Покрытосеменные: однодольные и двудольные

Разрежь яблоко поперёк: в мякоти сидят тёмные семечки. Семя здесь прикрыто со всех сторон — оно в плоде. Это работа покрытосеменных, или цветковых, растений: самого молодого и самого успешного отдела царства растений, больше четверти миллиона видов. Они победили по двум изобретениям: цветок, который нанимает насекомых переносить пыльцу, и плод, который хранит и расселяет семена. Из покрытосеменных состоит почти вся наша еда: хлеб из злаков, суп из бобовых, чай, яблоки и картофель. Двудольные — один из двух больших классов этого отдела: яблоки, горох, подсолнечник и помидоры, а также пять знаменитых семейств, которые мы научимся узнавать по формуле цветка.

Цветок и его формула

Цветок — побег, все части которого служат размножению. Снаружи — чашечка из чашелистиков и венчик из лепестков: они привлекают опылителей и защищают внутренность цветка. Внутри — тычинки с пыльцой и пестик, в завязи которого сидят семязачатки. Число частей цветка ботаники записывают формулой цветка: у томата она читается как Ч5Л5Т5П1 — пять чашелистиков, пять лепестков, пять тычинок и один пестик. Когда частей много и сосчитать их трудно, в формуле ставят «знак бесконечности» — так делают у розоцветных, где тычинок обычно больше десяти. После опыления и оплодотворения семязачаток превращается в семя, а завязь разрастается в плод. Плод бывает не только сочным: зерновка пшеницы, семянка подсолнечника и орех лещины — тоже плоды, просто сухие.

Два класса: однодольные и двудольные

Цветковых делят на два класса — по зародышу семени. Однодольные держат в семени одну семядолю: все злаки — пшеница, рожь, кукуруза, а также тюльпан, ландыш и лук. У них дуговое или параллельное жилкование листа, мочковатая корневая система (пучок одинаковых корней) и части цветка кратны трём. Двудольные имеют две семядоли: яблоня и вишня, горох и фасоль, капуста, томат, подсолнечник. Жилки у них образуют сеть, главный корень выделяется в стержневую систему, а части цветка кратны четырём или пяти. Ботаники объединяют двудольные в семейства по строению цветка и плода — и таблица ниже заменяет целый определитель. Двудольных видов в разы больше, чем однодольных: к ним относятся почти все деревья и кустарники наших лесов, кроме хвойных.

Крестоцветные и розоцветные: формула словами

Формула крестоцветных читается так: четыре чашелистика, четыре лепестка, шесть тычинок, один пестик. Лепестки стоят крест-накрест — отсюда и имя семейства. Тычинок шесть, причём четыре длинные и две короткие: по этой асимметрии крестоцветные узнают даже по нераскрывшемуся бутону. Плод — стручок или маленький стручочек: у пастушьей сумки он трёхгранный и размером с крошку, у редьки — толстый и длинный. К семейству относятся капуста со всеми её сортами, редька, репа, горчица и рапс, из семян которого выжимают масло.

У розоцветных пять чашелистиков, пять лепестков и много тычинок — обычно больше десяти, поэтому в формуле стоит «знак бесконечности»; пестиков бывает один или несколько. Плоды семейства знакомы каждому: яблоко у яблони, груши и рябины, костянка у вишни, сливы и абрикоса, многокостянка у малины, а у земляники — многоорешек на разросшемся красном цветоложе. Дикая роза — шиповник — цветёт пятью лепестками и даёт плоды, в которых витамина в разы больше, чем в лимоне, — их заваривают зимой. Семейство богато и декоративными растениями: роза, спирея и боярышник тоже розоцветные.

Бобовые и паслёновые: формула словами

Мотыльковый цветок бобовых устроен как лодочка с парусом: верхний крупный лепесток — парус, два боковых — вёсла, а два нижних срослись в лодочку, где прячутся пестик и десять тычинок — девять срослись нитями в трубку, десятая осталась свободной. Плод — боб с двумя створками. На корнях бобовых сидят клубеньки с бактериями, которые связывают азот воздуха: после гороха или клевера почва обогащена азотом, поэтому бобовые сеют в севообороте и запахивают как зелёное удобрение. К семейству принадлежат горох, фасоль, соя, клевер, люпин и жёлтая акация-карагана.

Формула паслёновых короткая: чашечка из пяти сросшихся чашелистиков, венчик из пяти сросшихся лепестков, пять тычинок и один пестик. Плод — ягода у томата, картофеля и баклажана или коробочка у табака, петунии и дурмана. Картофель размножают клубнями, но к осени на кустах появляются и настоящие ягоды — зелёные и ядовитые, как всё растение, кроме клубней. Белена, дурман и красавка-белладонна — тоже паслёновые: в их тканях сильные ядовитые вещества, поэтому незнакомые ягоды с грядки и из леса пробовать нельзя.

Сложноцветные: обманчивая корзинка

То, что кажется одним цветком ромашки или подсолнечника, — соцветие-корзинка из десятков мелких цветков. По краю сидят язычковые цветки с несимметричным венчиком, похожим на лепесток, в середине — трубчатые. Корзинка подсолнечника собирает до тысячи цветков, и каждый даёт семянку. Формула словами: чашечка превращена в хохолок или щетинку, венчик из пяти сросшихся лепестков, пять тычинок срослись пыльниками в трубочку вокруг пестика. Плод — семянка: у одуванчика она летит на хохолке-парашюте, у лопуха расселяется крючками, у череды цепляется за шерсть колючками. К семейству относятся подсолнечник, ромашка, василёк, астра, салат и топинамбур. Корзинки приспособлены под разных опылителей: ромашку посещают мухи и мелкие жуки, а подсолнечник — пчёлы, поэтому его поля рядом с пасеками дают больше мёда.

Сухие плоды тоже плоды

• Зерновка — плод злаков: семя срослось с околоплодником
• Семянка — плод подсолнечника: семя осталось свободным
• Боб — плод гороха: створки раскручиваются без перегородки
• Стручок — плод капусты: семена сидят на перегородке между створками
• Коробочка — плод мака и табака: раскрывается отверстиями или створками

Семядоля#

первый лист зародыша в семени; по их числу цветковых делят на однодольные и двудольные

Мотыльковый цветок#

цветок бобовых с парусом, вёслами и лодочкой

Корзинка#

соцветие сложноцветных из десятков мелких цветков на общем ложе

Семянка#

сухой плод сложноцветных, у которого семя не приросло к околоплоднику

Клубеньковые бактерии#

бактерии на корнях бобовых, связывающие азот воздуха

Стержневая корневая система#

корень с ясно выделяющимся главным; характерна для двудольных

Почему цветковых больше всех

Цветковых на планете больше четверти миллиона видов, и секрет — в точном переносе пыльцы: насекомое летит с цветка на цветок целенаправленно, а ветер рассеивает миллионы пылинок впустую. Вдобавок оплодотворение у цветковых двойное: один спермий сливается с яйцеклеткой, второй — с крупной клеткой в семязачатке, из которой получается запасная питательная ткань семени. Поэтому запас питания собирается заново у каждого семени и всегда свежий, а сам семязачаток надёжно прикрыт завязью пестика — будущим плодом. Бывает и самоопыление: у гороха цветки закрыты, и пыльца падает на собственное рыльце — за это его ценят селекционеры, получающие чистые линии.

Как это спрашивают: узнай семейство

• «Как отличить однодольное от двудольного» — семядоля, жилкование, тип корневой системы
• «Что показывает формула цветка» — число чашелистиков, лепестков, тычинок и пестиков
• «Чем боб отличается от стручка» — у стручка семена на перегородке, у боба перегородки нет
• «Узнай семейство по цветку» — крест из четырёх лепестков, мотыльковый цветок, венчик из пяти сросшихся лепестков
• «Почему после гороха не нужно азотное удобрение» — клубеньковые бактерии запасли азот в почве

Образец полного ответа на вопрос «как отличить однодольное растение от двудольного»: посмотри на семя, лист и корень. В семени однодольного одна семядоля, жилки листа идут параллельно или дугой, а корневая система мочковатая — пучок одинаковых корней. У двудольного две семядоли, жилкование сетчатое, главный корень превращается в стержневой. Проверь на знакомых растениях: пшеница и тюльпан — однодольные, яблоня и горох — двудольные.

Формула цветка экономит время: увидел четыре лепестка крестом — перед тобой крестоцветное, нашёл на корнях клубеньки с азотными бактериями — бобовое. В следующем уроке соберём всю картину развития растительного мира: от водорослей до цветковых — и посмотрим, как человек приспособил эту коллекцию под свои нужды. А вечером попробуй разобрать ужин по семействам: картофель в мундире — паслёновый, гороховый суп — бобовый, салат из капусты — крестоцветный, и у каждого блюда на столе окажется своя формула цветка.

Подсказка: клавиши J — следующая тема, K — предыдущая, на телефоне: свайп влево/вправо — соседняя тема