к ценокарпному — синкарпная многолистовка. В ней происходит частичное срастание плодов в основании. Таковы плоды магнолиевых и плоды чернушки из лютиковых. От них недалеко до коробочки, в которой полностью срастаются плодолистики и образуется верхняя синкарпная коробочка. Синкарпная коробочка многогнездная (табак, хлопчатник). При изменении консистенции околоплодника возникают плоды ягоды (картофель, томат, виноград, ландыш) и многосемянные костянки (крушина, некоторые пальмы). При редукции числа семян до одного — костянка (маслина). Те же формы плодов образуются из нижней синкарпной завязи: нижняя синкарпная коробочка (ирис), нижняя синкарпная ягода (клюква, черника), многосемянная костянка (бузина), а при редукции числа семян до одного — костянка (калина, кизил), семянка (валериана), орех (лещина), желудь. Синкарпные плоды, так же как и апокарпные, очень разнообразны по характеру приспособлений к расселению семян.
В синкарпных костянках, орешках, семянках недоразвиты гнезда и семяпочки. В результате в плоде получается одно гнездо и одно семя, хотя в завязи было несколько гнезд и несколько семяпочек. Для синкарпных коробочек и ягод характерна многогнездность.
Паракарпные плоды развиваются из паракарпной завязи. Для них характерно одно гнездо и постенное расположение семян. Исходным типом плода в этой группе является паракарпная коробка (фиалка, мак) и такая же ягода (белокрыльник, дынное дерево). К верхним паракарпным плодам относится стручок — плод крестоцветных.
Стручок образуется из двух плодолистиков, которые срастаются краями. Перегородка в стручке ложная, т. е. вторичного происхождения. Семена развиваются по краям плодолистиков.
Односемянный верхний паракарпный плод — зерновка злаков. Из нижней паракарпной многосемянной завязи развиваются плоды коробочки (орхидеи) и ягоды (крыжовник, смородина, тыква), из односемянной — семянки (плоды сложноцветных).
Лизикарпные плоды образуются из лизикарпной завязи. Они характеризуются расположением семян на центральном семяносце — колонке. Лизикарпная коробочка— плод, характерный для примуловых и некоторых гвоздичных. Верхний односемянный лизикарпный плод — семянка — плод гречишных. Нижние лизикарпные плоды, многосемянные и односемянные, встречаются редко. В пределах каждого типа плодов происходит их детальная специализация, вызванная условиями существования растений и способом распространения плодов.