Карпология

Наука
Карпология
Тема	Ботаника, палеонтология
Предмет изучения	плоды, семена
Период зарождения	XVIII век
Основные направления	Ботаника, анатомия растений
Вспомогат. дисциплины	морфология растений
Значительные учёные	Йозеф Гертнер, Гоби Христофор Яковлевич

Карполо́гия (от греч. καρπός — «плод» и λόγος — «слово», «учение») — раздел морфологии растений, предметом изучения которого являются форма, строение, классификация плодов и семян. Главные задачи карпологии — изучение морфогенеза и онтогенеза плодов, различных факторов их распространения, а также разработка классификации и создание определителей плодов и семян.

Ближайшая задача карпологии — создание удобной и детализированной научно-прикладной системы плодов и определителей плодов и семян сорных растений для агрономов, семеноводов, работников карантинных лабораторий и контрольно-семенных инспекций .

История

Основы карпологии заложены Йозефом Гертнером (1732—1791). Он разработал учение о морфологии и анатомии плодов у растений. В своём трёхтомном труде «De Fructibus et Seminibus Plantarum» Гертнер дал подробное описание плодов и семян более тысячи растений. Он разработал морфологическую классификацию плодов, которая в дальнейшем была развита многими ботаниками, в том числе российскими (Х. Я. Гоби и др.).

Плод

Морфологическая классификация учитывает консистенцию околоплодника (плоды сухие и сочные), количество семян в плоде (одно- и многосемянные плоды) и некоторые экологически обусловленные признаки (например, особенности вскрывания плодов).

Плод — это орган цветковых растений, содержащий в себе семена. Основные части плода — это наружная оболочка, называемая околоплодником и расположенные внутри неё семена. В образовании плода главную роль играет гинецей, прежде всего завязь пестика. В образовании плода могут принимать участие и другие части цветка: цветоложе, чашечка, гипантий, нижняя часть цветочной трубки. При нижней завязи это происходит обязательно.

Околоплодник или перикарпий (от греч. «пери» — около, «карпос» — плод) — это разросшиеся и видоизменив­шиеся стенки завязи, сочетание перикарпия и внеплодолистиковой ткани. Часто в образовании перикарпия участвуют и другие части цветка, основания тычи­нок, лепестков, чашелистиков и цветоложе.

В перикарпии выделяют наружный слой (экзокарпий), средний слой (мезокарпий) и внутренний слой (эндокарпий). Важнейшие функции плода — защита и распростра­нение семян..

Классификация плодов

Морфогенетическая классификация основана на типе гинецея:

1. Апокарпии образуются из цветков с апокарпным гинецеем. Из каждого свободного пестика одного цветка формируется отдельный плодик.
2. Монокарпии возникают из цветков, имеющих монокарпный гинецей. Они генетически родственны апокарпиям и образовались в результате редукции плодолистиков до одного.
3. Ценокарпии (синкарпий, лизикарпийи паракарпий) формируются из цветков с ценокарпным гинецеем.
4. Псевдомонокарпии внешне похожи на монокарпии, но образуются из гинецея, в котором первоначально закладывается два или более плодолистиков, но потом чаще развивается только один. В результате возникает одногнездная завязь с одним семязачатком.

В зависимости от других признаков плоды делят на следующие группы:

• Простой плод развивается из завязи только одного пестика (монокарпный, ценокарпныйи псевдомонокарпный гинецей). Это самая многочисленная группа плодов.
• Сборный плод формируется из завязей нескольких свободных пестиков одного цветка (апокарпный гинецей).

Простой плод образуется из цветка с одним пестиком (монокарпный или ценокарпный гинецей). Это самая многочисленная группа плодов.

Сборный плод формируется в цветке с несколькими (многими) пестиками (апокарпный гинецей). Он состоит из отдельных плодиков, каждый из которых образовался из одного пестика.

В основу классификации простых и сборных плодов положены следующие признаки:

•  консистенция перикарпия (сухие и сочные плоды);
•  число семян (многосемянные и односемянные плоды);
•  не вскрывающиеся и вскрывающиеся плоды — освобождение семян до их прорастания из сухих многосемянных плодов;
•  способ вскрывания;
•  число плодолистиков, образующих плод/

Плоды с мясистым и сочным околоплодником (мезокарпием) называют сочными, в их перикарпии много воды, поэтому такой плод выглядит сочным, мягким и мясистым. Сочные плоды делятся на ягодовидные и костянковидные. Плоды с сухим околоплодником содержит мало воды и выглядит как сухая оболочка вокруг семени или семян. Сухие плоды также делят на две группы (коробочковидные и ореховидные). Плоды, которые не содержат семян, называют бессемянными.

Ягодовидные плоды

Ягодовидными являются сочные плоды, в которых чаще всего несколько или много семян. Ягодовидные плоды в свою очередь классифицируют на такие подтипы как ягода, яблоко, тыквина, померанец, гранат.

Ягоду отличает тонкая кожица, покрывающая сочную мякоть. Представителями ягод являются плоды смородины, томатов, винограда.

Яблоко образуется не только из завязи, но и из нижней части тычинок, цветоложа, чашелистиков, лепестков. Семена в плоде типа яблоко находятся в пленчатых относительно жестких оболочках. Представителями, имеющими данный плод, являются яблоки, груши, айва.

Костянковидные плоды

Главным признаком костянковидных плодов является наличие в них твёрдой косточки. Чаще всего она одна (вишня, абрикос). Однако бывает несколько или множество (малина). Костянковидные делят на костянки и многокостянки. У костянки внутренний слой околоплодника одревесневает и формирует обычно одну косточку, окружающую семя. У многокостянки на белом цветоложе формируется множество мелких костянок, их косточки очень мелкие.

Ореховидные плоды

Ореховидные имеют сухой нераскрывающийся достаточно прочный околоплодник, в котором заключено одно семя. К ореховидным относят такие типы плодов как орех (лещина, фундук), зерновка (пшеница, кукуруза), желудь (дуб), семянка (подсолнечник) и т. д. Между собой они в основном отличаются прочностью околоплодника.

Коробочковидные плоды

Коробочковидные плоды имеют сухой околоплодник, в котором заключено множество семян. Чаще всего их околоплодник раскрывающийся. Типы коробочковидных плодов: боб (горох, фасоль, бобы), стручок (капуста, редис), коробочка (лен, мак, тюльпан) и некоторые другие.

Боб, в отличие от стручка, не имеет внутренней перегородки. У стручка семена крепятся к перегородке, а у боба непосредственно к створкам. У коробочки семена высыпают через специальные отверстия.

Соплодия

Соплодия в узком смысле: соплодия — это совокупность тесно сближенных и часто сросшихся плодов. В широком смысле соплодия — это совокупность зрелых плодов одного соцветия. С этой точки зрения соплодием называют гроздь ягод винограда, щиток плодов рябины и т.д

Распространение семян и плодов

Карпоэкология — раздел карпологии — изучает закономерности распространения плодов и семян. В зависимости от способов распространения семян выделяют авторхорию (распространение с помощью приспособлений самого растения, без участия ветра, животных и других внешних агентов) и аллохорию (распространение внешними агентами), распространения ветром, водой, животными и человеком.

Практическое значение плодов и семян

Плоды и семена широко используются человеком как продукты питания, в технике, медицине и животноводстве.

Пищевое использование плодов и семян связано с тем, что в них в большом количестве накапливаются различные запасные вещества — углеводы, белки, жиры, а также витамины. Кроме того, во многих плодах концентрируются вторичные метаболиты — алкалоиды, терпеноиды, фенольные соединения. Это делает их особенно важными для медицины.

Литература

• Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — 268, [4] с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1.
• Карпология // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Ссылки

• Алексей Бобров. Плоды тропических растений (неопр.). ИД «ПостНаука» (14 марта 2016). — лекция. Дата обращения: 21 ноября 2016.