Главная
Цветочная симметрия — геометрическая характеристика цветков растений. Цветки могут обладать симметрией различных типов, а в некоторых случаях — не иметь оси симметрии, обычно потому, что их части расположены по спирали.
Актиноморфные цветы
В природе чаще всего встречаются растения с актиноморфными цветами (от «актино» и греч. μορφή — форма), то есть их можно разделить на 3 или более идентичных сектора, которые могут замещать друг друга при вращении вокруг центра цветка. Обычно каждый такой сектор содержит один листочек околоцветника или один лепесток и один чашелистик. Актиноморфные цветы, как правило, имеют не менее двух плоскостей симметрии, проведённых вертикально через центр цветка и делящих его на две равные половины, но есть и исключения, например, цветы олеандра не имеют плоскостей симметрии. Актиноморфные цветы ещё называют радиально-симметричными или правильными цветками. Другими примерами актиноморфных цветов являются лилия (Lilium, Liliaceae) и лютик (Ranunculus, Ranunculaceae).
Зигоморфные цветы
Зигоморфные («в форме ярма», «двусторонний» — от греч. Ζυγόν — ярмо и μορφή — форма) цветы могут быть разделены только одной плоскостью на две зеркальные половины, что очень похоже на ярмо или человеческое лицо. Примерами являются орхидеи и цветы большинства представителей порядка ясноткоцветные (например, норичниковые и геснериевые). Некоторые авторы предпочитают термин «моносимметрия» или «двусторонняя симметрия». Асимметрия позволяет осаждать пыльцу в определённых местах насекомых-опылителей, что может привести к появлению новых видов растений.
Асимметричные цветы
У некоторых видов растений цветы лишены какой-либо симметрии (то есть через их центр нельзя провести ни одной плоскости симметрии). Примеры: валериана лекарственная и Canna indica.
Различия
Актиноморфные цветки — это, как правило, покрытосеменные; у зигоморфных цветков венчики имеют особую форму, которая нередко является морфологическим признаком вида (а иногда даже и семейства).
Некоторые знакомые и кажущиеся актиноморфными цветы, такие как цветы маргариток и одуванчиков (астровые), и большинство видов Protea, на самом деле представляют собой группы крошечных (не обязательно актиноморфных) цветков, расположенных в соцветиях радиально-симметричной формы, известных как антодий.
Пелоризм
Пелорические цветки — аномальное образование актиноморфных цветов у видов, которые обычно производят зигоморфные цветы. Эти цветы являются мутантами спонтанной симметрии цветков. Такая мутация может быть связана с развитием или иметь генетическую основу: ген CYCLOIDEA контролирует симметрию цветков. Так, растения пелорического львиного зева были получены путем отключения этого гена. Многие современные сорта синнингии красивой («глоксинии») были выведены с получением пелорических цветов, поскольку они крупнее и ярче, чем обычно зигоморфные цветки этого вида.
Чарлз Дарвин исследовал пелоризм львиного зева, изучая наследование характеристик цветков для своей работы «Изменение животных и растений в домашнем состоянии» (1868). Более поздние исследования с использованием наперстянки пурпурной показали, что результаты Дарвина в значительной степени соответствовали теории Менделя.
Группы симметрии
Если рассматривать только единичные цветки, можно выделить сравнительно небольшое количество 2D-групп симметрии. Однодольные растения можно идентифицировать по их трёхчленным лепесткам, таким образом, однодольные часто имеют вращательную симметрию 3-го порядка. Если цветок также имеет 3 линии зеркальной симметрии, группа, к которой он принадлежит, является диэдральной группой D3. Если же он не имеет 3 линии зеркальной симметрии, то принадлежит циклической группе C3. Эвдикоты с четырёхчленными или пятичленными лепестками могут иметь вращательную симметрию порядка 4 или 5. Опять же, наличие у них зеркальных плоскостей определяет, принадлежат ли они к диэдральным (D4 и D5) или циклическим группам (C4 или C5). Чашелистики некоторых однодольных цветов развиваются так, что повторяют форму лепестков, и, таким образом, на поверхности некоторые однодольные могут иметь вращательную симметрию 6-го порядка и принадлежать либо к группе симметрии D6, либо к C6. Однако симметрия цветов редко бывает идеальной.