Сросшиеся соцветия: что такое синантия и как аномалия помогла астровым покорить мир

Эту удивительная астра напоминает сиамских близнецов в мире флоры. Подобная аномалия развития известна как «синантия» (от греческих слов σῠ́ν- — «вместе, с» и ἄνθος — «цветок»), являющаяся разновидностью фасциации. Сросшиеся соцветия развиваются на общей цветоножке. Другие астры, растущие по соседству, имели совершенно обычный вид, сообщает сайт Элементы.

Обычные астры. Фото Юлии Михневич, Москва, июнь 2025 года

То, что привычно называть цветком у растений из семейства астровых, или сложноцветных, на самом деле представляет собой соцветие-корзинку. Из-за внешнего сходства с одиночным цветком его также именуют «псевдоцветком», или антодием. Это соцветие состоит из цветков, различных по своей морфологии и функции. В центральной части соцветия астры находятся мелкие трубчатые цветки желтого цвета, производящие пыльцу, а по краям — сиреневые ложноязычковые, чья задача — привлекать опылителей. Молекулярные исследования демонстрируют, что корзинки похожи на одиночные цветки не только визуально, но и на молекулярном уровне (их развитие контролируется гомологичными генами, характер экспрессии которых сходен с таковым у растений с одиночными цветками).

Астровые — крупнейшее семейство цветковых растений, включающее около 25 тысяч видов, распространенных на всех континентах, кроме Антарктиды. Считается, что появление антодия стало ключевым эволюционным приобретением, позволившим астровым достичь значительного успеха. Представители семейства в основном опыляются насекомыми, и ряд исследований показал, что корзинка с разными типами цветков особенно привлекательна для опылителей. Крупные краевые цветки, расположенные по периметру, словно указывают насекомым путь к нектару и пыльце в центре соцветия. Чем больше опылителей — тем больше семян.

Многочисленные мелкие цветки в корзинке расположены упорядоченно, их ряды образуют разнонаправленные спирали. Количество этих спиралей, как выяснили исследователи, соответствует числам ряда Фибоначчи, где каждое последующее число является суммой двух предыдущих (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144). К примеру, у герберы можно наблюдать 34 спирали, закрученные в одну сторону, и 55 — в противоположную. У подсолнечника, в зависимости от размера корзинки, это соотношение может составлять 34/55, 55/89 или даже 89/144.

a, b — соцветие герберы с тремя типами цветков (R — язычковые, D — трубчатые, T — промежуточного типа); c — ранняя стадия развития соцветия, фото со сканирующего электронного микроскопа, показаны разнонаправленные спирали, по которым растут зачатки цветков; IM — меристема соцветия. Фото из статьи P. Elomaa, Y. Zhao, T. Zhang, 2018. Flower heads in Asteraceae—recruitment of conserved developmental regulators to control the flower-like inflorescence architecture

Любопытно, что у фасциированных корзинок отдельные цветки также растут по спиралям, число которых обычно соответствует ряду Фибоначчи. Однако, как отмечается, это характерно лишь для соцветий без сильной деформации, поэтому астра с главного фото является исключением. При этом даже у некоторых нормально развитых корзинок число спиралей может не соответствовать ряду Фибоначчи. Например, при изучении 657 соцветий подсолнечника обнаружилось, что каждое пятое из них имело число спиралей, отличное от чисел Фибоначчи.

Соцветие подсолнечника с начавшими созревать семенами. Уникальное расположение семян по разнонаправленным спиралям обеспечивает максимально эффективное использование пространства на любой стадии роста корзинки. Таким образом, соцветие вмещает наибольшее возможное количество семян при минимальной занимаемой площади. Фото Юлии Михневич, Москва, август 2025 года

Синантия наиболее часто встречается у растений с многоцветковыми и плотными соцветиями. Причины ее возникновения разнообразны, но все они связаны с нарушением деления клеток во флоральной меристеме (ФМ) — зоне активного деления клеток, из которых формируются цветочные структуры.

Сросшиеся цветки клевера. Фасциация распространена не только среди астровых, но также среди представителей семейств бобовых, розоцветных, молочайных, кактусовых, лютиковых и других. Фото Юлии Михневич, Москва, август 2025 года

На начальном этапе развития нормальная флоральная меристема быстро увеличивается в объеме, а в конце — сокращается и полностью поглощается формирующимися зачатками цветков. В случае фасциации и без того обширная меристема становится еще больше. Увеличенная (фасциированная) ФМ может формировать или сохранять несколько центров роста, которые впоследствии разделяются в процессе дефасциации. Массив меристематических клеток делится на части, из которых и развиваются половинки «сиамских близнецов».

Пути преобразования флоральной меристемы. Нормальная меристема (А) способна увеличиваться, давая начало фасциированной меристеме (Б), которая в результате дефасциации может частично разделяться (Г). Состояние Г может быть также результатом неполного слияния нескольких нормальных зачатков (В). Рисунок из статьи А. А. Синюшин, 2010. Фасциация цветка. I. Происхождение увеличенной меристемы

Из фасциированного соцветия, например у клубники, томатов и киви, формируется плод с увеличенным числом плодолистиков (структурных элементов пестика). Наследственные формы фасциации были использованы для создания высокопродуктивных сортов этих сельскохозяйственных культур.

Томаты сорта Beefsteak, плоды фасциации. Фото с сайта flickr.com

Юлия Михневич, Элементы.