Порядок Осокоцветные - Cyperales

Семейство Осоковые - Суреrаcеае

Камыш озерный^* (Scirpus lacustris) (рис. 125) распространен повсеместно в воде, по илистым берегам рек, озер и по болотам, где растет, образуя заросли.

^* (Названия "камыш" и "тростник" нередко путают. Камыш (Scirpus) - растение из семейства осоковых, тростник (Phragmites) - из злаковых. Зачастую камышом называют также рогоз (Typha) из семейства рогозовых (Typhaceae). У рогоза раздельнополые цветки, собранные в початковидные соцветия. На вершине стебля находится тонкий тычиночный початок, под ним располагается початок, состоящий из множества пестичных цветков. Пестичный початок бархатистый, темно-коричневый. Листья у рогоза длинные, корневища массивные, с большим количеством запасного крахмала, их можно употреблять в пищу. )

Крупные стебли камыша озерного (достигающие 100 - 250 см высоты) обычно погружены своими основаниями в воду, а верхняя часть их возвышается над ее поверхностью.

На поперечном срезе стебля даже при 10Х лупе хорошо видны многочисленные крупные воздухоносные полости, пронизывающие всю площадь среза: камыш озерный - типичное воздушно-водное растение.

Срединные листья у камыша озерного не развиты. При основании округлого стебля находятся влагалища листьев, а близ соцветия - прицветный лист.

Сложное щитковидное соцветие камыша озерного, занимая верхушечное положение, кажется боковым, так как прицветный лист направлен вверх, превышает соцветие и при беглом осмотре ошибочно принимается за стебель.

Рассмотрим элементарное соцветие - колосок (рис. 125, 2). На поверхности его видны плотно прилегающие друг к другу красно-бурые чешуи. В пазухе каждой из них лежит по одному цветку. Отделим от колоска препаровальной иглой несколько чешуи с лежащими в их пазухах цветками, постепенно отделяя лишние, вычленим отдельный цветок.

Рис. 125. Семейство Осоковые. Камыш озерный (Scirpus lacustris): 1 - внешний вид; 2 - отдельный колссск; 3 - цветск;видны шесть редуцированных листочков околоцветника, три тычинки и длинкый столбике тремя рыльцами. Пушица многоколосковая (Eriophorurri polystachia): 4 - внешний вид во время плодоношения; - цветок; виден прицветный лист, множество волосков при основании цветка, три тычинкии пестик с длинными столбиком и рыльцами; 6 - отдельный плодик, окруженный разросшимися волосками; 7 - плод (сильно увеличен)

Цветки камыша мелкие. Вынем хорошо развитый цветок из пазухи чешуйки и рассмотрим при увеличении 20X лупы или при малом увеличении микроскопа. Околоцветник сильно редуцирован и состоит из расположенных в двух кругах шести щетинок, покрытых одноклетными, направленными вниз волосками. Дальше лежат три тычинки с пыльниками, прикрепляющимися к тычиночным нитям своими основаниями. Тычиночные нити до цветения очень короткие, во время цветения вытягивающиеся. В центре цветка расположен пестик, имеющий маленькую завязь и нитевидный столбик, который несет три нитевидных рыльца, покрытых сосочкообразными выростами поверхностных клеток, воспринимающими пыльцу (рис. 125, 3).

Формула цветка камыша озерного: Р₃₊₃А₃G₍₃₎. Сравним цветки и формулы их у камыша озерного и ожики. Камыш претерпел дальнейшую редукцию околоцветника и потерял один круг тычинок. После цветения развивается сжатотрехгранный гладкий плод - орешек.

Достаточно прочные стебли камыша используются для плетения матов, циновок, корзин.

Пушица узколистная (Eriophorum angustifolium) (рис. 125) широко распространена на торфяных болотах. Это многолетнее растение, образующее плотный дерн и крупные кочки. Развиваясь в больших количествах, она во время плодоношения придает болоту своеобразный вид, так как при плодах образует белые пуховки,

Пушица имеет цветоносные побеги, снизу округлые, вверху трехгранные, достигающие 30 - 100 см высоты. На верхушке цветоносного стебля находятся колоски, в период цветения имеющие серую окраску. Цветоносные побеги закладываются осенью и бывают заключены в дерновинке. В апреле эти побеги, находясь еще под снегом, начинают расти, и к моменту стаивания снега растения уже несут вытянутые цветоносные побеги.

Стеблевых листьев два-три, они лишены листовой пластинки и состоят из замкнутых вздутых влагалищ.

Края листовых пластинок прикорневых листьев завернуты на верхнюю поверхность.

Колоски в период цветения продолговатые, до 1 - 3 см в длину. Чтобы выделить отдельный цветок из колоска, отделим препаровальной иглой группу цветков и, постепенно отчленяя лишние, изолируем цветок, лежащий в пазухе серого, пленчатого, опушенного прицветника. Цветок пушицы обоеполый и, как у камыша, содержит три тычинки и пестик. Снаружи он одет рассеченным на множество волосков рудиментом околоцветника. Волоски очень короткие на ранних стадиях развития цветка, при плодах же сильно разрастаются, образуя венец длинных белых волосков, составляющих в массе пуховку, о которой мы упоминали выше. Если цветки, взятые нами для препарировки, находятся на ранней стадии развития, то тычинки имеют едва заметные тычиночные нити; позднее они сильно удлиняются и выносят пыльники из цветка (рис. 125, 5).

Пестик имеет небольшую завязь и длинный нитевидный столбик с трехраздельным рыльцем. Таким образом, формула цветка пушицы: P₀A₃G₍₃₎. Цветки пушицы по сравнению с камышом претерпели дальнейшую редукцию.

Плодоносящие колоски имеют шарообразную форму и достигают 4 - 4,5 см в поперечнике.

Из зрелого колоска выделим и рассмотрим трехгранный плод. Вскрыв его, находим в нем одно семя, следовательно, плод так же, как у камыша,- орешек.

Вместо пушицы узколистной можно взять пушицу влагалищную (Е. vaginatum), распространенную в тех же условиях. Пушица эта отличается наличием одного колоска яйцевидной формы; она образует на болотах массивные кочки, развивая большое число цветоносных побегов, пучком восходящих от корневищ.

Осока вздутая (Carex inflata) (рис. 126) широко распространена переувлажненных лугах, низинных болотах, по берегам водоемов, где часто образует заросли.

Рис. 126. Семейство Осоковые. Осока вздутая (Сагех inflata): 1 - прикорневая часть; 2 - верхушка побега; видны три пестичных и три тычиночных колоска; 3 и 4 - тычиночные цветки до цветения и во время цветения; 5 и 5 - пестичный цветок в мешочке; 7 - диаграммы тычиночного и пестичного цветков

Рассматривая гербарные экземпляры, отметим особенности растения. Это многолетник с ползучими корневищами, от которых отходят надземные побеги. Нижняя часть побегов покрыта красновато-буроватыми, несколько сетчатоволокнистыми влагалищами, лишенными листовых пластинок. Листья, расположенные выше, отличаются желобчатосвернутыми листовыми пластинками, ширина их 2 - 4 мм; влагалища замкнутые. Стебель трехгранный, гладкий, только в соцветии слегка шероховатый.

Соцветие состоит из нескольких колосков. Верхушечные колоски, в числе одного - трех несколько сближенные, тонкоцилиндрические. Ниже находятся два-три более толстых цилиндрических пестичных колоска, сидящих на коротких ножках в пазухе листьев. Нижний лист превышает соцветие, верхний - короткий, шило-виднолинейный.

Положим на столик лупы заспиртованный перед цветением тычиночный колосок и выделим отдельный цветок, лежащий в пазухе рыжей с белым краем прицветной чешуи. Цветок без околоцветника, он состоит из трех тычинок. Тычиночные нити удлиняются только перед цветением, вынося пыльники из пазухи чешуи (рис. 128,3,4).

Женские колоски следует собирать позже, когда созревают плоды. Выделим из такого колоска плод, сидящий в пазухе продолговатого листочка с белым краем и белой средней жилкой. Плод погружен в особое вздутое образование - мешочек, который во время цветения мал и разрастается позже.

На вершине мешочек продолжен в более или менее вытянутый носик. Строение мешочка и форма носика являются систематическими признаками (рис. 126, 5, 6). У осоки вздутой мешочек шаровидно вздут и почти горизонтально отклонен, на вершине он внезапно сужен в довольно длинный, сплюснутый, короткошиповидный двузубчатый носик. Отпрепарируем пестик из мешочка. В основании мешочка лежит округлая завязь, на вершине ее находится длинный столбик, выходящий через носик из мешочка и заканчивающийся тремя нитевидными рыльцами.

На основании произведенного анализа запишем формулу цветков тычиночного - P₀A₃G₀ и пестичного - P₀A₀G₍₃₎. Таким образом, околоцветник у осоки полностью редуцирован.

При плодах мешочек разрастается и играет важную роль в распространении их водой или ветром.

На примере осоки вздутой мы познакомились с наиболее часто встречающимся типом строения колосков. Однако у довольно большого числа осок нет диморфизма колосков, все они одинаковы по виду, и в одном колоске заключены пестичные и тычиночные цветки. У одних из них тычиночные цветки находятся на вершине колоска, тогда колосок называют андрогинным. Если же вершина колоска занята пестичными цветками, колосок называют гинекан-дрическим.

Дополнительная работа.

А. Произведем морфологический анализ колоска осоки сероватой (С. canescens) или осоки заячьей (С. leporina) и осоки лисьей (С. vulpina). Ответим на следующие вопросы:

1) Морфологически одинаковы или различны колоски?

2) Где помещаются тычиночные и пестичные цветки у С. canescens, С. leporina и С. vulpina?

3) Чем можно объяснить то обстоятельство, что колоски у осоки заячьей в верхней части шире, чем в основании?

Б. Познакомимся со строением пестичного цветка осоки изящной (С. gracilis). Ответим на следующие вопросы:

1) В чем особенности строения мешочка этой осоки?

2) Из скольких плодолистиков состоит пестик?

К роду Осока в нашей флоре относится более 400 видов, различающихся строением колосков и особенностями вегетативных органов.

Таким образом, осоковые - травянистые многолетние растения, большей частью с трехгранным стеблем, на котором нет узлов.

Центр стебля занят паренхимной тканью. Листья расположены трехрядно; они имеют большей частью линейную листовую пластинку и влагалище. Влагалище у осоковых замкнутое, и в месте перехода листовой пластинки во влагалище нет язычка (характерного для злаков). Листовая пластинка часто по краю бывает острой.

Цветки осоковых, обоеполые или чаще однополые, однодомные или двудомные, заключены в колоски, которые, в свою очередь, бывают соединены в сложные (колосовидные, метельчатые или головчатые) соцветия.

Цветок осоковых трехмерный, околоцветник его в различной степени редуцирован, что находится в связи с ветроопылением, характерным для осоковых.

Плод осоковых - орешек.

Некоторые осоковые в молодом состоянии являются хорошими кормовыми травами, после выколашивания они делаются жесткими. На севере, в пустынях, в горных областях роль осоковых как кормовых растений довольно велика.