Учебный центр «Крисмас+»

Исследование стадий развития гинецея на примере цветка Arenaria (Песчанка).

Авторы: Шалаева Александра, Минина Александра, 10 класс

«Бестужевская» гимназия № 159, г. Санкт-Петербург

Руководитель: Котельникова Н. С.

С древности цветок волнует сердца садоводов, вдохновляет поэтов и художников, не дает покоя умам ученых, заставляя их вновь и вновь обращаться к исследованиям этой загадочной структуры. Сам Чарльз Дарвин назвал вопрос о происхождении цветковых растений тайной, которая до сих пор так и остается неразгаданной. В настоящее время, кроме прочего встает вопрос о применимости ряда терминов к названию частей самого цветка. Так много споров возникает около женской репродуктивной сферы, которая в школьном цикле именована пестиком. В своей работе «Плодолистик, пестик, гинецей, определение и применение этих терминов» З. Т. Артюшенко (1972) поднимает вопрос как раз о приемлемости использования и других понятий, таких как плодолистик и гинецей. Таким образом, актуальностью нашей работы является попытка разобраться в терминологии и строении такого уникального органа, как пестик.

Цель: исследование строение пестика у цветка песчанки тимьянолистной.

Задачи:

1. Изучить литературу по вопросам строения цветка.

2. Подобрать методики для исследования цветка.

3. Собрать материал для исследования.

4. Приготовить постоянные гистологические препараты.

5. Исследовать строение пестика на серии поперечных и продольных срезов.

Объектом исследования послужил модельный представитель из семейства гвоздичные (Caryophyllaceae) – Песчанка тимьянолистная (Arenaria serpyllifolia).

Метод работы – сравнительно-анатомический.

Анатомическое строение цветков было изучено на постоянных препаратах серий продольных и поперечных микротомных срезов. Материал был обработан по общепринятой цитоэмбриологической методике, окрашен и зафиксирован при помощи канадского бальзама. Полученные препараты были зарисованы и сфотографированы.

Песчанка – это 1-2 летнее травянистое растение, с невзрачными белыми цветками, собранными в ветвистые соцветия. В высоту песчанка может достигать 10-15 см, но иногда она может достигать и 30 см. Стебель её опушён, листья мелкие, похожи на листья тимьяна. Цветки обоеполые и собраны в соцветия по 30-50 цветков в каждом. Почти всегда её лепестки короче чашелистиков. Плодами этого растения являются многосемянные коробочки с 6 зубцами, которые потом их вскрывают.

Песчанка растёт в сухих, в т.ч. песчаных местах, ж/д насыпях и т.д. Это типичное растение для Центральной Европы.

Наши образцы были собраны в Лужском районе Ленинградской области Котельниковой Н. С.

Рис. 1. Место сбора материала для исследований.

Результаты исследования и заключение:

1. Анализ серийных поперечных и продольных срезов показал, что женский орган (гинецей) на двух изученных стадиях развития (цветок и плод) представлен сложным репродуктивным органом, состоящим из 5 плодолистиков, которые в разных областях завязи по-разному срастаются друг с другом. В основании завязи выделяется 5 стерильных гнезд, которые ограничены перегородками, возникшими от срастания соседних плодолистиков. В средней части завязи перегородки разрушены. Лишь в центре выделяется колонка, на которой формируются крупные, изогнутые семязачатки, на длинных ножках.

2. Можно предположить, что данное разрушение связано с формированием дополнительного места для размещения будущих семян.

3. Литературный анализ показал, что под термином плодолистик понимают - репродуктивную часть цветка, производящую семязачатки. Один или несколько плодолистиков составляет женскую часть цветка— гинецей. Замкнутый плодолистик или сросшиеся между собой несколько плодолистиков называют пестиком.

4. В строении гинецея можно выделить ряд зон, соответствующий типам строения плода: апокарпный – в области столбиков, лизикарпный – на большем протяжении гинецея, с выделенной центральной колонкой и синкарпный в основании завязи. Эти типы сменяют друг друга в вертикальной зональности. На наш взгляд, эти изменения связаны с различными адаптациями в завязи цветка для размещения семязачатков. Эта тема будет нами исследована в продолжении нашей работы.

Рис. 2. 1- продольный срез завязи, 2-6 – серия поперечных срезов завязи: 2 -стерильная синкарпная зона, 3-6- лизикарпная зона, перегородки разрушаются, в общей полости завязи располагаются 5 крупных семязачатков

Источники информации в литературе

1. Артюшенко З.И. Плодолистик, пестик, гинецей, определение и применение этих терминов// Бот. журн. 1972. Т.57. № 7. С. 794-799.

2. «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.

3. Губанов И. А., Киселёва К. В., Новиков В. С., Тихомиров В. Н. 514. Arenaria serpyllifolia L. s.l. — Песчанка тимьянолистная // Иллюстрированный определитель растений Средней России. В 3-х томах. — М.: Т-во науч. изд. КМК, Ин-т технолог. иссл, 2003. — Т. 2. Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные). — С. 123. — ISBN 9-87317-128-9

4. Шамров И. И. Современные проблемы ботаники. С-Пб., 2010.

См. также

Учебное оборудование, производимое и поставляемое ЗАО «Крисмас+» для исследования биоты

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VIII Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»