Плод

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Плоды во фруктовом магазине в Барселоне
Плод (ягода, яблоко, костянка, многокостянка, боб, стручок, коробочка, орех, желудь, семянка) // Видеопособия для школьников [7:49]

Плод — орган покрытосеменных растений, образующийся после оплодотворения из пестика и в большинстве своем еще и из других частей цветка (цветоложа, околоцветника, цветоножки) вследствие их разрастания и видоизменения; служит для защиты и распространения семян.

Наука, изучающая плоды и семена, называется карпология.

Строение плода[править]

Плод состоит из внешней части — околоплодника и семени (или семян), развивающегося внутри плода. Иногда плод образуется без оплодотворения (партенокарпия). В околоплоднике различают 3 слоя: внешний — экзокарпий, средний — мезокарпий и внутренний — эндокарпий. Экзокарпий преимущественно тонкий, иногда образует различные выросты (например, у клена). Обычно — особенно у сочных плодов — лучше всего развит мезокарпий, который часто бывает мясистым, с большим содержанием сахаров (у черешни, персика) или масел (у маслины, авокадо). Эндокарпий тонкий; нередко он видоизменяется и превращается в каменистую ткань — косточку (у вишни, абрикоса). В зависимости от строения и консистенции околоплодника плоды разделяют на сочные и сухие. У простых сочных плодов весь околоплодник или его часть сочная, мясистая с одним семенем (костянка) или множеством (ягода, яблоко, тыквина). Сложные сочные плоды образуются либо из нескольких отдельных цветков (соплодия у шелковицы), или из нескольких пестиков одного цветка (многокостянка у малины). Сухие плоды имеют сухой кожистый или деревянистый околоплодник; среди них различают вскрывающиеся плоды (бобы, стручок, коробочка), невскрывающиеся (орех, зерновка, семянка, крылатка), членистые, которые делятся поперечно на отдельные части с семенами (у редьки дикой, верблюжьей колючки) и дробные, которые распадаются продольно на односемянные элементы (у мальвы, кленов, зонтичных).

Развитие плода[править]

Плод формируется из завязи пестика после оплодотворения и является характерным признаком цветковых растений. Именно из-за наличия плода цветковые растения называются покрытосеменными. Ткани плода закладываются при формировании цветка и образуются из завязи, но нередко в этом процессе участвуют другие части цветка (цветоложе, околоцветник, цветочные чешуи).

Развитие плодов можно разделить на 4 фазы:

  1. формирование завязи до опыления;
  2. рост за счет деления клеток сразу после опыления и оплодотворения;
  3. рост за счет растяжения клеток;
  4. вызревание.

Резкое усиление деления клеток завязи наблюдается после опыления. Затем наступает фаза растяжения клеток. Характер роста находится в тесной зависимости от типа плода. Сигмоидная кривая роста плодов характерна для помидоров, яблок, груш, авокадо и др. В данном случае клетки делятся почти исключительно при формировании цветочной почки. После опыления деление клеток еще некоторое время продолжается. Дальнейшее увеличение размеров происходит за счёт растяжения.

У плодов типа костянок (абрикос, слива, вишня и др.) рост характеризуется двойной сигмоидной кривой. Первый быстрый период роста обусловлен разрастанием завязи, нуцелуса и интегумента семян, а зародыш и эндосперм почти не развиваются. Когда во 2-й фазе начинается развитие зародыша, завязь растет очень слабо. В то же время проходит склерификация косточки. Когда зародыш достигает полной зрелости, начинается второе ускоренное развитие плода, которое продолжается до его полного созревания. Таким образом наблюдается взаимосвязь между развитием семян и ростом плодов.

Регуляция развития плодов связана с опылением. Уже само размещение даже инородной пыльцы на рыльце, без оплодотворения, индуцирует разрастание стенок завязи без развития семян. Это действие можно заменить мертвой пыльцой или экстрактами из неё. Действующие факторы — вещества гормональной природы, ауксины и гиббереллиноподобные соединения.

Оплодотворенная яйцеклетка, эндосперм и семена, которые развиваются, обладают сильным контролирующим влиянием на рост плодов. Так, недоразвитое семя в силу определенных причин (насекомые-вредители) служит причиной преждевременного осыпания плодов. Неравномерное развитие семян приводит к деформации плодов.

Уровень и соотношение гормонов от момента оплодотворения до созревания плодов сильно меняется. Так, сразу же после оплодотворения наблюдается максимум активности гиббереллинов. Немного позже максимальной активности достигают ауксины. Рост количества ауксинов совпадает с переходом эндосперма к клеточному делению, а достижение максимума — с активным ростом зародыша. Следующий пик ауксинов связан с усилением клеточного деления на периферии эндосперма в уже сформированном семени.

Самый высокий уровень цитокининов характерен для очень молодых плодов и семян. Созревание плодов сопровождается производством этилена, который резко ускоряет завершающую фазу их развития.

Размеры меристем, которые обуславливают размеры плодов, сильно зависят от их снабжения питательными веществами, тем более — от метаболизма целого растения.

При развитии плодов и семян происходят значительные метаболические изменения. Так, дыхание плодов, очень интенсивное на первых этапах развития, снижается по мере их роста и несколько усиливается у сочных плодов в период созревания. При дыхании расходуются сахара и органические кислоты. Ассимиляты в основном поступают в плоды из фотосинтезирующих листьев, хотя часть из них может синтезироваться в хлоропластах недозрелых плодов. Среди органических кислот в плодах преобладают трикарбоновые (яблочная, лимонная, винная и др.). В больших количествах накапливаются ароматические кислоты. Во время роста их содержимое и соотношение меняется. Накопление органических веществ зависит от климатических факторов и от вида растений.

Процессы созревания начинаются тогда, когда плоды заканчивают свой рост. На начальных этапах созревания в плодах преобладают процессы синтеза веществ. Далее созревание сочных плодов характеризуется снижением соотношения кислот и сахаров, образованием ароматических веществ, разложением хлорофилла и дубильных веществ, накоплением антоцианов и др. вакуолярных пигментов, уменьшением твердости и упругости тканей путем гидролиза пектиновых веществ клеточных стенок. В этот период резко повышается дыхание тканей перикарпия (климактерический подъем дыхания), что сопровождается усиленным синтезом этилена. Влияние экзогенного этилена ускоряет процессы созревания, что подтверждает его роль как фитогормона, стимулирующего созревание плодов.

Интересно, что динамика накопления сахаров при созревании в плодах различных видов растений неодинакова. Так, у помидоров содержание сахаров повышается за счет моносахаридов при почти неизменном содержании сахарозы. В дыне, наоборот, содержание сахарозы растет, тогда как содержание моносахаридов и крахмала остается почти неизменным. Плод становится мягким и ароматным. Твердость плодов также зависит от наличия в них пектиновых и дубильных веществ. При созревании перикарпия плодов изменяется активность многих ферментов, наблюдаются изменения состава пигментов. Так, в помидорах появляется ликопин, в абрикосах — каротин. В период созревания большинство плодов имеет характерный аромат, что обусловлено присутствием сложных эфиров, синтез которых проходит с использованием значительного количества кислорода. Накапливается витамин C, биосинтез которого также требует наличия кислорода.

Завершение процессов созревания сопровождается формированием отделительного слоя в плодоножке и опадением плодов. Формирование отделительного слоя индуцирует снижение содержания ауксинов и высокий уровень этилена.

После прохождения периода созревания плод вступает в фазу отмирания. Итак, покрытосеменные — наиболее высокоорганизованные высшие растения. От других растений они отличаются наличием цветка с приспособлением к перекрестному опылению, пестиком, защищающим семенные зачатки, двойным оплодотворением и образованием плода с семенами. У цветочных растений происходит дальнейшая редукция гаметофита. В результате двойного оплодотворения у них образуется эндосперм, который обеспечивает питание зародыша для его развития, повышает жизненность нового растения.

Виды плодов[править]

Настоящие плоды[править]

  • Сочные плоды
    • Костянка — односемянный плод с сочным околоплодником, образованный одним плодолистиком.
    • Сборная костянка — образуются из нескольких пестиков одного цветка.
    • Ягода — сочный многосемянный плод.
    • Соплодие — несколько сросшихся между собой плодов, каждый из которых образовался из отдельного цветка плотного соцветия (например, в шелковицы, инжира, ананаса).
  • Сухие плоды
    • Вскрывающиеся
      • Бобы — сухой одночленный плод, образующийся из одного плодолистика и при созревании растрескивающийся на 2 створки
      • Коробочка — сухой вскрывающийся плод, образованный двумя и более плодолистиками.
      • Листовка — сухой одночленный многосемянный плод, раскрывающийся по одной створке и образованный одним плодолистиком.
      • Стручок — сухой вскрывающийся плод, образованный двумя плодолистиками и раскрывающийся по двум створкам.
    • Невскрывающиеся
      • Орех — сухой невскрывающийся плод с кожистыми околоплодником, образованный несколькими плодолистиками.
      • Зерно — сухой невскрывающийся плод с пленчатым околоплодником, который срастается с кожурой семени.
      • Семянка — сухой односемянный невскрывающийся плод, образованный двумя плодолистиками.
      • Крылатка — семянка или орех с крыловидным придатком околоплодника. Форма крылатки позволяет ветру переносить семя на дальнее расстояние.

Ложные плоды[править]

Ложные плоды — плоды, в образовании которых участвуют кроме завязи и другие части цветка (цветоложе, околоцветник). Есть у яблони, груши, клубники.

Простые плоды[править]

  • пшеница
  • вишня

Сложные плоды[править]

  • малина
  • ежевика

Литература[править]