Репродуктивная морфология растений — это изучение физической формы и строения ( морфологии ) тех частей растений, которые прямо или косвенно связаны с половым размножением .
Среди всех живых организмов цветки , являющиеся репродуктивными структурами покрытосеменных растений , наиболее разнообразны физически и, соответственно, отличаются большим разнообразием способов размножения. [1] Растения, не являющиеся цветковыми ( зеленые водоросли , мхи , печеночники , роголистники , папоротники и голосеменные растения , такие как хвойные ).) также имеют сложные взаимодействия между морфологической адаптацией и факторами окружающей среды при половом размножении. Система размножения, или то, как сперма одного растения оплодотворяет яйцеклетку другого, зависит от репродуктивной морфологии и является единственным наиболее важным фактором, определяющим генетическую структуру неклональных популяций растений. Христиан Конрад Шпренгель (1793 г.) изучал размножение цветковых растений и впервые понял, что в процессе опыления участвуют как биотические , так и абиотические взаимодействия. Теории естественного отбора Чарльза Дарвина использовали эту работу для построения своей теории эволюции., который включает анализ совместной эволюции цветов и их насекомых - опылителей .
У растений сложный жизненный цикл, включающий смену поколений . Одно поколение, спорофит , бесполым путем через споры дает начало следующему поколению, гаметофиту . Споры могут быть идентичными изоспорами или иметь разный размер ( микроспоры и мегаспоры ), но строго говоря, споры и спорофиты не являются ни мужскими, ни женскими, потому что они не производят гамет . Альтернативное поколение, гаметофит, производит гаметы, яйцеклетки и/или сперму . Гаметофит может быть одноцветным.(двуполые), производящие как яйцеклетки, так и сперму, или двудомные (однополые), либо женские (производящие яйцеклетки), либо мужские (производящие сперму).
У мохообразных ( печеночников , мхов и роголистников ) преобладающим поколением является половой гаметофит. У папоротников и семенных растений (включая саговниковые , хвойные , цветковые растенияи др.) спорофит является доминирующим поколением. Очевидным видимым растением, будь то маленькая трава или большое дерево, является спорофит, а гаметофит очень мал. У мохообразных и папоротников гаметофиты — самостоятельные свободноживущие растения. У семенных растений каждый женский мегагаметофит и дающая ему начало мегаспора скрыты внутри спорофита и полностью зависят от него в плане питания. Каждый мужской гаметофит обычно состоит из двух-четырех клеток, заключенных в защитную оболочку пыльцевого зерна.
Спорофит цветкового растения часто описывается с использованием половых терминов (например, «женский» или «мужской») в зависимости от сексуальности гаметофита, который он дает . Например, спорофит, который производит споры, дающие начало только мужским гаметофитам, может быть описан как «мужской», даже если сам спорофит бесполый и производит только споры. Точно так же цветки, образуемые спорофитом, могут быть описаны как «однополые» или «двуполые», что означает, что они дают начало либо одному полу гаметофита, либо обоим полам гаметофита. [2]
Цветок представляет собой характерную структуру, связанную с половым размножением цветковых растений (покрытосеменных). Цветы сильно различаются по своему строению (морфологии). «Полный» цветок, такой как Ranunculus glaberrimus , показанный на рисунке, имеет чашечку из внешних чашелистиков и венчик из внутренних лепестков . Чашелистики и лепестки вместе образуют околоцветник . Далее внутрь идут многочисленные тычинки , производящие пыльцевые зерна, каждая из которых содержит микроскопический мужской гаметофит. Тычинки можно назвать «мужскими» частями цветка, и все вместе они образуют андроцей. Наконец, в середине естьплодолистики , которые при созревании содержат одну или несколько семяпочек , а внутри каждой семяпочки находится крошечный женский гаметофит. [3] Плодолистики можно назвать «женскими» частями цветка, и все вместе они образуют гинецей.