Порядок Тыквоцветные - Cucurbitales

Семейство Тыквенные - Cucurbitaceae

К семейству относятся главным образом травянистые растения, реже - кустарники. Они распространены преимущественно в тропиках обоих полушарий. Тыквенные со съедобными плодами: арбузы, огурцы, дыни, тыквы - культивируются человеком очень широко. Арбуз является наиболее засухоустойчивым из всех тыквенных, и в нашей стране наилучшие сорта его разводятся на юге: в Поволжье, степных южных районах и в Средней Азии. Это и не удивительно, так как ближайший родич культурных арбузов - арбуз обыкновенный (Citrullus vulgaris) растет в африканских пустынях - Калахари и др. В сухих районах Ирана, Афганистана и Туркмении обитает еще один из видов арбуза - колоквинт (Citrullus colocynthis), горькие плоды которого имеют лекарственное значение.

Строение цветков и плодов у тыквенных мы изучим на нескольких примерах.

Рис. 113. Семейство Тыквенные. Огурец посевной (Cucumis sativus): 1 - часть цветущего побега; 2 - пестичный цветок (венчик разрезан); 3 - тычиночный цветок в разрезе. Тыква (Cucurbita pepo): 4 - поперечный разрез завязи тыквы. Переступень (Bryonia): 5 - нормальная и 6 - двойная (сросшаяся из двух) тычинка. Колоквинт (Cyrtullus colocynthis): 7 - двойная тычинка; 8 - андроцей и гинецей тыквы; 9 - диаграммы цветков тыквы (изображены исходные пятичленные цветки)

Огурец посевной (Cucumis sativus) (рис. 113, 1, 2, 3). Для занятий необходимы гербарные образцы растения в цветках, цветки и молодые (взятые тотчас же после отцветания) плодики, хранящиеся в спирте. Кроме обычного оборудования, здесь нужна еще и бритва. Исследуя гербарный образец, отметим следующее:

1) лежачие пятигранные стебли, которые в узлах часто дают придаточные корни и укореняются;

2) простые неветвистые усики, что является очень важным родовым признаком огурца и дыни в отличие от арбуза и тыквы, у которых усики ветвистые;

3) листья сердцевидные у основания, пятилопастные, причем в отличие от дыни лопасти листьев огурца острые;

4) стебли и черешки листьев, цветоножки и завязи цветков грубоволосистые;

5) цветки раздельнополые, тычиночные сидят пучками, а пестичные чаще одиночные в пазухах листьев.

Уложив пестичный цветок на столике лупы, рассмотрим его и, поставив ЮХокуляр, познакомимся с шипами, покрывающими поверхность завязи и плода-огурца.

Шипы эти оказываются видоизмененными волосками, у основания которых располагаются вздутые клетки, имеющие вид бородавочек. На вершине каждой из них имеется острие - крепкое, даже немного одревесневшее. Вот почему молодые огурцы часто бывают колючими. Если мы посмотрим волоски, покрывающие чашечку, то убедимся, что основные клетки их значительно тоньше, волоски многоклеточные и менее жесткие, чем на завязи.

Перейдем теперь к анализу околоцветника. Чашечка и венчик срослись между собою. Число чашелистиков и лопастей венчика равно пяти, цветки желтые. Чтобы рассмотреть внутреннее строение цветка, вскроем иглой его трубку и развернем ее. В центре женского цветка мы увидим короткий массивный столбик с таким же массивным трехлопастным рыльцем на вершине. Следует обратить внимание на то, что каждая лопасть рыльца двураздельна, в свою очередь, поэтому оно производит впечатление шестило-пастного. Рассматривая лопасти рыльца, заметим, какой огромной воспринимающей поверхностью оно обладает! Все шесть его массивных отростков покрыты густым слоем сосочков. У основания трубки венчика мы заметим белое массивное гофрированное кольцо - это нектарные чешуйки вместе с приросшим к ним недоразвитым андроцеем.

Последним этапом нашей работы с женским цветком будет анализ его завязи. Легче всего в ее строении разобраться на срезах молодых плодиков. Возьмем такой плодик и разрежем его поперек немного выше середины. Затем подровняем бритвой край нижней, половинки плодика и сделаем по возможности тонкий поперечный срез. Исследование будем вести в капельке воды при 20 X окуляре лупы.

При первом взгляде на срез нам покажется, что завязь трех-гнездная. Однако, рассмотрев ее внимательно, заметим, что каждое гнездо разделено еще пополам очень тонкой пленкой (обычна плохо заметной на срезах завязи цветка). Завязь оказывается шестигнездной, хотя часто эти вторичные перегородки бывают неполными. На диаграммах цветков тыквенных они обозначаются пунктиром. Рассмотрим семяносцы. Каждый из них вдается внутрь завязи и у наружной стенки ее раздваивается, концы его загибаются в сторону, и на них располагаются семяпочки. В результате каждый семяносец похож на зонтик в разрезе. Плод огурца ягодообразный, так называемая тыквина.

После только что выполненной работы анализ мужского цветка огурца уже не представит больших затруднений. Вскроем и развернем трубку его. Чашелистики и лопасти венчика здесь также в числе пяти, а опушение менее жесткое, чем цветка женского. Цветоложе блюдцевидное, на нем располагаются тычинки, часто сросшиеся пыльниками в общую головку. При развертывании цветка тычинки отделяются друг от друга и оказываются состоящими из трех групп: две большие и одна поменьше. Тычинок здесь всего пять, из них четыре срослись попарно, а одна - свободная.

Эту свободную тычинку мы и рассмотрим внимательнее. Тычиночная нить короткая, широкая, пыльники ее длинные; они w-образ-но изгибаются и укладываются на широком связнике. Связник на верхушке своей дает большой двураздельный вырост. Пыльники двугнездные и открываются продольной щелью, а у краев их, приросших к связнику, видна густая щеточка из волосков. Волоски эти клейкие, их выделения, пачкая насекомое, способствуют прилипанию пыльцы к его телу. В центре мужского цветка вокруг недоразвитого пестика имеются пять мозолистых утолщений, иногда значительно слившихся между собой, причем выпячиваются только три бугорка на кольцевом вздутом основании - это нектарники.

Родиной огурца и дыни является Индия.

Тыква (Cucurbita pepo). Огромные цветки тыквы изучать легко. Заготовлять их лучше в виде бутонов (мужских и женских). Цветки тыквы пазушные, одиночные. Исследуя их, отметим следующее:

1) В мужских цветках тычинки также срослись в группы: 2 + 2 + 1 (свободная). Однако это заметно только у основания их массивных нитей, где между ними имеются маленькие отверстия - окошечки, ведущие внутрь цветка. Верхняя же часть тычиночных нитей и все пыльники их срослись в одну большую колонку, испещренную на поверхности петлеобразно идущими пыльцевыми мешками.

Затем вскроем иглой тычиночную трубку и отогнем тычинки в сторону. На вершине цветоложа вокруг недоразвившегося пестика увидим нектарный валик, ход к которому для насекомых возможен только через окошечки, оставшиеся у основания тычиночной колонки. Процесс срастания тычинок у тыквы, следовательно, пошел дальше, чем мы видели это у огурца. Чтобы убедиться в том, что здесь срослись три группы тычинок, разрежем тычиночную трубку поперек, немного выше ее основания, и мы увидим, что трубка состоит как бы из трех пучков тычиночных нитей, приросших друг к другу.

2) Строение пестичного цветка такое же, как и у предыдущих видов.

С мужскими цветками тыквы хорошо также сравнить цветки арбуза, в которых можно встретить тычинки, находящиеся во всевозможных стадиях срастания между собой: 2 + 2 + 1; 2+1 + 1 + 1; 3 + 2. В женских цветках арбузов также часты рудименты тычинок, а в мужских цветках можно видеть недоразвитое и даже лопастное рыльце. Обоеполые цветки имеются у дыни. Мы можем поэтому сделать вывод, что у тыквенных раздельнополость - явление вторичное. Формулы цветков: мужского - К₍₅₎C₍₅₎А_(2)+(2)+1; женского - К₍₅₎С₍₅₎G^-₍₃₎.

Рис. 114. Семейство Колокольчиковые. Колокольчик раскидистый (Campanula patula): 1 - цветущий побег; 2 - продольный разрез цветка (лепестки и часть тычинок удалены); 3 - последовательные этапы развития тычинок и пестика; 4 - зрелая коробочка. Букашник горный (Jasione montana): 5 - соцветие. Островския величественная (Ostrowskya magnifica): 6 - цветок и коробочка; 7 - диаграмма цветка колокольчиковых

Изучив травянистые формы тыквенных, мы можем сделать вывод о том, что стебли у них лазающие или лежачие - плети, цепляющиеся с помощью усиков, вырастающих из пазух листьев (т. е. усики стеблевого происхождения). Характерной особенностью семейства является также господство раздельнополых цветков, причем тыквенные могут быть как однодомными, так и двудомными. Завязь всегда нижняя с боковыми постенными (париетальными) семяносцами. Пестик образован чаще всего тремя сросшимися плодолистиками.