24. Класс Однодольные. Семейство Злаки

Определения и обозначения

Однодольные — класс покрытосеменных растений, зародыш семени которых имеет одну семядолю. Семядоля — первая часть зародыша, связанная с питанием и развитием молодого растения. Одной семядоли недостаточно, чтобы определить класс безошибочно, поэтому её признак сопоставляют с особенностями корней и листьев.

Злаки — семейство однодольных растений, обычно имеющих узкие листья с влагалищем и мелкие цветки, собранные в колоски. Влагалище — нижняя часть листа, которая охватывает стебель. Эти особенности помогают узнать злак, даже если перед нами незнакомое растение, а не пшеница или кукуруза.

Колосок — группа цветков злака, расположенных на общей оси и окружённых колосковыми чешуями. Он является частью более крупного соцветия, например метёлки или сложного колоса. Различение колоска и колоса нужно, чтобы правильно описывать, как цветки собраны на растении.

Зерновка — сухой односемянный плод злаков, у которого околоплодник срастается с семенной кожурой. Околоплодник — стенка плода, образующаяся из стенки завязи цветка. Зерновка нужна растению для формирования и защиты семени; поэтому её нельзя считать просто семенем.

Как это устроено

Строение семени даёт первый признак однодольного: в зародыше есть одна семядоля. Но по одному признаку растение надёжно не определяют, поэтому рассматривают и другие органы. У многих однодольных корни многочисленные и примерно одинаковые по толщине, вместе они образуют мочковатую корневую систему. На листьях заметны жилки, идущие рядом друг с другом вдоль пластинки, — такое параллельное жилкование согласуется с остальными признаками класса.

Стебель многих злаков называют соломиной: у него плотные узлы, а междоузлия часто полые. Узлы — участки, от которых отходят листья, а междоузлия находятся между узлами. Полые участки уменьшают массу стебля, поэтому растению легче вытягиваться вверх, а плотные узлы поддерживают его и препятствуют перегибу. Рост междоузлий помогает побегу подниматься, чтобы листья и соцветия получали больше света и воздуха.

У листа злака нижняя часть образует влагалище, а выше располагается листовая пластинка. Влагалище охватывает стебель и помогает листу удерживаться на нём, не имея отдельного черешка, как у многих других растений. Узкая пластинка уменьшает площадь, на которую действует ветер, что полезно для высоких трав. Жилки идут вдоль листа параллельно, поэтому лист легко отличить от листьев с сетчатым рисунком жилок.

Цветки злаков обычно мелкие и малозаметные, поэтому они собраны в колоски. Колоски, в свою очередь, формируют соцветия разных видов: у пшеницы это сложный колос, у многих злаков — метёлка, а у кукурузы женское соцветие называют початком. Значит, колосок и соцветие — не одно и то же: первый входит в состав второго. Разнообразие соцветий позволяет распознавать представителей семейства, не ожидая, что у каждого злака будет один и тот же «колос».

У многих злаков пыльца переносится ветром, поэтому цветкам не нужно привлекать насекомых яркими лепестками и запахом. Пыльники могут выноситься наружу, а лёгкая пыльца разносится потоками воздуха к рыльцам других цветков. После оплодотворения из завязи развивается зерновка, внутри которой находится семя. Такое устройство плода объединяет семя с защитной оболочкой и помогает злакам размножаться и расселяться.

Признаки злаков и их представителей

Сравнивайте растения по нескольким признакам сразу: отдельно отмечайте листья, соцветия, расположение цветков и плод. Таблица показывает общие черты злаков и особенности двух знакомых представителей. У разных видов признаки могут различаться, поэтому сведения о «злаках в целом» означают типичные, а не обязательные для каждого растения особенности.

Разбор задач

Задача 1. У растения мочковатые корни, узкие листья с параллельным жилкованием и стебель с узлами. Определите, к какому классу оно относится, и назовите признаки, на которых основан вывод. Важно оценить не отдельную особенность, а их сочетание. Так вывод будет обоснованнее, чем определение только по форме листа.

1. Сопоставляем корневую систему: мочковатые корни характерны для многих однодольных.
2. Проверяем лист: параллельное жилкование также поддерживает предположение об однодольном растении.
3. Учитываем стебель с узлами, типичный для злаков, но не считаем этот признак достаточным сам по себе.

Ответ. Растение относят к классу Однодольные. Основание — сочетание мочковатых корней и листьев с параллельным жилкованием; узлы стебля служат дополнительным наблюдаемым признаком. По условию нельзя утверждать, что растение обязательно злак: для этого потребовались бы признаки семейства.

Задача 2. Листья растения имеют влагалище, цветки мелкие, собраны в колоски, плод — зерновка. Нужно определить семейство и объяснить решение. Каждый указанный признак относится к отдельному органу растения. Совпадение признаков разных органов делает определение надёжным.

1. Отмечаем влагалище листа — характерную особенность листьев многих злаков.
2. Сопоставляем цветки и соцветие: мелкие цветки, собранные в колоски, типичны для этого семейства.
3. Проверяем плод: зерновка — характерный плод злаков.

Ответ. Растение относится к семейству Злаки. Вывод основан не только на форме листа, но и на строении соцветия и типе плода. Совокупность этих признаков позволяет отличить злак от растения, похожего на него лишь внешне.

Задача 3. У кукурузы мужское соцветие расположено на верхушке стебля, а женское — в пазухе листа. Объясните, как происходит опыление, и подтвердите принадлежность растения к злакам. При ответе нужно связать положение соцветий с переносом пыльцы. Затем следует проверить, есть ли у растения другие признаки семейства.

1. Мужские цветки образуют пыльцу в верхушечном соцветии.
2. Ветер переносит пыльцу к женскому соцветию, расположенному в пазухе листа, и она попадает на рыльца цветков.
3. Сверяем остальные признаки кукурузы: листья имеют влагалище и параллельное жилкование, а плод — зерновка.

Ответ. Кукуруза опыляется ветром: пыльца из мужского соцветия переносится к женским цветкам. Растение относится к злакам по характерным листьям, мелким цветкам в соцветиях и плодам-зерновкам. Раздельное расположение мужских и женских цветков не исключает принадлежность к семейству.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех злаков соцветие — колос. Так думают, потому что колос хорошо заметен у пшеницы и часто приводится как знакомый пример. Однако у злаков встречаются и метёлки, и початки. Проверьте себя: вспомните кукурузу и сравните её соцветия с колосом пшеницы.

Ошибка: называть колосок колосом. Эти слова похожи, а оба обозначают части, связанные с цветками, поэтому их легко перепутать. Колосок содержит один или несколько цветков, а колос — соцветие из множества колосков на общей оси. Чтобы проверить термин, спросите себя: речь идёт о группе цветков или о целом соцветии?

Ошибка: принимать зерновку за семя. В зерновке действительно находится семя, и оболочки плода срастаются с его семенной кожурой, поэтому граница между ними не всегда заметна. Но зерновка развивается из завязи и по происхождению является плодом. Проверка проста: если внутри есть семя, а плод образовался из завязи, нельзя называть плод семенем.

Ошибка: считать, что у каждого злака все цветки обоеполые и одинаково расположены. Такое представление может возникнуть при знакомстве с одним примером, например пшеницей. У кукурузы мужские и женские цветки собраны в разных соцветиях. Сверяйте описание конкретного растения, а не переносите особенности одного представителя на всё семейство.

Связь с другими темами

Для изучения однодольных нужны знания о покрытосеменных: как устроены цветок, завязь и плод. Особенно важно отличать семя от плода, потому что зерновка включает оба этих понятия: это плод, внутри которого находится семя. Эти основы помогают понять, откуда берутся признаки злаков.

Сравнение однодольных с двудольными учит определять растения по совокупности признаков. Корни, жилкование и число семядолей дополняют друг друга, поэтому классификация не сводится к одному внешнему сходству. Такой подход пригодится при изучении других семейств цветковых растений.

Злаки связаны с темами о культурных растениях и пищевых цепях. Пшеница и кукуруза дают пищу людям и корм животным, а сами растения служат пищей для многих организмов. Знание их строения помогает объяснить значение злаков в природе и хозяйстве человека.

Что запомнить

• Злаки относятся к классу Однодольные.
• Для многих злаков характерны мочковатые корни и стебель-соломина с узлами.
• Листья злаков обычно узкие, с параллельным жилкованием и влагалищем.
• Цветки злаков мелкие и собраны в колоски.
• Соцветия злаков могут быть разными: например, сложный колос, метёлка или початок.
• Плод злаков — зерновка.
• Многие злаки опыляются ветром и имеют большое значение для человека.