Семейство Маковые - Papaveraceae

Среди маковых преобладают одно- и многолетние травы (реже встречаются кустарники и даже деревья).

Характерной особенностью семейства является присутствие в тканях стеблей и листьев млечных сосудов, в которых содержится сок белого или оранжевого цвета. Листья у маковых обычно очередные (редко супротивные), прилистников нет, поверхность листовых пластинок и черешков сизоватая. Цветки иногда очень большие, одиночные (у мака) или собраны в кистевидные соцветия, правильные или у многих представителей зигоморфные. Строение цветков удобнее изучать на специальных примерах, к которым мы и перейдем.

Мак самосейка (Papaver rhoeas) (рис. 94) - это однолетнее растение, широко распространенное в посевах, на залежах, у дорог в степных районах и общеизвестное благодаря крупным и ярким цветкам. В областях более северных (лесная зона) он часто разводится, как и мак снотворный (P. somniferum).

Для работы необходимо заготовить гербарные образцы мака, зрелые коробочки и цветки для анализа. Цветки собирают в бутонах перед их открыванием, чтобы иметь и чашелистики, ибо они отваливаются в момент раскрытия венчика. Материал хранить в спирте.

Рис. 94. Семейство Маковые. Мак самосейка (Papaver rhoeas): 1 - верхушка-цветущего побега; 2 - пестик; 3 - поперечный разрез завязи; 4 - коробочка; 5 - семя; 6 - семя в разрезе; 7 - диаграмма цветка мака; 8 - диаграмма цветка крестоцветного

Рассматривая гербарный образец мака, отметим, что растение покрыто горизонтально оттопыренными, жестковатыми волосками, что листья у него очередные, рассеченные, а стройный стебель на вершине кончается цветком, обычно красным, реже розовым или белым.

Затем возьмем бутон мака и приступим к его анализу. Цветок имеет два чашелистика, которые в бутоне плотно налегают друг на друга краями и вместе образуют род колпачка. Чашелистики отделяются снизу и постепенно отваливаются по мере развертывания лепестков. В этом мы можем убедиться, если будем иглами нажимать на верхушку бутона, слегка оттягивая чашелистики. Они оторвутся, и нам следует удалить их.

Осторожно развернем лепестки. Они смяты в бутоне, и такое почкосложение называют неправильноскладчатым. Разворачивая венчик, мы отметим, что лепестки расположены в двух кругах по два лепестка в каждом (2 + 2). У основания своего лепестки обычно имеют темные (иногда почти черные) пятна. Затем нам бросится в глаза огромное число тычинок в цветке. Этот признак сближает маковые с многоплодниковыми. Нити тычинок тонки, красноватого цвета, а на их верхушке располагаются темно-серые пыльники. Центральную часть цветка занимает бочонкообразный пестик. На верхушке его помещается звездчатое рыльце. В бутоне, как мы видим, лопасти рыльца еще прижаты к завязи и краями налегают друг на друга. Рыльце можно снять целиком, как щиток что нам и следует сделать, только осторожно, чтобы не смять при этом завязь. Повернув рыльце к себе внутренней стороной, мы увидим, что оно есть результат срастания отдельных лопастей, о чем свидетельствуют швы - рубцы, сходящиеся на верхушке его. Рассматривая рыльце с верхней стороны, отметим, что также лучеобразно посредине каждой его лопасти идут воспринимающие поверхности в виде двух рядов сближенных волосовидных сосочков на каждой. (На зрелых коробочках эти волосовидные выросты разрастаются до размеров чешуек.) Отложив рыльце в сторону, рассмотрим завязь. Для этого разрежем ее поперек чуть повыше середины, удалив предварительно лепестки и тычинки. Завязь образовалась в результате срастания многих плодолистиков и кажется многогнездной. Внимательно присмотримся к перегородкам гнезд, раздвигая их иглами. Мы увидим, что перегородки эти не смыкаются между собой в центре ее и, следовательно, не являются перегородками полными. На этих перегородках располагается множество семян, и они, таким образом, представляют собой разросшиеся семяносцы каждого из плодолистиков, образовавших вместе завязь мака. Следовательно, у мака завязь одногнездная, с постенными семяносцами. Теперь пересчитаем число перегородок завязи и число лопастей рыльца и отметим, что они равны друг другу. Это значит, что число рылец соответствует числу сросшихся плодолистиков. Сравним друг у друга результаты наших подсчетов и убедимся в том, что они окажутся разными, колеблясь у нашего вида между 8 - 16. Вообще же у мака число плодолистиков может быть от четырех до двадцати.

Плод у мака - коробочка. Возьмем зрелую коробочку, рассмотрим ее и отметим, что она открывается дырочками, которые находятся на верхушке ее под лопастями рыльца. Семена образуются в огромном количестве, они мелкие, а в эндосперме их содержится масло, которое употребляется как для кондитерских, так и технических целей (масло относится к категории быстро высыхающих).

В млечном соке мака (незрелого) содержится большое число -алкалоидов, из которых морфин и кодеин имеют громадное медицинское значение. Семена также содержат алкалоиды и используются в кондитерской промышленности.

Опыление у мака производят насекомые, которые берут у него пыльцу, поэтому мы и не нашли в его цветках нектарников.

Итак, в цветках мака андроцей и гинецей характеризуются еще большим и совершенно неопределенным числом своих частей, в то время как околоцветник состоит уже из двучленных кругов. Однако у маковых наблюдаются и иные соотношения членов цветка.

Чистотел большой (Chelidonium majus) (рис. 95) послужит нам примером маковых, строение плода у которых сближает это семейство с крестоцветными.

Рис. 95. Семейство Маковые. Чистотел большой (Chelidonium majus): 1 - часть побега с цветками и плодами; 2 - бутон с отрывающимися чашелистиками; 3 - андроцей и гинецей; 4 - тычинки; 5 - зрелый плод; видны отделившиеся семяносцы; 6 - поперечный разрез плода; 7 - семя с коронкой; 8 - диаграммщь цветка

Чистотел растет на перегнойной, богатой почве в тенистых местах, поэтому обычно встречается в парках и садах вдоль заборов, в оврагах и кустарниковых зарослях. Цветет чистотел с мая до осени, и собрать его в цветах и плодах легко. Собирая материал для гербария, надо, пока он еще свеж, сделать на стебле несколько надрезов, чтобы вытекший и засохший желтый млечный сок был потом виден на занятиях.

Исследуя гербарные образцы, цветки и плоды, отметим:

1) большие сизые перистораздельные листья, черешки которых (как и стебель) опушены;

2) оранжевый или желтый млечный сок, вытекающий из всех частей растения. Сок этот ядовит и в свежем виде издает тяжелый запах. Чистотел - растение лекарственное;

3) небольшие (сравнительно с маком) желтые цветки, собранные в зонтиковидные соцветия;

4) чашечку, так же рано опадающую, как и у мака, что легко обнаружить, сравнивая бутон и распустившийся цветок.

Состоит чашечка из двух листочков, но встречается иногда и три (рис. 95, 2);

5) ярко-желтые лепестки в числе четырех, располагающиеся в двух кругах (2 + 2);

6) многочисленные тычинки, нити которых часто бывают лентовидно расширены (рис. 95, 4), а на верхушке несут узкие пыльники, разделенные плоским широким связником. Листовидно расширенные тычиночные нити расцениваются как признаки примитивной организации цветка;

7) пестик с длинной ребристой завязью, с коротким столбиком и почти двураздельным рыльцем. Для знакомства с внутренним строением завязи разрежем ее поперек, положим в поле зрения лупы и рассмотрим. Завязь одногнездная и никаких перегородок внутри не имеет. По стенкам ее на рубцевидных семяносцах располагаются семяпочки. Эта завязь состоит из двух сросшихся плодолистиков. Плод у чистотела - стручковидная коробочка, которая от стручка отличается отсутствием поперечной перегородки, т. е. тем, что она одногнездная. Открывается она двумя створками. Сравните формулы цветков мака:

и чистотела:

8) семена многочисленные, коричневые, с сетчатым рисунком на оболочке. У основания семяножки виден белый сочный придаток. Он носит название коронки (caruncula) и служит приманкой для муравьев, распространяющих семена чистотела. Все это мы увидим, если вскроем зрелую коробочку и семена рассмотрим в лупу (рис. 95, 7).

Хохлатка Галлера (Corydalis halleri) (рис. 96) - пример маковых с зигоморфными цветками. Это ранневесеннее растение, попадающее обычно в категорию "подснежников". Наш вид распространен широко и доступен почти в пределах всей Европейской части СССР. В апреле - мае необходимо собирать материал для работы, подбирая экземпляры в цветках и плодах. Цветки для анализа заготовлять отдельно и хранить в спирте. При сборе материала для гербария надо иметь в виду, что у хохлатки (как и у большинства других видов этого рода) под землей имеются корневые клубни, которые сидят довольно глубоко (20 - 30 см) и на очень утонченном стебле.

При изучении гербарного образца хохлатки необходимо отметить:

1) клубень, прикрепленный к стеблю глубоко под землей;

2) сизые, нежные, обычно дважды-тройчатые листья, с тупыми лопастями;

3) соцветие из розово-фиолетовых цветков, сидящих по одному в пазухе гребенчаторазрезанных прицветников. Цветки неправильные, со шпорцем, оттопыренным и немного крючковидным на конце. Чашелистиков два, они мелкие и рано опадают.

Рис. 96. Семейство Маковые. Хохлатка Галлера (Corydalis halleri): 1 - внешний вид растения; 2 - клубень в разрезе; 3 - цветок; 4 - цветок в развернутом виде; 5 - одна из тычинок; -пестик; 7 - плод; 8 - семя. Дымянка (Fumaria): 9 - плод; 10 - диаграмма цветка хохлатки

Теперь нам следует познакомиться со строением цветка. Положив цветок на столик лупы, отогнем и рассмотрим шпорец в его верхней части. Мы увидим, что он образован одним лепестком наружного круга, второй лепесток (нижний) имеет вид губы. Два лепестка внутреннего круга (боковые) по форме своей правильны и оба одинаковы; прижавшись друг к другу, они закрыли тычинки. В результате цветок у хохлатки зигоморфный (рис. 96, 3, 4).

Отделив лепестки, мы увидим тычинки. На первый взгляд их кажется всего две. Но, присмотревшись, мы увидим, что на верхушке каждой тычинки имеется три пыльника: средний пыльник нормальный, четырехгнездный, а два боковых, сидящих на особых коротких нитях, двугнездные, т. е. половинные. Происхождение таких необычайных тычинок объясняется следующим образом.

У хохлатки закладывается в цветочной почке четыре тычинки, но затем две тычинки внутреннего круга расщепляются, половинки их расходятся, приближаются с двух сторон к тычинкам наружного круга и прирастают к ним. В результате у хохлатки оказывается всего две тычинки, у каждой из которых средний пыльник нормальный, а боковые - половинки.

Середину цветка занимает пестик с большим головчатым рыльцем. Разрезав завязь поперек, увидим, что она, как и у чистотела, одногнездная и многосеменная. Плод - такая же стручковидная коробочка. В шпорце хохлатки собирается нектар, который выделяют железки, находящиеся только у основания тычиночного пучка, расположенного над шпорцем.

В заключение сопоставим диаграммы цветков исследованных нами представителей семейства маковых: мака, чистотела, хохлатки. В этих диаграммах отразится процесс развития цветков в пределах семейства. Процесс этот идет в направлении уменьшения числа тычинок, плодолистиков и семяпочек, в сторону развития зигоморфности и приспособлений к опылению лишь определенными группами длиннохоботковых, сосущих нектар насекомых (шпорцы, двугубые венчики). Наконец, рассматривая диаграммы цветков чистотела и хохлатки, мы видим, что изменения их гинецея и андроцея делают переход от маковых к следующему семейству - крестоцветным - очень естественным.