Семейства цветковых растений
I Место цветковых растений в современной систематике
Все высшие растения относятся к надцарству Archaeplastida (Архепластида). Пластиды у всех организмов этого надцарства произошли в результате первичного эндосимбиоза с цианобактерией, а митохондрии с пластинчатыми кристами, как и у нас.
Рис 1. Современная классификация эукариот (Ист. Презентация с лекций Беляковой Г.А.)
На данный момент как таковое царство растений отсутствует. Все высшие растения объединяют сейчас под названием Embryophyta, которая принадлежит группе Viridiplanta. К Viridiplanta также относятся харовые и зеленые водоросли.
Высшие растения делятся на сосудистых и мохообразных. Исходя из названия, можно догадаться, что сосудистые названы так из-за наличия достаточно продвинутой проводящей ткани, в частности их органы снабжены сосудисто-волокнистыми пучками.
Сосудистые растения делятся в свою очередь на высших споровых (Папоротниковидные и плауновидные) и семенных (Голосеменные и Покрытосеменные). В данной статье мы рассмотрим несколько семейств покрытосеменных и их особенности, связанные со строением главных отличительных признаков этого отдела – цветка и плода.
II Морфологическое разнообразие цветков
Когда мы смотрим на цветок, то сразу же обращаем внимание на его форму. Различают три формы цветков: асимметричные, актиноморфные и зигоморфные. Асимметричные цветки, как видно из названия, не имеют симметрии. Актиноморфные цветки имеют насколько осей симметрии, то есть его можно условно разделить на несколько частей, которые будут выглядеть одинаково. Зигоморфные цветки имеют одну плоскость симметрии, то есть их можно поделить на две внешне одинаковые части.
Конечно, главное, на что падает наш взгляд при виде цветка, - это околоцветник, зачастую привлекающей своей красотой. В зависимости от его строения различают несколько типов цветков:
1. Ахламидные – не имеют околоцветника, цветок голый, невзрачный, как, например, у ивы или ясеня.
Рис 2. Ахламидный обоеполый цветок ясеня (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
2. Гаплохламидные – характеризуются простым околоцветником, элементы которого расположены в 1 круг, как, например, у мари.
Рис 3. Гаплохламидный цветок калужницы (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
3. Диплохламидные цветки имеют 2 круга элементов околоцветника. Эти 2 круга могут состоять из разных элементов, в связи с чем различают гомохламидные цветки с простым околоцветником, состоящим из одинаковых элементов (лепестков, чешуек и др) и гетерохламидные цветки с двойным околоцветником, то есть дифференцированным на чашечку и венчик. Однако не все так просто, потому что как чашелистики, так и лепестки могут редуцироваться. Если редуцируется круг чашелистиков (остаются только лепестки), получается апосепальный цветок. Если же наоборот, редуцированы лепестки – апопетальный цветок.
Рис 4. Голохламидный цветок гусиного лука (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
Рис 5. Гетерохламидные цветки частухи и звездчатки (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
4. Апохламидные – цветки, которые редуцируют и чашелистики, и лепестки. Они отличаются от ахламидных тем, что у ахламидных отсутствие околоцветника первично, а у апохламидных - вторично.
Часто можно встретить цветки сросшимся околоцветником. Цветок со сросшимися чашелистиками называется сплайнолистным, а со сросшимися лепестками – сплайнолепесным.
У многих семейств есть, кончено, и свои частные особенности в строении цветка, которые мы рассмотрим чуть ниже. Главной функциональной частью цветка являются половые органы: андроцей (мужской) и гинецей (женский).
Андроцей составляет совокупность всех тычинок цветка. Главная часть тычинки – пыльник, в котором формируются пыльцевые зерна. Пыльники держаться на тычиночной нити и соединяются с ней и между собой с помощью связников.
Пыльник называют неподвижным, если по длине он почти равен связнику и тычиночная нить в месте перехода в связник имеет ту же ширину, что и в основании. Так же пыльники могут быть качающимися, если по длине они значительно превышают связник и место отхождения сильно утонченной тычиночной нити находиться почти по середине пыльника.
У большинства растений пыльники четырехгнездные, при этом гнезда располагаются вдоль связника по всей длине.
Тычинки, а точнее тычиночные нити, могут срастаться. В таком случае сросшиеся тычинки называются однобратственными, а в ином случае, когда тычинки лежат свободно, - многобратственными.
Гинецей представляет собой совокупность плодолистиков, называемых также карпеллами. Один плодолистик состоит из завязи, стилодия и рыльца.
Гинецей может быть образован одним или несколькими плодолистиками. Если плодолистики лежат свободно и каждый из них образует отдельный пестик, то гинецей называют апокарпным. Гинецей, в котором срастаются плодолистики, образуя пестики из нескольких плодолистиков, называется ценокарпным. Но срастаться плодолистики могут также по-разному, поэтому в свою очередь ценокарпный гинецей делится на несколько типов:
Рис 6. Эволюционное взаимоотношения между разными типами гинецея (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
· Синкарпный: замкнутые плодолистики срастаются своими боковыми поверхностями так, что каждый из них формирует отдельное гнездо завязи.
· Паракарпный: Каждый плодолистик раскрывается и срастается с соседними плодолистиками краями, в результате чего образуется одногнездная завязь.
· Лизикарпный: одногнездный гинецей, имеющий в центре колонку, к которой прикрепляются семязачатки. Важно отметить, что лизикарпный гинецей возник из синкарпного в результате лизиса (разрушения) перегородок между гнездами. 
Рис 7. Срастание частей плодолистиков: А – свободные плодолистики; Б – плодолистики с сросшимися завязями; В – частичное срастание стилодиев; Г – полное срастание плодолистиков (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
На рисунке 7 показан процесс срастания плодолистиков, происходящий постепенно с ценокарпными геницеями.
Иногда в ценокарпном гинецее растение лениться развивать все плодолистики, поэтому развивается только один, и тогда такой гинецей носит название псевдомонокарпного. В синкарпном гинецее перегородки между гнездами истинные, но в синкарпном и паракарпном гинецеях могут образовываться дополнительные ложные прергородки.
Вне зависимости от типа гинецея, у них у всех есть семязачатки, о которых упоминалось ранее. Их число в завязи может варьироваться от 1 до многих. В последнем случае фертильными могут быть не все семязачатки.
Семязачаток в своем составе имеет прежде всего зародышевый мешок, представляющий собой женский гаметофит (под цифрой 5). Семязачаток прежде всего окружен нуцеллусом (под цифрой 3), который имеет собственную эпидерму (цифра 4), за которой находятся слои интегумента (цифры 7,8). Интегументы могут разрастаться, образуя так называемый третий интегумент – ариллус (ра рисунке не изображен). Семязачаток держится на фуникулусе (цифра 6), внутри которого идет проводящий пучок (цифра 1), несущий питательные вещества.
Рис 8. Строение анатропной семяпочки на продольном разрезе. 1 – проводящий пучок, 2 – халаза, 3 – нуцеллус, 4 – эпидерма нуцеллуса, 5 – женский гаметофит (зародышевый мешок), 6 – фуникулус, 7 – наружный интегумент, 8 – внутренний интегумент (ист. Ботаника, Том 4, Книга 2, Систематика высших растений, Тимонин А.К., Соколов Д.Д., Шипунов А.Б., 2009 г.)
Семязачатки различаются по форме: Б – ортотропный, В – анатропный, Г –амфитропный, Д – гемитропный, Е – кампилотропный. 
Рис 9. Разнообразие типов семязачатков:: Б – ортотропный, В – анатропный, Г –амфитропный, Д – гемитропный, Е – кампилотропный (ист. Ботаника, Том 4, Книга 2, Систематика высших растений, Тимонин А.К., Соколов Д.Д., Шипунов А.Б., 2009 г.)
Пестики на цветоложе могут быть расположены по-разному. Если они лежат на цветоложе свободно, не срастаясь ни с какими частями цветка, то говорят о верхней завязи. Если же завязь пестика опускается (инвагинирует) в цветоложе, то говорят о нижней завязи.
Цветки достаточно часто расположены на цветке не по одиночке, а в соцветиях. Они разделяются по морфологии на симподиальные и моноподиальные соцветия.
Моноподиальные соцветия известны из школьной программы, это простые кисть, колос, зонтик, головка, корзинка и початок, а также сложные метелка, зонтик и колос.
Симподиальные соцветия характеризуются тем, что первый верхушечный цветок заккнчивает ось соцветия, дальнейшее развитие идет только за счет боковых осей. Ниже изображено строение различных симподиальных соцветий:
Рис 10. Разнообразие симподиальных соцветий: 1 – извилина; 2 – завиток; 3–4 – дихазий (3 – простой дихазий; 4– тройной дихазий); 5–6– плейохазий (5 – простой плейохазий; 6 – двойной плейохазий); (ист. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений – Лотова Л.И.)
Особое значение в описании цветковых растений играет формула цветка. Формула цветка представляет из себя описание в виде краткого условного обозначения частей цветка, числа этих частей и некоторых особенностей. В начале формулы указывают пол цветка: 
— мужской (содержит только тычинки), 
— женский (содержит только плодолистики); 
— обоеполый. Далее указывается тип симметрии цветка: *— актиноморфный цветок; - зигоморфный цветок; 
— Дисимметричный.
После знаков следуют буквенные выражения, характеризующие околоцветник, тычинки, пестик: Ca, или K (по-русски Ч) —Чашечка (calyx); Co, или C (по-русски В) — венчик (corolla); P (по-русски О) — простой околоцветник (perigonium); A (по-русски Т) — тычинки (андроцей) (androceum); G, или g (по-русски П) — пестик, плодолистики (гинецей) (gynoeceum). Нижним индексом у этих букв пишут число тех или иных элементов. Если практически посчитать какой-то элемент посчитать очень сложно или даже невозможно, то пишут знак бесконечность ∞. Если элементы цветка расположены по кругу, то их записывают через +, указывая сколько элементов в каждом кругу. Если элементы срастаются друг с другом, то их ставят в круглые скобочки. Если же срастаются два типа элементов, то их заключают в квадратные скобки. Для описания гинецея используют верхнее или нижнее подчеркивание, обозначая нижнюю и верхнюю завязь соответственно.