§ 21. Класс однодольные. Семейство злаковые (мятликовые)

Определения и обозначения

Однодольные — класс покрытосеменных растений, у зародыша семени которых одна семядоля. Семядоля — часть зародыша, из которой при прорастании растение получает питательные вещества или которая участвует в их получении. У однодольных обычно параллельное или дуговое жилкование листьев и мочковатая корневая система. Сочетание этих признаков помогает отличить их от двудольных.

Злаковые, или мятликовые, — семейство однодольных растений, к которому относятся пшеница, рожь, овёс и кукуруза. Многие злаки выращивают как пищевые и кормовые культуры, поэтому их признаки важны не только для распознавания растений. Для семейства характерны узкие листья с влагалищем и стебель, разделённый на узлы и междоузлия. Цветки злаков собраны в небольшие группы, а их плод имеет особое строение.

Колосок — часть соцветия злаков, состоящая из цветков, расположенных на общей оси и окружённых чешуями. Общая ось служит опорой для цветков, а чешуи окружают их. Колосок не всегда является всем соцветием: несколько колосков могут располагаться на более крупной оси. Это понятие помогает правильно описывать устройство соцветий пшеницы, овса и других злаков.

Зерновка — сухой односемянный плод злаков, у которого семенная кожура срастается с околоплодником. Околоплодник — стенка плода, образовавшаяся из стенки завязи; семенная кожура покрывает само семя. Из-за их срастания граница между плодом и семенем снаружи почти незаметна. Зерновку важно называть плодом, хотя внутри неё находится только одно семя.

Как это устроено

У зародыша однодольного растения одна семядоля, а у двудольного обычно две. На листьях однодольных жилки чаще идут параллельно друг другу или дугами, а корни образуют мочковатую систему без одного явно выраженного главного корня. Такая система складывается из многих примерно сходных по толщине корней. Каждый из этих признаков помогает распознать класс, но для уверенного вывода лучше проверить их совокупность.

Стебель злаков состоит из узлов и междоузлий: узлы — места, от которых отходят листья, а междоузлия — участки между ними. Узлы обычно плотные, тогда как междоузлия часто полые; такой стебель называют соломиной. Плотные узлы поддерживают стебель и служат местами прикрепления листьев. Полые участки уменьшают массу стебля, не лишая его способности удерживать листья и соцветие.

Лист злака обычно узкий и состоит из листовой пластинки и влагалища. Влагалище — нижняя часть листа, которая обхватывает стебель у узла, поэтому лист держится на нём и частично защищает его. Жилки в пластинке идут параллельно, что соответствует типичному жилкованию однодольных. По влагалищу и направлению жилок лист злака можно отличить от многих широких листьев с сетчатым жилкованием.

Цветки у злаков собраны в колоски, а уже колоски располагаются на осях более крупных соцветий. Если колоски сидят вдоль одной неразветвлённой главной оси, образуется сложный колос, как у пшеницы; на ветвистой оси формируется метёлка, как у овса. Початок — соцветие с плотным расположением колосков на толстой оси, характерное, например, для кукурузы. Поэтому, называя соцветие, нужно различать отдельный колосок и всё его объединение.

Околоцветник цветка злаков сильно упрощён, а цветок обычно защищён окружающими его чешуями. После переноса пыльцы на рыльце происходит оплодотворение: из семязачатка развивается семя, а из завязи — плод. У злаков стенка плода срастается с семенной кожурой, поэтому образуется зерновка. Это объясняет, почему зерно выглядит как единое целое, хотя в нём различают плодовую оболочку и семя.

Признаки однодольных и злаковых растений

Сначала сравнивайте признаки, общие для всего класса, а затем ищите особенности семейства. Таблица помогает увидеть, что злаковые относятся к однодольным, но имеют дополнительные характерные черты. Для определения незнакомого растения особенно полезно проверить лист, стебель и плод вместе.

Разбор задач

Задача 1

У растения параллельное жилкование листьев и мочковатая корневая система. Нужно определить, какие признаки указывают на принадлежность к однодольным. Одного совпадения было бы мало для уверенного вывода, поэтому проверим оба признака.

1. Параллельные жилки характерны для листьев многих однодольных.
2. Мочковатая корневая система, в которой нет выраженного главного корня, также типична для этого класса.
3. Эти два признака согласуются друг с другом; для полной проверки можно дополнительно изучить зародыш семени и найти одну семядолю.

Ответ: параллельное жилкование и мочковатая корневая система указывают на однодольное растение; вывод основан на совокупности признаков.

Задача 2

На рисунке соцветия пшеницы обозначены отдельная ось с несколькими цветками и всё соцветие целиком. Требуется назвать обе структуры и объяснить, как они расположены. Важно не принять часть соцветия за целое.

1. Найдём небольшую ось, на которой находятся цветки, окружённые чешуями: это колосок.
2. Рассмотрим главную ось всего соцветия: вдоль неё располагаются колоски.
3. Такое соцветие целиком называется сложным колосом; отдельные колоски являются его частями.

Ответ: отдельная ось с цветками — колосок, а всё соцветие пшеницы — сложный колос. Колоски размещаются на его общей главной оси.

Задача 3

В образце есть полый участок стебля между плотными узлами, листья с влагалищами и плод, у которого оболочка срослась с семенной кожурой. Нужно определить семейство и обосновать решение по нескольким органам. Каждый из описанных признаков сравним с характерными чертами злаков.

1. Плотные узлы и часто полые междоузлия указывают на соломину — типичный стебель злаковых.
2. Листовое влагалище, охватывающее стебель, также характерно для этого семейства.
3. Срастание оболочки плода с семенной кожурой описывает зерновку — плод злаков.

Ответ: растение относится к семейству злаковых (мятликовых). Строение стебля, листа и плода независимо подтверждает этот вывод.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что один признак всегда безошибочно определяет однодольное растение. Её допускают, потому что признаки класса часто запоминают как короткий список и применяют по одному. Однако отдельные особенности могут встречаться не у всех представителей или быть похожими у разных растений. Проверьте себя: есть ли у растения несколько совпадающих признаков, например жилкование и тип корней?

Мочковатую корневую систему иногда описывают как главный корень с боковыми корнями. Это смешение возникает, когда любую группу корней принимают за систему с ведущим корнем. У мочковатой системы выраженного главного корня нет, а корни обычно сходны по толщине. Проверьте себя: можете ли вы выделить один корень, от которого отходят остальные?

Колосок иногда называют целым соцветием злака. Путаница возникает потому, что и колосок, и более крупное соцветие состоят из цветков и имеют ось. Посмотрите, есть ли вдоль общей главной оси несколько колосков: если да, то колосок — лишь часть, а всё соцветие может быть, например, сложным колосом или метёлкой. Название нужно выбирать по уровню строения.

Зерновку можно ошибочно назвать обычным семенем, потому что её оболочка срастается с семенной кожурой. Из-за этого плод и семя трудно различить снаружи. Но зерновка развивается из завязи и содержит семя, поэтому сама является плодом. Проверьте себя вопросом: что сформировалось из завязи — именно оно и есть плод.

Связь с другими темами

Чтобы понять признаки злаков, нужно знать, что цветковые растения образуют цветки, семена и плоды. Представление о строении цветка помогает проследить, как после опыления и оплодотворения возникают семя и плод. Понятия «соцветие» и «плод» пригодятся при изучении размножения растений и сравнении семейств покрытосеменных. Признаки злаков помогают узнавать культурные растения и объяснять их значение для человека: многие из них служат пищей и кормом.

Что запомнить

• У зародыша однодольных одна семядоля.
• Для однодольных характерны параллельное или дуговое жилкование листьев и мочковатая корневая система.
• У злаков листья обычно имеют влагалище, охватывающее стебель.
• Стебель злаков разделён на узлы и междоузлия.
• Цветки злаков собраны в колоски, а колоски образуют соцветия.
• Плод злаков — зерновка.