Цветок - Flower

Для использования в других целях см. Цветок (значения).
"Цветочные" перенаправляются сюда. Для использования в других целях см. Цветочный (значения).

Плакат с цветами или гроздьями цветов, созданных двенадцатью видами цветковых растений из разных семейств.
Цветы в Нидерланды.

А цветок, иногда известный как цвести или цвести, это репродуктивный структура найдена в цветущие растения (заводы отдела Магнолиофита, также называемый покрытосеменные ). Биологическая функция цветка состоит в том, чтобы способствовать размножению, обычно обеспечивая механизм для объединения сперма с яйцами. Цветы могут способствовать ауткроссированию (слияние сперматозоидов и яйцеклеток разных особей в популяции) в результате перекрестного опыления или допускать самоопыление (слияние сперматозоидов и яйцеклеток одного и того же цветка), когда происходит самоопыление.

Есть два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление происходит, когда пыльца из пыльника оседает на рыльце того же цветка или другого цветка того же растения. Перекрестное опыление - это перенос пыльцы с пыльника одного цветка на рыльце другого цветка другого особи того же вида. Самоопыление происходило в цветках, где тычинки и плодолистики созревают одновременно и располагаются таким образом, чтобы пыльца могла попасть на рыльце цветка. Это опыление не требует вложений со стороны растения, чтобы обеспечить нектар и пыльцу в качестве пищи для опылителей.[1]

Некоторые цветы производят диаспоры без удобрения (партенокарпия ). Цветы содержат спорангии и это сайт, где гаметофиты развиваться. Многие цветы эволюционировали и стали привлекательными для животных, что сделало их переносчиками пыльца. После оплодотворения яичник цветка превращается в фрукты содержащий семена.

В дополнение к облегчению воспроизводства цветковых растений, цветы издавна вызывали восхищение людей и использовали их для придания красоты окружающей среде, а также в качестве объектов романтики, ритуалов и т.д. религия, лекарство и как источник пищи.

Морфология

Основные части зрелого цветка (Ранункулус глаберримус ).
Схема частей цветка.

Цветочные части

Существенные части цветка можно разделить на две части: вегетативную часть, состоящую из лепестков и связанных с ними структур околоцветника, и репродуктивную или половую части. Стереотипный цветок состоит из четырех видов структур, прикрепленных к кончику короткого стебля. Каждый из этих видов частей расположен в виде завихрение на сосуд. Четыре основных мутовки (начинающиеся от основания цветка или нижнего узла и идущие вверх) следующие:

Околоцветник

Основные статьи: Околоцветник, Чашелистик, и Венчик (цветок)

Вместе чашечка и венчик образуют околоцветник (см. диаграмму).

  • Чашечка: самый внешний оборот, состоящий из единиц, называемых чашелистики; они обычно зеленые и заключают остальную часть цветка в бутон на стадии, однако, у некоторых видов они могут отсутствовать или выступать на вид и иметь форму лепестков.
  • Венчик: следующий оборот к вершине, состоящий из единиц, называемых лепестки, которые обычно тонкие, мягкие и цветные, чтобы привлекать животных, которые помогают процессу опыление.

Репродуктивный

Основные статьи: Репродуктивная морфология растений, Андроцей, и Гинецей
Репродуктивные части пасхальной лилии (Lilium longiflorum). 1. Стигма, 2. Стиль, 3. Тычинки, 4. Нить, 5. Лепесток.
  • Андроцей (с греческого Андрос Оикия: man's house): следующий оборот (иногда умноженный на несколько оборотов), состоящий из единиц, называемых тычинки. Тычинки состоят из двух частей: стебля, называемого нить, увенчанный пыльник куда пыльца продуцируется мейозом и в конечном итоге рассеивается.
  • Гинецей (с греческого gynaikos oikia: женский дом): самый внутренний завиток цветка, состоящий из одной или нескольких частей, называемых плодолистиками. В карпель или несколько сросшихся плодолистиков образуют полую структуру, называемую завязью, которая производит семяпочки внутри. Семяпочки - это мегаспорангии, которые, в свою очередь, производят мегаспоры посредством мейоза, которые развиваются в женские гаметофиты. Они дают начало яйцеклеткам. Гинецей цветка также описывается с использованием альтернативной терминологии, в которой структура, которую можно увидеть в самом внутреннем мутовке (состоящее из завязи, стигмы и стигмы), называется пестик. Пестик может состоять из одного плодолистика или нескольких сросшихся вместе плодолистиков. Липкий кончик пестика, рыльце, является рецептором пыльцы. Поддерживающий стебель, стиль, становится путем пыльцевые трубки вырасти из приставших к рыльцу пыльцевых зерен. Отношение к гинецею на цветоложе описывается как гипогинный (под верхним яичником), перигинозный (окружающие верхний яичник), или эпигиний (над нижним яичником).

Структура

Хотя описанное выше расположение считается «типичным», растения демонстрируют широкий разброс цветочной структуры.[2] Эти модификации имеют значение в эволюции цветковых растений и широко используются ботаниками для установления взаимоотношений между видами растений.

Четыре основных части цветка обычно определяются их положением на цветоносе, а не их функцией. У многих цветов отсутствуют некоторые части, или части могут быть преобразованы в другие функции и / или выглядеть как обычно другая часть. В некоторых семьях вроде Лютиковые, лепестки значительно уменьшены, и у многих видов чашелистики красочные и похожие на лепестки. У других цветов есть видоизмененные тычинки, похожие на лепестки; махровые цветы Пионы и Розы в основном лепестковидные тычинки.[3] Цветы очень разнообразны, и учёные-растениеводы систематически описывают это изменение, чтобы идентифицировать и различать виды.

Для описания цветов и их частей используется особая терминология. Многие части цветка срослись воедино; слившиеся части, происходящие из одного оборота, родиться, а сросшиеся части, происходящие из разных оборотов, - срастаться; части, которые не сплавлены, свободный. Когда лепестки сливаются в трубку или кольцо, которое отпадает как единое целое, они сочувствительны (также называемые гамопетальный). Сросшиеся лепестки могут иметь отличительные участки: цилиндрическое основание - это трубка, расширяющаяся область - горловина, а расширяющаяся внешняя область - конечность. Симпатичный цветок двусторонней симметрии с верхней и нижней губой - это двугубый. Цветки с врожденными лепестками или чашелистиками могут иметь венчик или чашечку различной формы, в том числе колокольчатую, воронковидную, трубчатую, урцеолатную, сальверовидную или вращающуюся.

Упоминание о «синтезе», как это обычно делается, кажется сомнительным, потому что по крайней мере некоторые из задействованных процессов могут быть процессами, не связанными с синтезом. Например, добавление интеркалярного роста у основания или ниже зачатков цветочных придатков, таких как чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики, может привести к общему основанию, которое не является результатом слияния.[4][5][6]

Слева: нормальный зигоморфный цветок Streptocarpus. Справа: отклонение от нормы пилорический Цветок Streptocarpus. Оба этих цветка появились на гибриде Streptocarpus 'Anderson's Crows' Wings '.

Многие цветы обладают симметрией. Когда околоцветник делится пополам по центральной оси из любой точки и получаются симметричные половинки, цветок называется актиноморфный или обычный, например роза или триллиум. Это пример радиальная симметрия. Когда цветы делятся пополам и образуются только одна линия, дающая симметричные половинки, цветок считается неправильным или неправильным. зигоморфный, например львиный зев или большинство орхидей.

Цветки могут прикрепляться непосредственно к растению у основания (сидячие - поддерживающий стебель или стебель сильно уменьшен или отсутствует). Стебель, на котором находится цветок, называется цветонос. Если цветонос поддерживает более одного цветка, стебли, соединяющие каждый цветок с главной осью, называются цветоножки. Вершина цветущего стебля образует конечный вздутие, которое называется тор или сосуд.

Соцветие

Знакомый Калла Лили это не единственный цветок. На самом деле это соцветие крошечных цветков, прижатых друг к другу на центральном стебле, окруженном большим похожим на лепесток прицветник.
Основная статья: Соцветие

У тех видов, у которых на оси более одного цветка, совокупное скопление цветов называется соцветие. Некоторые соцветия состоят из множества мелких цветков, расположенных в форме, напоминающей один цветок. Типичным примером этого является большинство членов очень большой сложной группы (сложноцветных). Один маргаритка или подсолнечник, например, это не цветок, а цветок голова - соцветие, состоящее из множества цветков (или соцветий). Соцветие может включать специализированные стебли и модифицированные листья, известные как прицветники.

Цветочные схемы и цветочные формулы

Основные статьи: Цветочная формула и Цветочная схема

А цветочная формула - это способ изобразить структуру цветка с помощью определенных букв, цифр и символов, представляя существенную информацию о цветке в компактной форме. Он может представлять собой таксон, обычно давая диапазоны количества различных органов или конкретных видов. Цветочные формулы были разработаны в начале 19 века, и с тех пор их использование сократилось. Преннер и другие. (2010) разработали расширение существующей модели, чтобы расширить описательные возможности формулы.[7] Формат цветочных формул различается в разных частях мира, но они передают одну и ту же информацию.[8][9][10][11]

Строение цветка также можно выразить с помощью цветочные схемы. Использование схематических изображений может заменить длинные описания или сложные рисунки в качестве инструмента для понимания как структуры цветка, так и его эволюции. Такие диаграммы могут показывать важные особенности цветов, в том числе относительное положение различных органов, включая наличие слияния и симметрии, а также структурные детали.[8]

Разработка

Цветок развивается на видоизмененном побеге или ось из детерминированного апикального меристема (определенный означает, что ось увеличивается до заданного размера). Он имеет сжатые междоузлия, несущие структуры, которые в классической морфологии растений интерпретируются как сильно модифицированные. листья.[12] Однако подробные исследования развития показали, что тычинки часто инициируются более или менее как модифицированные стержни (каломы), которые в некоторых случаях могут даже напоминать веточки.[6][2] Принимая во внимание все разнообразие в развитии андроциума цветковых растений, мы обнаруживаем континуум между модифицированными листьями (филломами), модифицированными стеблями (кауломами) и модифицированными веточками (побегами).[13][14]

Переход цветения

Переход к цветению - одно из основных фазовых изменений, которые растение совершает в течение своего жизненного цикла. Переход должен происходить во время, благоприятное для оплодотворение и формирование семена, тем самым обеспечивая максимальное репродуктивный успех. Чтобы удовлетворить эти потребности, растение способно интерпретировать важные эндогенные и экологические сигналы, такие как изменения в уровнях гормоны растений и сезонный температура и фотопериод изменения.[15] Много многолетнее растение и большинство двухлетний растения требуют яровизация цвести. Молекулярная интерпретация этих сигналов заключается в передаче сложного сигнала, известного как Флориген, который включает в себя множество генов, в том числе Constans, Flowering Locus C и Flowering Locus T. Флориген продуцируется в листьях в репродуктивно благоприятных условиях и действует в бутоны и советы по выращиванию, чтобы вызвать ряд различных физиологических и морфологических изменений.[16]

Первым этапом перехода является превращение вегетативных зачатков стебля в цветочные зачатки. Это происходит по мере того, как происходят биохимические изменения, изменяющие клеточную дифференциацию тканей листа, почек и стебля в ткань, которая перерастет в репродуктивные органы. Рост центральной части кончика стебля останавливается или сглаживается, а по бокам образуются выпуклости в виде мутовок или спиралей вокруг внешней стороны кончика стебля. Эти выступы развиваются в чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики. Как только этот процесс начинается, у большинства растений его невозможно повернуть вспять, и на стеблях появляются цветы, даже если первоначальное начало события формирования цветка зависело от некоторого сигнала окружающей среды.[17] Как только процесс начнется, даже если этот сигнал будет удален, стебель продолжит развиваться в цветок.

Ивонн Эйткен показал, что переход цветения зависит от ряда факторов, и что растения, зацветающие раньше всех в данных условиях, меньше всего зависят от климата, тогда как более поздние сорта сильно реагируют на климатические условия.

Развитие органов

Основная статья: ABC модель развития цветка
ABC-модель развития цветов

Молекулярный контроль определения идентичности органов цветка у некоторых видов, по-видимому, достаточно хорошо изучен. В простой модели три активности генов взаимодействуют комбинаторным образом, чтобы определить особенности развития зачатков органов внутри цветочного растения. меристема. Эти функции генов называются функциями генов A, B и C. В первом обороте цветка экспрессируются только А-гены, что приводит к образованию чашелистиков. Во втором обороте экспрессируются как A-, так и B-гены, что приводит к образованию лепестков. В третьем обороте гены B и C взаимодействуют, образуя тычинки, а в центре цветка только C-гены дают начало плодолистикам. Модель основана на исследованиях мутантов в Arabidopsis thaliana и львиный зев, Antirrhinum majus. Например, когда происходит потеря функции B-гена, мутантные цветки образуются с чашелистиками в первом обороте, как обычно, но также и во втором обороте вместо нормального формирования лепестков. В третьем обороте отсутствие B-функции, но присутствие C-функции имитирует четвертый оборот, что приводит к образованию плодолистиков также на третьем обороте.

Большинство генов, центральных в этой модели, принадлежит MADS-коробка гены и факторы транскрипции которые регулируют экспрессию генов, специфичных для каждого органа цветка.

Цветочная функция

Смотрите также: Репродуктивная морфология растений
"Идеальный цветок", это Crateva Religiosa цветок имеет тычинки (внешнее кольцо) и пестик (центр).

Основное назначение цветка - воспроизводство особи и вида. Все цветущие растения гетероспористый, то есть каждое отдельное растение производит два типа споры. Микроспоры образуются в результате мейоза внутри пыльников, а мегаспоры образуются внутри семяпочек, находящихся в яичнике. Пыльники обычно состоят из четырех микроспорангиев, а семяпочка представляет собой покрытый покровом мегаспорангий. Оба типа спор развиваются в гаметофиты внутри спорангиев. Как и у всех разноспористых растений, гаметофиты также развиваются внутри спор, т.е. э., они эндоспорические.

У большинства видов растений отдельные цветки имеют как плодолистики, так и тычинки. Ботаники описывают эти цветы как «идеальные» или «двуполые», а виды как «гермафродитный ". У меньшинства видов растений в их цветках отсутствует тот или иной репродуктивный орган, и их описывают как" несовершенные "или" однополые ". Если у отдельных растений вида есть однополые цветки обоих полов, то у вида есть".однодомный ". В качестве альтернативы, если каждое отдельное растение имеет только однополые цветы одного пола, тогда это вид"раздельнополый ".

Цветочная специализация и опыление

Дальнейшая информация: Синдром опыления

Цветковые растения обычно подвергаются селективному давлению, чтобы оптимизировать передачу их пыльца, и это обычно отражается на морфологии цветов и поведении растений. Пыльца может передаваться между растениями с помощью ряда «переносчиков». Некоторые растения используют абиотические переносчики, а именно ветер (анемофилия ) или, что гораздо реже, воды (гидрофилия ). Другие используют биотические векторы, включая насекомых (энтомофилия ), птицы (орнитофилия ), летучие мыши (хироптерофилия ) или других животных. Некоторые растения используют несколько векторов, но многие из них являются узкоспециализированными.

Клейстогамные цветы самоопыляются, после чего они могут открываться, а могут и не открываться. Известно, что многие виды виол и некоторые виды сальвии имеют эти типы цветов.

Цветки растений, которые используют биотические переносчики пыльцы, обычно имеют железы, называемые нектарники которые побуждают животных посещать цветок. У некоторых цветов есть узоры, называемые проводники нектара, которые показывают опылителям, где искать нектар. Цветы также привлекают опылителей своим запахом и цветом. Другие цветы используют мимикрию для привлечения опылителей. Некоторые виды орхидей, например, производят цветы, напоминающие самок пчел по цвету, форме и запаху. Цветы также имеют особую форму и расположение тычинки это гарантирует, что пыльцевые зерна передаются телу опылителя, когда он приземляется в поисках своего аттрактанта (например, нектара, пыльцы или партнера). Преследуя этот аттрактант на многих цветках одного и того же вида, опылитель переносит пыльцу на рыльца, расположенные с одинаковой точностью, всех посещаемых им цветов.

Анемофильные цветы используйте ветер, чтобы переместить пыльцу от одного цветка к другому. Примеры включают травы, березы, амброзию и клены. Они не нуждаются в привлечении опылителей и поэтому не могут быть «эффектными» цветами. Мужские и женские репродуктивные органы обычно находятся в отдельных цветках, мужские цветки имеют несколько длинных нитей, заканчивающихся обнаженными тычинками, а женские цветки - длинными перьевидными рыльцами. В то время как пыльца цветов, опыляемых животными, имеет тенденцию быть крупнозернистой, липкой и богатой белок (еще одна «награда» для опылителей), анемофильная цветочная пыльца обычно мелкозернистая, очень легкая и не имеет питательной ценности для животных.

Опыление

Основная статья: Опыление
Зернышки пыльцы, прилипшие к этой пчеле, будут перенесены в следующий цветок, который она посетит.

Основная цель цветка - воспроизведение. Поскольку цветы являются репродуктивными органами растений, они опосредуют присоединение сперматозоидов, содержащихся в пыльце, к семяпочкам, содержащимся в яичнике. Опыление - это перемещение пыльцы от пыльников к рыльцу. Присоединение сперматозоидов к семяпочкам называется оплодотворением. Обычно пыльца переносится с одного растения на другое, но многие растения способны самоопыляться. Оплодотворенные семяпочки дают семена следующего поколения. Половое размножение дает генетически уникальное потомство, что позволяет приспособление. У цветов есть особый дизайн, который способствует передаче пыльцы от одного растения к другому того же вида. Опыление многих растений зависит от внешних факторов, в том числе от ветра и животных, особенно насекомые. Даже крупные животные, такие как птицы, летучие мыши и карликовые опоссумы можно использовать. Период времени, в течение которого может происходить этот процесс (цветок полностью распустился и функционирует), называется цветение. Изучение опыления насекомыми называется антекология.

Механизм опыления

Механизм опыления, используемый растением, зависит от того, какой метод опыления используется.

Большинство цветов можно разделить на две широкие группы методов опыления:

Энтомофильный: цветы привлекают и используют насекомых, летучих мышей, птиц или других животных для переноса пыльцы с одного цветка на другой. Часто они имеют особую форму и такое расположение тычинок, которое обеспечивает перенос пыльцевых зерен на тела опылителя, когда он приземляется в поисках своего аттрактанта (например, нектара, пыльцы или партнера). Преследуя этот аттрактант на многих цветках одного и того же вида, опылитель переносит пыльцу на рыльца, расположенные с одинаковой точностью, всех посещаемых им цветов. Многие цветы полагаются на простую близость между частями цветка, чтобы гарантировать опыление. Другие, такие как Саррацения или тапочки орхидеи, имеют продуманную конструкцию, обеспечивающую опыление и предотвращающие самоопыление.

Травяной цветок с рудиментарным околоцветником или лодикулами

Анемофильный: цветы используют ветер для перемещения пыльцы от одного цветка к другому, примеры включают травы, Березы, амброзия и клены. Им не нужно привлекать опылителей, и поэтому они не стремятся вырастить большие цветы. В то время как пыльца энтомофильных цветов имеет тенденцию быть крупнозернистой, липкой и богатой белок (еще одна «награда» для опылителей), пыльца анемофильных цветков обычно мелкозернистая, очень легкая и имеет небольшую пищевую ценность для насекомые, хотя его все еще можно собирать во времена нехватки. Медоносные пчелы и шмели активно собирают анемофильную кукурузу (кукуруза ) пыльца, хотя она не представляет для них особой ценности.

Некоторые цветы с тычинками и пестиком способны к самооплодотворению, что увеличивает шанс получения семян, но ограничивает генетические вариации. Крайний случай самооплодотворения происходит у цветов, которые всегда самооплодотворяются, например, у многих одуванчики. Некоторые цветы являются самоопыляемыми и используют цветы, которые никогда не раскрываются или самоопыляются до того, как распустятся цветы, эти цветы называются клейстогамный. Многие виды Viola и некоторые Salvia имеют эти типы цветов. И наоборот, у многих видов растений есть способы предотвращения самооплодотворения. Однополые мужские и женские цветы на одном и том же растении могут не появляться или созревать одновременно, или пыльца одного растения может быть неспособна оплодотворять его семяпочки. Последние типы цветов, которые имеют химические барьеры для собственной пыльцы, называются самостерильными или самонесовместимыми.

Методы привлечения

А Пчелиная орхидея На протяжении многих поколений эволюционировал, чтобы лучше имитировать самку пчел и привлекать самцов пчел в качестве опылителей.

Растения не могут перемещаться из одного места в другое, поэтому многие цветы эволюционировали, чтобы привлекать животных для передачи пыльцы между особями в рассредоточенных популяциях. Цветы, опыляемые насекомыми, называются энтомофильный; буквально «любящий насекомых» по-гречески. Они могут быть сильно изменены вместе с насекомыми-опылителями путем совместная эволюция. У цветов обычно есть железы, называемые нектарники на различных частях, которые привлекают животных, ищущих питательные нектар. Птицы и пчелы обладают цветовым зрением, что позволяет им находить «красочные» цветы.

У некоторых цветов есть узоры, называемые проводники нектара, которые показывают опылителям, где искать нектар; они могут быть видны только под ультрафиолетовый свет, который видят пчелы и некоторые другие насекомые. Цветы также привлекают опылителей запах и некоторые из этих запахов приятны нашему обонянию. Не все цветочные ароматы нравятся людям; некоторые цветы опыляются насекомыми, которых привлекает гнилая плоть, и их цветы пахнут как мертвые животные, часто называемые Цветы падальщика, в том числе Раффлезия, то титан арум, и североамериканский папайя (Asimina triloba). Цветы, опыляемые ночными посетителями, в том числе летучими мышами и молью, скорее всего, будут концентрироваться на запахе, чтобы привлечь опылителей, и большинство таких цветов белые.

Другие цветы используют мимику для привлечения опылителей. Некоторые виды орхидей, например, производят цветы, напоминающие самок пчел по цвету, форме и запаху. Пчелы-самцы переходят от одного такого цветка к другому в поисках спутника жизни.

Отношения цветок-опылитель

Многие цветы тесно связаны с одним или несколькими конкретными организмами-опылителями. Например, многие цветы привлекают только один конкретный вид насекомых и поэтому полагаются на это насекомое для успешного размножения. Эти близкие отношения часто приводятся как пример коэволюция, поскольку считается, что цветок и опылитель развивались вместе в течение длительного периода времени, чтобы соответствовать потребностям друг друга.

Эти близкие отношения усугубляют негативные последствия вымирание. Исчезновение любого члена в таких отношениях означало бы почти верное вымирание и другого члена. Немного исчезающие виды растений так из-за сокращение популяций опылителей.

Аллергия на пыльцу

Роль цветов при аллергии очень неясна. Например, эффектные и энтомофильные золотарник (Солидаго) часто обвиняют в респираторная аллергия, из которых он невиновен, поскольку его пыльца не может переноситься по воздуху. Типы пыльцы, которые чаще всего вызывают аллергические реакции, производятся простыми на вид растениями (деревьями, травами и сорняками), у которых нет ярких цветов. Эти растения производят мелкие, легкие, сухие зерна пыльцы, специально предназначенные для транспортировки ветром.

Тип аллергенов в пыльце является основным фактором, определяющим, может ли пыльца вызвать сенную лихорадку. Например, пыльца сосны в больших количествах вырабатывается обычным деревом, что делает ее хорошим кандидатом на аллергию. Однако это относительно редкая причина аллергии, поскольку типы аллергенов в пыльце сосны, по-видимому, делают ее менее аллергенной. Вместо этого аллерген обычно пыльца современного цветения анемофильных амброзия (Амброзия), который может дрейфовать на много миль. Ученые собрали образцы пыльцы амброзии в 400 милях от моря и на высоте 2 милях в воздухе.[18] Одно растение амброзии может производить миллион зерен пыльцы в день.[19]

Среди североамериканских растений сорняки являются наиболее продуктивными продуцентами аллергенной пыльцы.[20] Основным виновником является амброзия, но другими важными источниками являются полынь, свиник обыкновенный, четвертины ягненка, русский чертополох (перекати-поле) и английский подорожник.

Часто можно услышать, как люди говорят, что у них аллергия на яркие или ароматные цветы, такие как розы. Фактически, только цветоводы, садоводы и другие люди, которые имеют длительный и тесный контакт с цветами, могут быть чувствительны к пыльце этих растений. Большинство людей мало контактируют с крупными, тяжелыми, восковыми пыльцевыми зернами таких цветущих растений, потому что этот тип пыльцы переносится не ветром, а насекомыми, такими как бабочки и пчелы.

Распространение семян

Основная статья: Биологическое распространение

Эволюция

Дальнейшая информация: Эволюция цветов и Цветочная биология

Хотя наземные растения существуют около 425 миллионов лет, первые из них воспроизведенный простой адаптацией их водных аналогов: споры. В море растения - и некоторые животные - могут просто разбросать генетические клоны самих себя, чтобы уплыть и расти где-то еще. Так размножались ранние растения. Но вскоре растения разработали методы защиты этих копий от высыхания и других повреждений, которые даже более вероятны на суше, чем в море. Защита стала семя, хотя цветок еще не развился. Ранние семенные растения включают гинкго и хвойные породы.

Archaefructus liaoningensis, одно из самых ранних известных цветковых растений

Несколько групп вымерших голосеменных, в частности семенные папоротники, были предложены как предки цветковых растений, но нет никаких постоянных ископаемых свидетельств, показывающих, как именно развивались цветы. По-видимому, внезапное появление относительно современных цветов в летописи окаменелостей создало такую ​​проблему для теории эволюции, что она была названа «отвратительной загадкой». Чарльз Дарвин.

Недавно обнаруженные окаменелости покрытосеменных, такие как Archaefructus, наряду с дальнейшими открытиями ископаемых голосеменных, предполагают, как характеристики покрытосеменных могли быть приобретены в несколько этапов. Ранняя окаменелость цветущего растения, Archaefructus liaoningensis из Китая, датируется примерно 125 миллионами лет.[21][22] Еще раньше из Китая - 125–130 миллионов лет. Archaefructus sinensis. В 2015 году завод (возраст 130 млн лет Montsechia vidalii, обнаруженный в Испании) возрастом 130 миллионов лет.[23] В 2018 году ученые сообщили, что первые цветы зародились около 180 миллионов лет назад.[24]

Amborella trichopoda может иметь характерные черты ранних цветущих растений

Недавний ДНК анализ (молекулярная систематика )[25] показывает, что Amborella trichopoda, найденный на тихоокеанском острове Новая Каледония, является единственным видом в сестринская группа по сравнению с остальными цветковыми растениями, а морфологические исследования показывают, что он имеет черты, которые, возможно, были характерны для самых ранних цветковых растений.[26]

Помимо твердого доказательства того, что цветы в или незадолго до Меловой,[27][28] есть косвенные свидетельства существования цветов 250 миллионов лет назад. Химическое вещество, используемое растениями для защиты своих цветов, олеанан, был обнаружен в старых ископаемых растениях, включая гигантоптериды,[29] которые развились в то время и имеют многие черты современных цветущих растений, хотя сами они не известны как цветковые, потому что сохранились только их стебли и колючки; один из самых ранних примеров окаменение.

Сходство в лист и корень структура может быть очень важной, потому что цветы генетически являются просто адаптацией нормальных компонентов листа и стебля растений, комбинацией генов, обычно ответственных за формирование новых побегов.[30] Считается, что самые примитивные цветы имели различное количество цветочных частей, часто отделенных друг от друга (но контактирующих). Цветы имели бы тенденцию расти по спирали, чтобы быть бисексуал (у растений это означает, что мужская и женская части одного и того же цветка), и в них преобладают яичник (женская часть). По мере того, как цветы становились более развитыми, в некоторых вариациях развивались части, сливающиеся вместе, с гораздо более конкретным числом и дизайном, и либо с определенными полами на цветок или растение, либо, по крайней мере, с «низшей завязью».

Общее предположение состоит в том, что функция цветов с самого начала заключалась в том, чтобы вовлекать животных в процесс воспроизводства. Пыльца может быть разбросана без ярких цветов и очевидных форм, что, следовательно, было бы помехой при использовании ресурсов растения, если только они не принесут какой-либо другой выгоды. Одна из предполагаемых причин внезапного, полностью развитого появления цветов заключается в том, что они развивались в изолированной среде, такой как остров или цепь островов, где растения, несущие их, смогли установить узкоспециализированные отношения с некоторыми конкретными животными (оса, например), как сегодня развиваются многие островные виды. Эти симбиотические отношения с гипотетической осой, переносящей пыльцу с одного растения на другое. фиговые осы сделать сегодня, в конечном итоге могло бы привести к тому, что как завод (-ы), так и их партнеры развили высокую степень специализации. Островная генетика считается распространенным источником видообразование особенно когда речь идет о радикальных адаптациях, которые, по-видимому, требовали низших переходных форм. Обратите внимание, что пример с осой не случаен; пчелы, по-видимому, эволюционировавшие специально для симбиотических взаимоотношений с растениями, произошли от ос.

Точно так же большинство фрукты Используется при размножении растений за счет увеличения частей цветка. Этот плод часто является орудием, которое зависит от животных, которые хотят его съесть, и таким образом разбрасывают содержащиеся в нем семена.

Хотя многие такие симбиотические отношения остаются слишком хрупкими, чтобы выдержать конкуренцию с материковыми организмами, цветы оказались необычайно эффективным средством производства, распространившись (независимо от их фактического происхождения), чтобы стать доминирующей формой наземных растений.

Эволюция цветов продолжается и по сей день; На современные цветы так сильно повлиял человек, что многие из них невозможно опылить в природе. Многие современные одомашненные цветы раньше были простыми сорняками, которые прорастали только тогда, когда земля была потревожена. Некоторые из них, как правило, выращивали человеческие культуры, а самые красивые из них не собирались из-за их красоты, что привело к их зависимости и особой адаптации к человеческой привязанности.[31]

Цвет

Смотрите также: Цветной сад
Спектры отражения цветов нескольких разновидностей Роза. Красная роза поглощает около 99,7% света в широкой области ниже красных длин волн спектра, что приводит к исключительному чистый красный. Желтая роза отражает около 5% синего света, давая ненасыщенный желтый цвет (желтый с долей белого в нем).

Многие цветущие растения отражают как можно больше света в диапазоне видимых длин волн опылителя, которого растение намеревается привлечь. Цветы, которые отражают весь видимый свет, обычно воспринимаются как белый человеком-наблюдателем. Важной особенностью белых цветов является то, что они одинаково отражают весь видимый спектр. Хотя многие цветущие растения используют белый цвет для привлечения опылителей, использование цвета также широко распространено (даже в пределах одного вида). Цвет позволяет цветущему растению более точно определить опылителя, которого оно стремится привлечь. Цветовая модель, используемая в технологии воспроизведения цвета человека (CMYK ) полагается на модуляцию пигментов, которые делят спектр на широкие области поглощения. Цветущие растения, напротив, могут изменять длину волны точки перехода между поглощением и отражением. Если предположить, что зрительные системы большинства опылителей рассматривают видимый спектр как круговой тогда можно сказать, что цветущие растения создают цвет, поглощая свет в одной области спектра и отражая свет в другой области. С CMYK цвет создается как функция амплитуды широких областей поглощения. Цветущие растения, напротив, производят цвет, изменяя частоту (или, скорее, длину волны) отраженного света. Большинство цветов поглощают свет от синей до желтой области спектра и отражают свет от зеленой до красной области спектра. Для многих видов цветковых растений это точка перехода, которая характеризует цвет, который они производят. Цвет можно модулировать, сдвигая точку перехода между поглощением и отражением, и таким образом цветущее растение может указывать, какого опылителя оно стремится привлечь. Некоторые цветущие растения также имеют ограниченную способность модулировать площади поглощения. Обычно это не так точно, как контроль длины волны. Люди-наблюдатели будут воспринимать это как степень насыщения (количество белый в цвете).

Символизм

Лилии часто используются для обозначения жизни или воскресения
Основная статья: Язык цветов

Многие цветы имеют важное значение символический смыслы в западной культуре.[32] Практика придания значения цветам известна как флориография. Вот некоторые из наиболее распространенных примеров:

  • красный розы даны как символ любви, красоты и страсти.[33]
  • Маки являются символом утешения во время смерти. В Великобритании, Новой Зеландии, Австралии и Канаде красные маки носят в память о солдатах, погибших во время войны.
  • Ирисы /Лили используются в захоронениях как символ, относящийся к «воскресению / жизни». Он также ассоциируется со звездами (солнцем) и его цветущими / сияющими лепестками.
  • Ромашки являются символом невинности.
Цветы - обычные предметы натюрморт картины, такие как эта Амброзиус Босхарт Старший

Из-за своего разнообразного и красочного внешнего вида цветы также давно стали излюбленным предметом художников-художников. Некоторые из самых знаменитых картин известных художников изображают цветы, например Ван Гог с подсолнухи серия или Моне кувшинки. Цветы также сушат, лиофилизируют и прессуют, чтобы создать постоянные трехмерные кусочки. цветочное искусство.

Цветы в искусстве также представляют женские гениталии,[34] как видно в работах таких художников, как Джорджия О'Киф, Имоджен Каннингем, Вероника Руис де Веласко, и Джуди Чикаго, и фактически в азиатском и западном классическом искусстве. Многие культуры по всему миру имеют явную тенденцию ассоциировать цветы с женственность.

Большое разнообразие нежных и красивых цветов вдохновило многих поэтов, особенно 18-19 веков. Романтичный эпоха. Известные примеры включают Уильям Вордсворт с Я блуждал одиноким облаком и Уильям Блейк с Ах! Солнечный Цветок.

Их символика во сне также обсуждалась с возможными интерпретациями, включая «цветущий потенциал».[35]

Римская богиня цветов, садов и сезона весны Флора. Греческая богиня весны, цветов и природы Хлорис.

В Индуистский В мифологии цветы имеют значительный статус. Вишну, один из трех главных богов индуистской системы, часто изображается стоящим прямо на лотос цветок.[36] Помимо ассоциации с Вишну, индуистская традиция также считает, что лотос имеет духовное значение.[37] Например, он фигурирует в индуистских рассказах о сотворении мира.[38]

Человеческое использование

Шансель цветы, помещенный на алтарь церкви Святого Арсатия в Ilmmünster.

В наше время люди искали способы выращивать, покупать, носить или иным образом находиться рядом с цветами и цветущими растениями, отчасти из-за их приятного внешнего вида и запах. Во всем мире люди используют цветы, чтобы отметить важные события в своей жизни:

  • Для новых рождений или крестины
  • Как корсаж или бутоньерка носят на общественных мероприятиях или на праздниках
  • Как знаки любви или уважения
  • На свадьбу цветы на свадьбу, и для украшения зала.
  • Как украшения в доме ярче
  • Как подарок на память счастливого пути вечеринки, вечеринки по случаю возвращения домой и подарки, напоминающие о вас
  • За похороны цветы и выражения сочувствие для скорбящих
  • Для поклонения. В христианство, алтарные цветы часто украшают церкви.[39] В Индуистский культуры, приверженцы обычно приносят цветы в подарок храмы[40]
Женщина раскидывает цветы над лингам в храме в Варанаси

Поэтому люди выращивают цветы вокруг своих домов, посвящая часть своего жизненного пространства цветники, соберите полевые цветы или купите коммерчески выращенный цветы из флористы.

Цветы дают меньше пищи, чем другие основные части растений (семена, фрукты, корни, стебли и листья ), но все же предоставим несколько важных овощи и специи. Цветочные овощи включают брокколи, цветная капуста и Артишок. Самая дорогая пряность, шафран, состоит из засохших рыльц крокус. Другие цветочные специи гвоздика и каперсы. Хмель цветы используются для ароматизации пиво. Бархатцы цветы скармливают куры придать желткам золотисто-желтый цвет, который потребители считают более желанным; сушеные и измельченные цветки календулы также используются как пряность и краситель в Грузинская кухня. Цветы одуванчик и старший часто превращаются в вино. Пчела пыльца пыльца, собранная с пчел, некоторыми людьми считается здоровой пищей. Медовый состоит из обработанного пчелами цветочного нектара и часто называется по названию вида цветка, например апельсин цветущий мед, клевер мед и Tupelo мед.

Съедобны сотни живых цветов, но лишь немногие из них широко продаются в пищу. Их часто добавляют в салаты так как гарниры. Цветы кабачка обмакивают в сухарях и жарят. Немного съедобные цветы включают настурция, хризантема, гвоздика, рогоз, Жимолость японская, цикорий, васильковый, канна, и подсолнечник.[41] Съедобные цветы, такие как маргаритка, Роза, и Виолетта иногда засахариваются.[42]

Цветы, такие как хризантема, роза, жасмин, японская жимолость и ромашка, выбранные за их аромат и лечебные свойства, используются в качестве tisanes, либо смешанный с чай или самостоятельно.[43]

Цветы использовались с доисторических времен в погребальных ритуалах: следы пыльцы были обнаружены на могиле женщины в Пещера Эль Мирон в Испании.[44] Многие культуры связывают цветы с жизнью и смертью, и из-за их сезонного возвращения цветы также предполагают возрождение, что может объяснить, почему многие люди кладут цветы на могилы. В древние греки, как записано в Еврипид игра Финикийские женщины возложил на голову умершего венец из цветов;[45] они также покрывали гробницы венками и цветочными лепестками. Цветы широко использовались в древнеегипетский захоронения[46] и Мексиканцы по сей день используют цветы в своих День мертвых торжества[47] так же, как их Ацтеков предки сделали.

Восемь цветов, картина художника Цянь Сюань, 13 век, Дворцовый музей, Пекин.

Дарение цветов

Цветочный рынок - Детройт с Восточный рынок

Традиция дарить цветы восходит к доисторическим временам, когда цветы часто имели лечебные и травяные свойства. Археологи обнаружили на нескольких захоронениях остатки лепестков цветов. Цветы сначала использовались как жертвенные и погребальные объекты. Древние египтяне а позже греки и римляне использовали цветы. В Египте предметы захоронения времен около 1540 г. до н.э.[нужна цитата ] были найдены, на которых изображены красный мак, желтый араун, василек и лилии. Записи о даровании цветов появляются в Китайские сочинения и египетские иероглифы, а также в Греческий и Римская мифология. Обычай дарить цветы процветал в средние века, когда пары выражали любовь через цветы.

Традиция дарить цветы существует во многих формах. Это важная часть Русская культура и фольклор. Учащиеся часто дарят учителям цветы. Дарить желтые цветы в романтических отношениях означает разрыв в России. В наши дни цветы часто дарят в виде букет цветов.[48][49][50][51]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Самоопыление и перекрестное опыление».
  2. ^ а б Саттлер, Р. (1973). Органогенез цветов. Фотографический текст-атлас. Университет Торонто Пресс. ISBN  978-0-8020-1864-9.
  3. ^ Рейнольдс, Джоан; Тампион, Джон (1983). Махровые цветы: научное исследование. Лондон: [Опубликовано для Политехнического института Центральной Лондонской прессы [издано] Pembridge Press. п. 41. ISBN  978-0-86206-004-6.
  4. ^ Саттлер, Р. (1978). "'Фьюжн и преемственность в морфологии цветков ». Записки Королевского ботанического сада, Эдинбург. 36: 397–405.
  5. ^ Грейсон, Р.И. (1994). Развитие цветов. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-506688-3.
  6. ^ а б Лейнс, П. и Эрбар, К. (2010). Цветок и фрукты. Штутгарт: Schweizerbart Science Publishers. ISBN  978-3-510-65261-7.
  7. ^ Преннер, Гернард (февраль 2010 г.). «Цветочные формулы обновлены для регулярного включения в официальные таксономические описания». Таксон. 59 (1): 241–250. Дои:10.1002 / налог.591022. В архиве из оригинала от 29.03.2018.
  8. ^ а б де Крен, Луи П. Ронс (2010). Цветочные схемы. Издательство Кембриджского университета. п. 459. ISBN  9781139484558.
  9. ^ Стивен Дауни; Кен Робертсон. «Цифровые цветы: цветочные формулы». Университет Иллинойса. В архиве из оригинала 4 марта 2016 г.. Получено 28 января 2014.
  10. ^ Шарма, О.П. (2009). Таксономия растений (2-е изд.). Тата Макгроу-Хилл Образование. С. 165–166. ISBN  978-1259081378. В архиве из оригинала от 29.05.2016.
  11. ^ Таксономия растений: цветочные формулы. Университет Св. Иоанна, Колледжвилл, Миннесота В архиве 2014-06-24 на Wayback Machine
  12. ^ Имс, А.Дж. (1961). Морфология покрытосеменных. Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co.
  13. ^ Саттлер, Р. (1988). «Динамический многомерный подход к развитию цветов». In Leins, P .; Tucker, S.C. и Endress, P.K. (ред.). Аспекты цветочного развития. Берлин: J. Cramer / Borntraeger. С. 1–6.
  14. ^ Саттлер Р. и Джюн Б. (1992). «Многовариантный анализ подтверждает непрерывный взгляд на форму растения». Анналы ботаники. 69 (3): 249–262. Дои:10.1093 / oxfordjournals.aob.a088338.
  15. ^ Ausín, I .; и другие. (2005). «Экологическая регуляция цветения». Инт Дж Дев Биол. 49 (5–6): 689–705. Дои:10.1387 / ijdb.052022ia. PMID  16096975.
  16. ^ Turck, F .; Fornara, F .; Коупленд, Г. (2008). «Регулирование и идентичность Florigen: цветущий локус Т движется в центр внимания». Ежегодный обзор биологии растений. 59: 573–594. Дои:10.1146 / annurev.arplant.59.032607.092755. HDL:11858 / 00-001M-0000-0012-374F-8. PMID  18444908.
  17. ^ Searle, I .; и другие. (2006). «Фактор транскрипции FLC дает ответ цветения на яровизацию путем подавления компетентности меристемы и системной передачи сигналов у Arabidopsis». Genes Dev. 20 (7): 898–912. Дои:10.1101 / gad.373506. ЧВК  1472290. PMID  16600915.
  18. ^ «Пыльцевая аллергия». Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний. Архивировано из оригинал на 2015-04-10. Получено 2016-05-24.
  19. ^ «Пыльцевая аллергия» (PDF). Массовые легкие и аллергия, ПК. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-04-13. Получено 2014-04-10.
  20. ^ «Пыльцевая аллергия». AccuWeather. 14 апреля 2010 г. В архиве из оригинала от 13 апреля 2014 г.
  21. ^ Сьюзен К. Льюис (17 апреля 2007 г.). "Цветы современные и древние". PBS Online. В архиве из оригинала 7 сентября 2009 г.. Получено 2010-08-30.
  22. ^ НОВАЯ ЗВЕЗДА. 2007-04-17. PBS. WGBH. Первый цветок.
  23. ^ Томсон, Хелен (17 августа 2015 г.). «Окаменелые останки самого старого цветка в мире, обнаруженного в Испании». Хранитель. В архиве из оригинала от 03.03.2017.
  24. ^ Китайская Академия Наук (18 декабря 2018 г.). «Цветы возникли на 50 миллионов лет раньше, чем считалось ранее». EurekAlert!. Получено 18 декабря 2018.
  25. ^ Солтис, Дуглас Э .; Солтис, Памела С. (2004). «Амборелла не является« базальным покрытосеменным »? Не так быстро». Американский журнал ботаники. 91 (6): 997–1001. Дои:10.3732 / ajb.91.6.997. PMID  21653455. В архиве из оригинала от 26.06.2010. Получено 2010-08-30.
  26. ^ «Растение южной части Тихого океана может оказаться недостающим звеном в эволюции цветковых растений». Eurekalert.org. 17 мая 2006 г. В архиве из оригинала на 2011-05-14. Получено 2010-08-30.
  27. ^ Габботт, Сара (1 августа 2017 г.). "Первый цветок выглядел так?". Новости BBC. В архиве с оригинала на 1 августа 2017 г.. Получено 1 августа 2017.
  28. ^ Sauquet, Эрве; и другие. (1 августа 2017 г.). «Родовой цветок покрытосеменных растений и его раннее разнообразие». Nature Communications. 8: 16047. Bibcode:2017НатКо ... 816047S. Дои:10.1038 / ncomms16047. ЧВК  5543309. PMID  28763051.
  29. ^ «Маслянистые окаменелости дают ключ к разгадке эволюции цветов». Sciencedaily.com. 2001-04-05. В архиве из оригинала от 19.08.2010. Получено 2010-08-30.
  30. ^ "Ответ на многовековой вопрос об эволюции цветов". Unisci.com. 2001-06-15. В архиве из оригинала от 10.06.2010. Получено 2010-08-30.
  31. ^ "Человеческая привязанность изменила эволюцию цветов". Livescience.com. Архивировано из оригинал на 2008-05-16. Получено 2010-08-30.
  32. ^ «Значение цветов». Цветочный журнал. 2018-05-28. Получено 2018-12-12.
  33. ^ Одет, Мэри. «Розы и их значение». В архиве из оригинала 26 августа 2014 г.. Получено 22 августа 2014.
  34. ^ Frownfelter, Андреа. «Цветочный символизм как женская сексуальная метафора». Университет Восточного Мичигана. В архиве из оригинала 10.08.2014. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  35. ^ Ди, Нерис (1984). Ваши мечты и что они означают. Суррей, Великобритания: Издательство Гильдии. п. 142.
  36. ^ "Вишну". Bbc.co.uk. 2009-08-24. В архиве с оригинала от 28.10.2010. Получено 2010-08-30.
  37. ^ "Любимый цветок Бога". Индуизм сегодня. Архивировано из оригинал на 2009-04-13. Получено 2010-08-30.
  38. ^ "Лотос". Theosociety.org. Архивировано из оригинал на 2017-09-10. Получено 2010-08-30.
  39. ^ Уилсон, Аделаида Б.; Уилсон, Лоис (1967). Цветы для вашей церкви. М. Бэрроуз. п. 26.
  40. ^ «ПОСЕЩЕНИЕ ХРАМА ИНДУ. РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ». Индуизм сегодня. Апрель 1991 г.
  41. ^ Вуд, Зои (30 июня 2017 г.). «Вкусное цветение - съедобные цветы - самая горячая летняя пища». Хранитель.
  42. ^ Брэдли, Сью (8 мая 2015 г.). «Как кристаллизовать цветы, как в викторианском стиле». Телеграф.
  43. ^ Вонг, Джеймс (7 мая 2017 г.). «Выращивайте свои собственные травяные чаи». Хранитель.
  44. ^ "Скорбящие каменного века возложили цветы на могилы"'". Телеграф. 10 мая 2015.
  45. ^ «Погребальный обряд». Hellenica World. Получено 28 ноября 2018.
  46. ^ Хейс, Кристофер Б. (2011). Смерть в железном веке II и в Первом Исайе. Мор Зибек. п. 302. ISBN  978-3-16-150785-4.
  47. ^ День, Фрэнсис Энн (2003). Латинские и латиноамериканские голоса в литературе. Гринвуд. п.72. ISBN  978-0313323942.
  48. ^ Автор (2015-08-11). «Увлекательная традиция дарить цветы». Цветы поля Лас-Вегас. Получено 2019-03-15.
  49. ^ Автор (2015-08-11). «Увлекательная традиция дарить цветы». Цветы поля Лас-Вегас. Получено 2019-03-15.
  50. ^ «Блог кросс-культурной риторики: цветы в России». web.stanford.edu. Получено 2019-03-15.
  51. ^ «Народное искусство России и Украины | Новости и информация». Получено 2019-03-15.

дальнейшее чтение

  • Бухманн, Стивен (2016). Причина появления цветов: их история, культура, биология и то, как они меняют нашу жизнь. Скрибнер. ISBN  978-1476755533.
  • Исав, Катерина (1965). Анатомия растений (2-е изд.). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. ISBN  978-0-471-24455-4.
  • Грейсон, Р.И. (1994). Развитие цветов. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-506688-3.
  • Лейнс, П. и Эрбар, К. (2010). Цветок и фрукты. Штутгарт: Schweizerbart Science Publishers. ISBN  978-3-510-65261-7.
  • Саттлер, Р. (1973). Органогенез цветов. Фотографический текст-атлас. Университет Торонто Пресс. ISBN  978-0-8020-1864-9.

внешняя ссылка