§ 32. Разнообразие однодольных растений

Определения и обозначения

Однодольные растения — группа цветковых растений, зародыш которых имеет одну семядолю, то есть первую зародышевую часть листа. У многих из них листья имеют параллельное или дуговое жилкование, а корни образуют мочковатую систему. Эти признаки помогают предварительно распознать растение, но для точного определения нужно учитывать и другие особенности его строения.

Лилейные — семейство однодольных растений, среди представителей которого в школьном курсе рассматривают тюльпан, лилию и лук. У многих лилейных цветок имеет шесть листочков околоцветника и шесть тычинок, а под землёй могут находиться луковицы или корневища. По этим особенностям можно отличить лилейные от других однодольных, например злаков.

Злаки — семейство однодольных растений, к которому относятся пшеница, рожь, рис и многие луговые травы. Их стебель обычно разделён на узлы и междоузлия, листья охватывают стебель влагалищем, а мелкие цветки собраны в колоски. Такое строение помогает узнать злак даже тогда, когда его цветки слишком малы, чтобы рассмотреть их части.

Луковица — видоизменённый побег, состоящий из укороченного стебля и мясистых листьев с запасом питательных веществ. Она позволяет растению пережить холодный или сухой период, а затем возобновить рост. Луковицу нельзя считать корнем: это орган побега, способный участвовать и в размножении растения.

Как это устроено

Растения относят к однодольным не из-за одного заметного сходства, а по совокупности признаков. Одна семядоля находится внутри семени, поэтому при обычном наблюдении её не всегда можно увидеть; жилкование и корни заметнее. Параллельные или дуговые жилки проводят воду и питательные вещества по листу, а многочисленные тонкие корни мочковатой системы помогают поглощать воду из верхних слоёв почвы и закрепляют растение. У цветков многих однодольных число частей кратно трём, но строение цветка различается у разных семейств.

У лилейных цветок часто имеет шесть листочков околоцветника, расположенных двумя кругами, и шесть тычинок. Такая повторяющаяся тройная схема согласуется с признаками однодольных, но не означает, что все однодольные выглядят одинаково. Под землёй у тюльпана и лука находятся луковицы, а у некоторых других представителей — корневища. В луковице запасённые вещества питают молодой побег; дочерние луковицы и семена дают растению возможность размножаться.

У злаков стебель называют соломиной: он разделён на узлы и междоузлия, а междоузлия у многих видов полые. Листовое влагалище отходит от основания листа и охватывает стебель, поддерживая лист и защищая участок его роста. Цветки мелкие и малозаметные, поэтому они собраны в колоски, а колоски образуют более крупные соцветия, например колос или метёлку. Совокупность этих признаков позволяет узнать злак, даже если растение не цветёт ярко.

Культурные однодольные человек выращивает ради пищи, корма и сырья: пшеница и рис дают зерно, лук используют в пищу, а некоторые злаки служат кормом скоту. Дикорастущие злаки образуют травяной покров, защищают почву и служат пищей и укрытием для животных. При этом их строение связано с условиями жизни: мочковатые корни укрепляют почву, а запасающие подземные органы помогают некоторым растениям переживать неблагоприятное время. Семена и вегетативные органы, например дочерние луковицы, обеспечивают разные способы размножения и расселения.

Сравнение лилейных и злаков

Сначала сравните строение листа и стебля: влагалище и узловатая соломина указывают на злаки. Затем проверьте цветок, соцветие и плод, потому что сочетание этих признаков надёжнее одного сходства. Таблица показывает общие особенности семейств, но у конкретных видов могут быть исключения.

Разбор задач

Задача 1. У растения мочковатые корни и листья с параллельным жилкованием. Определите, к какому классу оно может относиться и какие признаки стоит проверить.

1. Мочковатая корневая система и параллельное жилкование часто встречаются у однодольных, поэтому растение может относиться к этому классу.

2. Не делаем окончательный вывод по двум признакам: нужно выяснить, одна ли семядоля у зародыша семени.

3. Дополнительно осматриваем цветок: у многих однодольных частей цветка три или число, кратное трём. Если растение похоже на злак, проверяем наличие узлов и листового влагалища.

Ответ: растение может быть однодольным; для проверки учитывают семядолю, строение цветка и дополнительные признаки стебля, а не только корни и жилкование.

Задача 2. Сравните тюльпан и пшеницу по строению листьев, цветка и подземных органов. Укажите, к каким семействам они относятся.

1. У тюльпана листья обычно широкие, с дуговым жилкованием; у пшеницы они узкие, с параллельными жилками и влагалищем, охватывающим стебель.

2. У тюльпана заметный цветок с частями, обычно кратными трём. У пшеницы цветки мелкие и собраны в колоски, поэтому отдельный цветок менее заметен.

3. Под землёй у тюльпана находится луковица — видоизменённый побег. У пшеницы развиваются мочковатые корни, а луковицы нет.

Ответ: тюльпан относится к лилейным, а пшеница — к злакам. Различия видны по листьям, цветкам и подземным органам.

Задача 3. Неизвестное растение имеет узкие листья с влагалищем, стебель с узлами и мелкие цветки, собранные в колоски. Определите его семейство и обоснуйте ответ.

1. Влагалище листа, охватывающее стебель, — характерный признак злаков.

2. Стебель с узлами и междоузлиями поддерживает этот вывод; у злаков он обычно устроен именно так.

3. Мелкие цветки, собранные в колоски, дают ещё один признак того же семейства. Несколько совпадений позволяют сделать более надёжный вывод.

Ответ: растение относится к злакам, поскольку у него есть влагалищные листья, узловатый стебель и соцветие из колосков.

Типичные ошибки

Ошибка — считать параллельное жилкование достаточным доказательством того, что растение однодольное. Так думают, потому что жилки на листе хорошо видны, а семядоли скрыты в семени. Проверяйте также корневую систему, строение цветка и другие доступные признаки; класс определяют по их сочетанию.

Ошибка — называть луковицу корнем. Её подземное положение может сбить с толку, но луковица состоит из укороченного стебля и мясистых листьев. Чтобы проверить себя, найдите у неё почку или листовые чешуи: это части побега, а не корня.

Ошибка — ожидать одинакового цветка у всех однодольных. Общие признаки класса не отменяют различий между семействами: у лилейных цветок часто крупный, а у злаков мелкие цветки собраны в колоски. Сравнивайте не только число частей цветка, но и тип соцветия, листья и плод.

Ошибка — считать стебель злака просто полым. Полость междоузлия заметна не у всех видов и сама по себе не определяет семейство. Рассмотрите весь стебель: у него есть узлы, между которыми расположены междоузлия, а основание листа образует влагалище, охватывающее стебель.

Связь с другими темами

Для изучения однодольных нужно помнить, какие органы есть у цветкового растения и чем семя отличается от других органов. Также пригодятся признаки, по которым сравнивают однодольные и двудольные: строение зародыша, листьев и корней. Новые сведения помогут разбираться в систематике — объединении растений в группы по общим признакам.

Эта тема связана со строением цветка и плода: особенности цветков лилейных и злаков помогают понять, как формируются плоды и семена. Знакомство с пшеницей, рисом и другими культурами показывает значение растений для человека. Наблюдая за дикорастущими видами, можно увидеть, как строение органов помогает растениям выживать в природных сообществах.

Что запомнить

• Однодольные — большая группа цветковых растений с общими признаками строения.
• Для однодольных характерны мочковатая корневая система и параллельное или дуговое жилкование.
• Лилейные и злаки — семейства однодольных растений.
• Луковица — видоизменённый побег.
• У злаков обычно узловатый стебель и листья с влагалищем.
• Семейство растения определяют по совокупности признаков, а не по одному сходству.