наука

Ботаника

САЖЕНЕЦ - молодое древесное растение, выращенное из сеянца или черенка.

САМООПЫЛЕНИЕ - опыление рыльца пыльцой из того же цветка или пыльцой с других цветков того же самого экземпляра растения (соседственное опыление). Обычно самоопыление происходит в раскрытом цветке (автогамия), но иногда самоопыляться могут закрытые цветки. В последнем случае говорят о клейстогамии.

СЕМЕЙСТВО - таксономическая категория, объединяющая растения на основании сходства в строении цветка. В одно семейство входят близкие роды, имеющие общие «эволюционные корни». Например, в семейство бобовых входят следующие роды: клевер, люпин, солодка, горох, фасоль, соя, бобы и т. д. У всех представителей этих родов цветки неправильные; венчик состоит из крупного верхнего лепестка (так называемого флага, или паруса), двух боковых лепестков (вёсел) и двух передних лепестков, образующих лодочку.

СЕМЯ - орган полового размножения и расселения растений. Семена образуются в результате оплодотворения у голосеменных и в результате двойного оплодотворения у покрытосеменных растений. (Например, на зрелом дереве образуются мужские и женские шишки. Пыльца, высвобождающаяся из мужских шишек, с потоками попадает в женские шишки. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, окруженный запасом питательных веществ и заключенный в защитную кожуру. Семя, величиной с булавочную головку, снабжено большим, тонким, как бумага, крылатым выростом, который облегчает его перенесение по воздуху (рис. 9)). В состоянии семени растение может переживать неблагоприятные сезоны года благодаря достаточно прочным семенным покровам. Семена многих растений не теряют всхожесть в течение нескольких лет (томаты, перец, горох), а некоторые, наоборот, её даже повышают (например, представители тыквенных: огурцы, кабачки, патиссоны). Размеры семян колеблются от 0,001 мг (у орхидных, вересковых, заразиховых) до нескольких килограммов (до 20 кг у сейшельской пальмы). Семя состоит из зародыша и запасных продуктов, сверху оно покрыто семенной кожурой (спермодермой). Зародыш семени образуется в результате слияния спермия с яйцеклеткой. Запасные вещества у цветковых растений (в виде питательной ткани семени -эндосперма) возникают благодаря слиянию второго спермия с центральной вегетативной клеткой зародышевого мешка. Кроме эндосперма, питательные вещества у семян некоторых растений могут содержатся в перисперме, который формируется благодаря разрастанию одной из оболочек, окружающих семяпочку. Сформированный зародыш имеет зародышевый корешок, гипокотиль (участок стебля до семядолей), семядоли (или одну семядолю) и почечку. У ряда растений зародыш формируется только после стратификации семян (воздействии на семена пониженных температур) или в процессе их прорастания. Многие семена имеют недифференцированный зародыш (вересковые, орхидные), и поэтому развитие подобных растений зависит от установления симбиотических отношений с микоризными грибами. Все семена подразделяют на четыре типа, в зависимости от того, где накапливаются запасные продукты: в эндосперме, в перисперме, в эндосперме и перисперме или в зародыше. У покрытосеменных растений семена заключены в плодах; у голосеменных в основном семена развиваются открыто на чешуях шишек.

Рис. 9. Образование семян в жизненном цикле сосны как представителя хвойных

СЕМЯДОЛИ - первые листья растения, формирующиеся на ещё не дифференцированном зародыше. У голосеменных развивается несколько семядолей (до 15-ти). У цветковых растений не более двух в классе двудольных, и одна семядоля образуется у представителей класса однодольных. У большинства видов растений семядоли выносятся на дневную поверхность, постепенно зеленеют и принимают участие в процессе фотосинтеза. У некоторых видов (дуб, лещина) семядоли находятся под землей и служат преимущественно вместилищем питательных веществ. Настоящие листья, впоследствии развивающиеся на побеге, совершенно непохожи на семядольные, как правило, они крупнее, зеленее и имеют более рассечённую листовую пластинку (семядольные листья, практически всегда округлой, чуть вытянутой формы с ровным краем).

СЕМЯНКА - сухой односемянный плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенем (подсолнечник).

СЕМЯПОЧКА (семязачаток) - сложное многоклеточное образование у семенных растений, из которого развивается семя. У голосеменных растений семязачатки лежат открыто на семенных чешуях женских шишек. У покрытосеменных растений семязачаток расположен в завязи пестика. Семязачаток включает зародышевый мешок, несколько окружающих его оболочек и ряд внутренних структур завязи. После оплодотворения, с началом развития зародыша, семязачаток превращается в семя.

СЕРДЦЕВИНА - внутренняя часть побега или корня семенных растений, выполняющая функцию запаса питательных веществ и метаболитов. Сердцевину образуют рыхлые клетки паренхимной ткани. Иногда оболочки клеток паренхимы разрываются, и внутри сердцевины образуется одна или несколько полостей, заполненных воздухом. Оболочки некоторых клеток сердцевины могут пропитываться суберином и одревесневать. Поэтому в сердцевине наряду с живыми клетками, встречаются мёртвые, полости которых обычно заполнены дубильными веществами. Из запасных веществ наиболее активно в сердцевине накапливается крахмал.

СЕРЁЖКА - простое соцветие, повислый колос, т. е. колос с мягкой главной осью (ива, тополь). После цветения серёжки обычно опадают.

СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ - наука о классификации растений. Все растения на основании степени сходства и родства между ними группируют в отделы, которые делят на классы, классы - на порядки, порядки -на семейства, семейства - народы, роды - на виды. Названия видов состоят из двух слов: названия рода и собственно видового эпитета, например: береза бородавчатая (берёза - род, бородавчатая - вид). Вся классификация обычно построена на латыни и на том языке, который принят в данном региональном подразделении (т. е. в России - на русском, на Украине - на украинском, во Франции - на французском). Когда речь идёт о культурных растениях, то говорят еще и о сортах.

СИТОВИДНЫЕ ТРУБКИ - вертикальный ряд живых клеток флоэмы, проводящих растворы органических веществ, как правило, сверху (от листьев) вниз. Поперечные стенки каждого членика ситовидных трубок пронизаны перфорациями - ситовидными пластинками. Обычно все стенки членика ситовидной трубки пропитаны целлюлозой, ядра нет. Рядом с ситовидными трубками располагаются живые клетки-спутницы, имеющие ядро. Длина отдельных члеников ситовидных трубок колеблется в пределах 150-300 мкм, поперечник составляет 20-30 мкм.

СКАРИФИКАЦИЯ - технологический процесс предпосевной обработки семян, заключающийся в механическом повреждении семенных оболочек или в нарушении их целостности химическими препаратами с целью ускоренного прорастания. Механическое повреждение семян (например, у пальмы) производится надпиливанием или надрезанием их оболочек, причём эту операцию надо производить осторожно, чтобы не повредить зародыш. Некоторые семена с этой же целью перетирают с песком или шлифуют наждачной бумагой. Химическая обработка заключается в вымачивании семян в 2-3%-ных растворах соляной или серной кислоты для размягчения оболочек.

СКЛЕРЕЙДЫ (каменистые клетки) - мёртвые паренхимные клетки с равномерно утолщёнными одревесневшими стенками. Подобные клетки встречаются в плодах (например, у груши), в листьях и других органах.

СКЛЕРЕНХИМА - разновидность механической ткани, состоящая из прозенхимных (вытянутых) клеток с равномерно утолщённой стенкой. Молодые клетки склеренхимы - живые. По мере старения содержимое клеток отмирает. Различают два вида склеренхимы: лубяные волокна - стенки клеток состоят из целлюлозы или слегка одревесневают - и древесинные волокна (либри-фдрм) - стенки клеток всегда одревесневшие.

СЛОЕВЙЩЕ (таллом) - вегетативное тело водорослей, грибов, лишайников, некоторых мохообразных, не дифференцированное на органы (побег, корень) и не имеющее настоящих тканей. У водорослей таллом может быть представлен одной клеткой или целой колонией, иметь вид нити или достаточно крупного разветвлённого образования, похожего на куст или дерево (бурые, красные водоросли).

СЛОЖНЫЙ ЗОНТИК - разновидность сложного моноподиального соцветия, у которого расстояния между осями второго порядка укорочены, и они отходят от верхушки главной оси (оси первого порядка); оси второго порядка несут на верхушке простые зонтики; нередко листья у основания осей второго порядка образуют общую обвёртку, а у основания цветоножек - частную обвёртку (укроп, морковь).

СЛОЖНЫЙ КОЛОС - разновидность сложного соцветия, на главной оси которого расположены простые колосья (колоски), а не цветки, как у простого колоса (пшеница, рожь).

СЛОЖНЫЙ ЩИТОК - разновидность сложного соцветия, на разветвлениях главной оси которого расположены простые щитки (бузина, калина).

СОЛОМИНА - тип прямостоячего стебля, полого в междоузлиях и заполненного тканью только в области узлов (характерен для растений из семейства злаков, например для пшеницы, ржи, ячменя).

СОРНЯК - термин, применяемый для характеристики дикорастущего или культурного растения, внедрившее гося в культивируемые в данном месте посадки. Например, на поле, засеянном пшеницей, сорняками будут считаться и пастушья сумка, и рожь, и анютины глазки. Обычно семена сорняков либо сразу содержатся в посевном зерне, либо приносятся ветром (животными, человеком). Сорняки убираются в процессе прополки, поскольку считаются злостными конкурентами культурных растений за влагу и минеральные вещества.

СОСУДЫ - полые трубки, входящие в состав ксилемы, состоящие из отдельных члеников, располагающихся друг над другом, проводящие растворённые в воде минеральные вещества. Между расположенными друг над другом члениками сосудов имеются перфорации, облегчающие сквозной ток жидкости обычно снизу вверх. Боковые стенки сосудов имеют утолщения (кольчатые, спиральные, лестничные, сетчато-пористые и т. д.), увеличивающие их прочность. Поперечные размеры членика сосуда колеблются от 0,1 до 0,15 мм, а у некоторых деревьев (например, дуба) и лиан даже от 0,3 до 0,7 мм. Длина членика сосуда может достигать 1,5 см, а весь сосуд целиком измеряться несколькими десятками метров.

СОЦВЕТИЯ - сочетания цветков на особых, часто разветвлённых побегах. Обычно соцветия формируются на концах ветвей, но иногда они могут располагаться на стволах (каулифлория). Соцветия закладываются внутри цветочных или смешанных почек. Любое соцветие имеет главную ось и боковые оси разной степени разветвления, заканчивающиеся цветками. Оси соцветия делятся на узлы и междоузлия. На узлах в соцветии могут формироваться листья и прицветники. Все соцветия подразделяют на простые и сложные. Если главная ось соцветия заканчивается верхушечным цветком, то такое соцветие называют закрытым. У обоеполых растений соцветия несут обоеполые цветки. У однодомных и двудомных растений соцветия могут быть образованы тычиночными или пестичными цветками. Соцветию, как всякому побегу, свойственно ветвление: моноподиальное (растёт прямо, верхушкой), симподиальное (растёт зигзагообразно, с пере-вершиниванием) и ложнодихотомическое (растёт так, что любая ось заканчивается как бы вильчато). В зависимости от способа ветвления все соцветия делят на два типа: ботрические (имеют моноподиальный тип ветвления) и цимозные (имеют симподиальный и ложнодихотомичес-кий тип ветвления). К ботрическим простым соцветиям относят следующие: кисть (люпин, ландыш), колос (подорожник), початок (кукуруза), щиток (калина), серёжку (ива, тополь), зонтик (лук, вишня), головку (клевер), корзинку (василёк, нивяник). К сложным ботрическим соцветиям относят: метёлку, или сложную кисть (сирень); сложный колос (рожь, пшеница); ложный колос, или султан (тимофеевка, лисохвост); сложный зонтик (борщевик); сложный щиток (тысячелистник, пижма). К цимозным соцветиям относят: завиток (незабудка) - все цветки расположены по одной стороне общей оси соцветия; и извилину (гладиолус) - все цветки расположены по обеим сторонам общей оси соцветия. Иначе извилину и завиток называют монохазием, или соцветием, главная ось которого несёт один цветок, причём с его развитием заканчивается рост этой оси. Ниже цветка образуется одна почка, из которой начинает развиваться ось второго порядка. По аналогии выделяют дихазий (как у гвоздики - ниже цветка образуются две почки) и плейохазий (как у молочая - почек три и больше). Сегодня выделяют ещё один тип соцветий - тирс. Тирсы устроены сложнее цимозных соцветий. Это разветвлённые соцветия, главная ось которых нарастает моноподиально, а боковые оси представлены цимозными соцветиями (как у конского каштана). Наличие соцветий обеспечивает лучшее опыление. Величина соцветий у разных растений очень сильно отличается. Например, у василька диаметр корзинки составляет 3-4 см, а у некоторых пальм при диаметре соцветия в 12 м его длина колеблется от 10 до 14 м. 

Рис. 10. Простые соцветия и их схемы: А - колос (вербена); Б - початок (белокрыльник); В - сережка (тополь); Г - кисть (черемуха); Д - щиток (груша); Е - зонтик (лук); Ж - головка (клевер); 3 - корзинки: общий вид и продольный разрез (календула); 1 - крыло; 2 - ложе; 3 - обвертка

СОЦВЕТИЯ ПРОСТЫЕ - побеги, боковые оси которых не разветвлены и служат цветоножками (рис. 10). К простым соцветиям относят: кисть (черёмуха), зонтик (примула), щиток (груша), головку (клевер), початок (кукуруза), колос (подорожник), серёжку (ива, тополь), корзинку (одуванчик, мать-и-мачеха).

Рис. 11. Сложные соцветия и их схемы:  А - сложный колос (пырей); Б - сложный зонтик (укроп); В - метелка (сирень)

СОЦВЕТИЯ СЛОЖНЫЕ - побеги, у которых боковые оси ветвятся (рис. 11). У сложного соцветия боковые оси несут частные, или парциальные, соцветия. К сложным соцветиям относят: сложную кисть (донник), метёлку (бузина), сложный колос (рожь, пшеница), сложный зонтик (морковь, укроп) и т. д.

СПЕРМИЙ (сперматозоид) - мужская половая гамета. Если у гаметы имеется хвостик, то она носит название сперматозоид, если хвостика нет - спермий. Для сперматозоидов и спермиев характерно наличие очень большого ядра и небольшое количество цитоплазмы. Сперматозоиды способны активно передвигаться в жидкой среде благодаря волнообразным движениям хвостика. Сперматозоиды у споровых растений образуются в специальных органах - гаметангиях, называемых антерй-диями. В одном антеридии их находится от нескольких десятков до нескольких тысяч. Спермин семенных растений в основном пассивны. Они окружены специальными оболочками и называются пыльцевым зерном. У голосеменных пыльцевое зерно с одним спермием переносится к женским гаметам благодаря паре воздушных мешков (у хвойных). У покрытосеменных в составе пылинки, кроме двух спермиев, находится ещё одна вегетативная клетка, благодаря развитию которой формируется пыльцевая трубка, привносящая спермин прямо в зародышевый мешок, где расположена женская половая гамета (яйцеклетка).

СПОРА - репродуктивное одноклеточное образование, из которого может развиться организм. Процесс образования спор носит название спорогенёз. Как правило, спора имеет плотную наружную оболочку, позволяющую ей переносить неблагоприятные условия окружающей среды в течение длительного времени. Обычно споры меньше семян, легки и свободно переносятся ветром, что способствует активному расселению споровых растений. Споры имеют не только сухопутные растения, но и водные. Споры водных растений благодаря особым двигательным приспособлениям - ундулипддиям способны активно перемещаться в водной среде. Чаще всего споры образуются без редукционного деления на спорофите, и тогда имеют то же число хромосом, что и материнское растение. У многих водорослей спора имеет жгутик, способна к передвижению; называется - зооспора. Некоторые зооспоры гаплоидны, и тогда они могут попарно сливаться с образованием диплоидной зиготы (своеобразный вариант изогамного полового процесса). Гаплоидные зооспоры продуцируют гаметофиты некоторых водорослей (например, бурых). У высших растений споры образуются на спорофите в специальных структурах - спорангиях путём мейоза. Поэтому споры всегда гаплоидны. Из проросшей споры формируется гаметофит. У папоротников гаметофит называется заростком. На нем закладываются антеридии и архего-нии - органы, продуцирующие мужские и женские гаметы, после слияния которых в ходе полового процесса восстанавливается диплоидный набор хромосом каждого конкретного вида. Практически у всех высших растений при смене поколений доминирует спорофит, и лишь у мохообразных это не так: спорофит развивает более или менее длинную безлистную ножку, на которой формируется одиночный спорангий (спорогоний), фактически паразитирующий на женском гаметофите.

СПОРАНГИЙ - клетка или орган, в котором формируются споры. У мохообразных спорангий представлен коробочкой спорогония. У папоротникообразных спорангии образуются на листьях (ваях) папоротников и могут быть одиночными или развиваться группами (в сорусах).

СПОРОФИТ - бесполое поколение растений, жизненный цикл которых проходит с чередованием половой и бесполой фаз. Спорофит продуцирует споры. Спорофит образуется в результате оплодотворения - слияния яйцеклетки со сперматозоидом и последующим развитием зиготы и зародыша. В каждой клетке спорофита, так же как и в клетках зародыша, содержится диплоидный набор хромосом. У низших растений спорофиты, как и гаметофиты, существуют самостоятельно и могут быть как гаплоидными, так и диплоидными (у водорослей). Все высшие зелёные растения представлены спорофитами, только у мохообразных спорофит сведён к органу (спорогонию -коробочке на ножке) и не может существовать самостоятельно, а паразитирует на женском гаметофите.

СПЯЩИЕ ПОЧКИ - зимующие почки, способные не развертываться весной, но сохраняющие жизнеспособность в течение многих лет. Спящие почки - это резерв побега; за их счёт, при возможном механическом повреждении, или обрезке, или обмерзании, при начале сокодви-жения в растении побег как бы «омолаживается».

СТВОЛ - многолетний стебель дерева.

СТЕБЕЛЬ - осевая часть побега, обладающая длительным ростом в длину за счёт деятельности верхушечных меристем в конусе нарастания (рис. 12). Стебель несёт на себе листья, он может ветвиться, имеет радиальное строение и несколько (не менее трёх) плоскостей симметрии. Морфологи выделяют в стебле узлы и междоузлия. Основными элементами стебля первого года жизни являются: 1) кожица (эпидермис); 2) первичная кора; 3) внутренняя часть стебля - центральный, или осевой, цилиндр, в состав которого входят перицикл (меристема), проводящие ткани (флоэма и ксилема) и сердцевина. У растений, надземные части которых живут много лет, стебель приобретает вторичное строение за счёт деятельности камбия и феллогена (пробкового камбия). Видоизменяются практически все ткани. Вместо эпидермиса появляется комплекс тканей коры (возникает пробка, а у наиболее старых стеблей образуется корка); закладываются элементы вторичной флоэмы и вторичной ксилемы; объём сердцевины становится больше. Сильно различается строение стеблей не только у растений разного возраста, но и у видов, относящихся к разным таксонам, например у покрытосеменных и голосеменных или у однодольных и двудольных. Так, в ксилеме голосеменных (у хвойных) водопроводящим элементом являются тра-хейды, а у покрытосеменных - сосуды. Стебель однодольных растений имеет пучковое строение, т. е. флоэма и ксилема образуют проводящие пучки, разбросанные в массе паренхимы; а стебель двудольных - кольцевое, т. е. проводящие ткани расположены по кругу. Стебель выполняет несколько функций: во-первых, опорную; во-вторых, проводящую; в-третьих, функцию вегетативного размножения. Длина стеблей составляет от 1,5 мм (у вольфии бесчерешковой) до 110 м (у секвойи). У лиан (пальма ротанг) размеры стебля достигают 300 м. Толщина стебля бывает до 10 м (у африканского баобаба). Выделяют несколько разновидностей стеблей: надземный и подземный; травянистый и деревянистый; прямостоячий и вьющийся (у лиан); ползучий и стелющийся. Две последние разновидности отличаются тем, что ползучие стебли укореняются в узлах при помощи придаточных корней (как, например, у земляники), а стелющиеся не укореняются (птичья гречиха). При этом если растения с ползучими стеблями имеют короткие междоузлия, то их называют плетями, а если длинные, то усами или столонами. Различают также несколько метаморфозов (видоизменений) стеблей: колючки, усики, корневища, клубни, луковицы, филлокладии (кладодии). Последние встречаются у представителей различных семейств, живущих преимущественно в засушливых районах. Листья при резкой нехватке влаги редуцируются (превращаются в чешуйки), а стебли приобретают плоскую, листовидную форму (как у иглицы).

Рис. 12. Стебель сосны в поперечном разрезе: 1 - пробка; 2 - паренхима первичной коры; 3 - флоэма; 4 - камбий; 5 - ксилема; 6 - весенние трахеиды; 7 - осенние трахеиды; 8 - смоляной ход, 9 - сердцевина; 10 - сердцевинный луч; 11-лубяная паренхима; 12 - ситовидная трубка; 13 - клетка с кристаллом

СТОЛБИК - структурный элемент пестика, соединяющий рыльце с завязью. Иногда столбик отсутствует, тогда рыльце «сидит» на завязи (сидячее рыльце, например, как у мака). Столбик состоит из рыхлой паренхимной ткани. Он как бы приподнимает рыльце вверх, что бывает необходимо для опыления.

СТРАТИФИКАЦИЯ - технологический приём предпосевной обработки семян, заключающийся в необходимости содержания их в условиях пониженных температур. При стратификации семена смешивают с влажным песком (1:3) или с торфяной крошкой и до весны (начала посева) хранят при температуре 2-5 ^оС в ящиках, горшках или мешках в подвале, хранилище или прямо в снегу на улице. В течение зимы нельзя допускать переувлажнения песка и появления плесени, иначе семена загниют. Продолжительность стратификации для семян разных видов растений различна: от 1-2 месяцев до 7-8 (например, для семян шиповника). Обычно стратифицируют семена тех растений, которые происходят из мест с низкими зимними температурами, во время которых растения пребывают в состоянии глубокого покоя. Отмечено, что у этих видов именно низкие температуры стимулируют развитие зародыша в семени.

СТРОБИЛ (шишка) - вертикальная ось вегетативного побега, на боковых чешуях которой, скученных в виде колоса, образуются спорангии (как, например, у плаунов) или микроспорангии и семязачатки (как у хвойных). Микроспорангии у хвойных иначе называются пыльцевыми мешками, внутри них образуются пыльцевые зёрна, или микроспоры. Каждая микроспора имеет по два воздушных мешка, которые помогают им переноситься ветром на семязачатки. В шишках хвойных из оплодотворённых семязачатков образуются семена, которые зреют около года. Полностью семена созревают и высыпаются из шишки лишь на третий год. К этому времени шишка одревесне-вает, а её чешуи отгибаются наружу. Размеры шишек меняются в процессе развития в среднем от 0,5 до 6 см.

СТРУЧОК и СТРУЧОЧЕК - коробочковидные, сухие, двугнёздные плоды, образованные двумя плодолистиками; семена прикрепляются к продольной перегородке, вскрываются двумя швами. Стручочек отличается от стручка соотношением длины и ширины: если у стручка длина превышает ширину в четыре и более раза (капуста), то у стручочка длина превышает ширину не более чем в два-три раза (пастушья сумка). Данный тип плода характерен для представителей семейства крестоцветных. Иногда стручки могут быть членистыми.