Что относят к цветковым растениям
Покрытосеменные
Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.
У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.
В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.
Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.
Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых 🙂
Классы покрытосеменных
Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.
В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.
Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.
За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).
Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.
Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.
Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.
Эндосперм семени
Жизненный цикл
Значение покрытосеменных
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Отдел Цветковые: общая характеристика
Признаки цветковых растений
Цветковые присутствуют во всех природных зонах и на всех материках Земли, даже в Антарктиде. Обычно их считают вершиной эволюции растений, наиболее развитой группой, но к этому утверждению нужно относиться критически. Конечно, они имеют большое количество прогрессивных, способствующих многообразию их видов признаков, в том числе тех, что отличают их от других отделов растений.
Жизненные формы цветковых
Но делают ли эти особенности цветковые растения наиболее продвинутыми по сравнению с другими группами флоры? Не нужно забывать, что простая основа размножения спорами папоротников позволяет им успешно размножаться, распространяться в разных местах обитания, приводит к разнообразию их размеров и жизненных форм. Также чрезвычайно успешны и хвойные деревья, одна из их групп — семейство Сосновые (Pinaceae), вообще относительный новичок, возникший уже после появления покрытосеменных, сделала большой скачок в эволюции. Сосны очень разнообразны и способны к быстрому изменению, они производят не только много новых видов, но и родов.
Мы не должны думать об эволюции как о линейной прогрессии — только вперёд и вверх, как будто с появлением новой группы предыдущие остаются позади. Нужно обращать внимание на отдельные растения и популяции.
Развитие покрытосеменных
Другие отличительные признаки цветковых следующие:
Жизненный цикл и двойное оплодотворение цветковых растений
Цветковые разноспоровые, в их жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит, а их гаметофит, как говорилось выше, сильно редуцирован. Их цикл развития можно разделить на 4 этапа:
Микроспорогенез и формирование мужского гаметофита происходит в пыльцевых гнёздах пыльника. Микроспорангии — это гнёзда пыльников. В них из каждой диплоидной археспориальной клетки (2n) в результате мейоза образуется четыре гаплоидные микроспоры (n). Микроспора имеет оболочку и ядро. При делении метозом из микроспоры образуется две клетки: вегетативная (2n) крупная и генеративная (n) мелкая. Пыльцевое зерно из двух клеток — это мужской гаметофит, он покрыт двумя оболочками — экзиной и интиной. При прорастании вегетативной клетки пыльцевого зерна в пыльцевую трубку в ходе оплодотворения из генеративной клетки образуется два спермия — мужские гаметы (n).
Мегаспорогенез происходит в семяпочках, а также в центральной части пестика — в нуцеллусе. Нуцеллус (2n) содержит материнскую архегониальную клетку (2n). После мейоза из неё образуется четыре гаплоидные (n) мегаспоры. Три из них отмирают, одна остаётся. Ядро мегаспоры три раза делится митозом, и формируется восьмиклеточный зародышевый мешок — женский гаметофит. Строение зародышевого мешка: в центре центральная клетка (2n); у пыльцевхода — яйцеклетка и две синергиды; на противоположном полюсе — три антиподы. Архегонии полностью редуцировались.
Семена образуются из семяпочек: сколько семяпочек было оплодотворено, столько образуется семян. Стенка плода формируется из стенок завязи.
Появление цветковых и их эволюция
Проблема происхождения цветковых остаётся нерешённой, но большинство учёных уверены, что они появились от одного предка. Предполагают, что возраст покрытосеменных составляет не менее 300 млн. лет, т.е. они возникли значительно раньше мела. Но столь раннее их появление не подтверждено ископаемыми остатками. Есть все основания думать, что заметная диверсификация магнолиевых, представляющих собой явно более древнюю линию эволюции, впервые произошла в начале мела.
Окаменелые остатки цветка, который рос более 174 миллионов лет назад, являются древнейшими из известных науке
Ранние эмбриофиты (риниофиты) после того, как они стали отличаться от харовых водорослей, разделились на две группы:
Обе группы были чрезвычайно успешными, претерпели большое количество изменений и сильно расширили свой «ассортимент». Появившиеся из них папоротники продолжали разнообразиться, причём большая часть их изменений происходила в размере, форме листьев, типе спорангиев и спорофилла. Они не приобрели формы дерева, не обзавелись цветами и плодами, но оттого не стали более примитивными, чем другие растения.
Самые ранние признаки отчётливо опознаваемых цветковых растений (пыльцевые зёрна) датируются более 130 млн. лет назад. В окаменелостях того времени не было найдено листьев и цветов, поэтому учёные считают, что цветковые тогда жили в сухих или холмистых районах, малопригодных для образования окаменелостей. Больше всего окаменелостей находят в больших спокойных озёрах с мелкозернистыми отложениями. Но они редко встречаются в предгорьях или в сухих районах.
Окаменелость — отпечаток листа цветкового растения. Адрес изображения: http://s3.fotokto.ru/photo/full/591/5917932.jpg
Вероятно, первые покрытосеменные были небольшими деревьями или кустарниками, потому что растения этого типа хорошо выживают в более сухих регионах и потому что наиболее вероятные их предки — семенные папоротники или голосеменные — имели древесные жизненные формы.
Эволюционное превращение голосеменного растения в цветущее было непростым процессом (будем придерживаться этой версии). А путь этого изменения пока неизвестен. Так как многие голосеменные имеют уплощённые листовидные спорофиллы, расположенные спирально вокруг оси, а микроспорофиллы никогда не взаимодействуют с мегаспорофиллами (за исключением цикадовых), то обоеполые цветки могли быть наиболее поздними, чем раздельнополые — тычиночные и пестичные.
Согласно стробилярной теории однополые цветки, наоборот, — это вторичное изменение, произошедшее в результате потери частей двуполого цветка. А сами цветковые ведут начало от беннетитов (определённой линии древних голосеменных), имевших обоеполые шишки.
Самые ранние цветки были большого размера, с удлинённым цветоложем, на котором располагались микро- и мегаспорофиллы, прикрытые бесплодными листьями. В группе базальных (имеющих признаки древних цветковых, отделившияся от предка раньше других групп) покрытосеменных, в которую входят такие растения, как Кувшинковые, Магнолиевые (парафилитическая группа, из которой появились все другие цветковые) и Австробэйливые, имеются тычинки без отчётливой нити, околоцветники без прицветников, пыльниковые гнёзда, расположенные спирально, и крупные массы материнских клеток микроспор.
Эволюционные изменения, связанные с преобразованием голосеменных растений в покрытосеменные, возникли не сразу и не у всех видов. Первым приобретением, вероятно, было двойное оплодотворение, так как оно присутствует у всех цветковых. Оно также встречается у некоторых гнетовых, поэтому учёные думают, что цветковые и гнетовые принадлежат к одной и той же кладе или возникли независимо друг от друга в результате конвергентной эволюции.
Только один или два базальных вида покрытосеменных лишены сосудов (Amborella, Drimys). Причём второе растение потеряло сосуды в процессе развития, а первое изначально имело древесину без сосудов. Значит, этот признак, способный ввести нас в заблуждение и дать повод подумать, что растение примитивно, не может быть оценён как деградация.
Многие покрытосеменные стали травами в результате потери сосудистого камбия, что произошло неоднократно в разных линиях цветковых. Способность ежегодно прорастать, расти и размножаться, а затем умирать из семенных растений присуща только цветковым. Однолетний режим развития требует быстрого образования генеративных органов, тогда как у голосеменных процесс образования зрелого зародыша длится годами. Это позволяет покрытосеменным быстро занимать большие площади и ежегодно возрождаться вновь.
Ещё более специализированные признаки — суккулентность, паразитизм, эпифитизм, образование луковиц, клубнелуковиц, клубней, усиков и ловушек для насекомых — возникли намного позже, когда покрытосеменные разошлись на несколько клад. Каждое из этих нововведений присутствует только у некоторых семейств и видов.
Не нужно думать, что эволюция цветковых растений уже завершена. Некоторые группы действительно мало меняются, но другие, особенно травы, такие как бромелии и орхидеи, всё ещё изменяются настолько быстро, что за ними трудно уследить.
Классификация цветковых растений
Цветковые — это настолько большая группа с огромным количеством семейств, родов и видов, что отдельному систематику невозможно изучить и классифицировать все их одновременно. В 1980-е и 1990-е годы в США наиболее широко использовалась монография всего отдела и комплексная система классификации цветковых растений, разработанная доктором Артуром Кронквистом из Нью-Йоркского Ботанического сада. С тех пор исследования ДНК, биохимии и анатомии цветковых подтвердила некоторые его предположения, а другие опровергла.
В настоящее время существует два широко используемых справочных издания — это Систематика растений, с филогенетическим подходом (3-е издание) W. S. Judd et Аль., и систематика растений Майкла Симпсона. Их подход является основой для применяемого нами деления покрытосеменных. Также из специализированных изданий важное значение имеет филогенетический подход к систематике покрытосеменных растений (APG), которое является результатом совместной работы многих учёных, их классификацию можно найти на веб-сайте Ботанического сада Миссури, www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/.
Классы цветковых растений
Вскоре после происхождения цветковые разделились на две линии и в настоящее время почти все относятся к однодольным или двудольным. Но ни один отдельный признак не является присущим только одной из этих групп, всегда встречаются исключения.
В общем, у однодольных, как следует из их названия, в семени присутствует одна семядоля. Другие признаки однодольных:
Двудольные более разнообразны и включают большее число семейств, родов и видов. Они содержат две семядоли в семени, а также:
Оказалось, что расхождение между однодольными и двудольными произошло не сразу. На ранней стадии покрытосеменные разделялись на большее число групп, которые теперь называют базальными покрытосеменными. Это не новооткрытые виды, а те, что ранее относили либо к однодольным, либо к двудольным, но поздние исследования их ДНК показали, что они репродуктивно отделились от них очень рано. Розеткосодержащие покрытосеменные амбореллы и австробэйлии очень похожи на двудольные, но имеют и общие с однодольными признаки. Поэтому можно создать отдельную группу, в которую входят некоторые потомки общих предков, но исключают другие. То есть все базальные виды теперь не относятся ни к однодольным, ни к двудольным.
Цветок австробэйлии
Аналогично и кувшинки имеют многие сходные с однодольными признаки, но классифицировать их как однодольные означало бы создать монофилетическую группу.
Цветковые растения и люди
Цветковые искусны в своём разнообразии. Внутри богатства их видов люди нашли для себя огромное количество продуктов питания, лекарств, ароматизаторов и декоративных растений. Теперь мы стали осознавать ужасающее экологическое разрушение, происходящее на Земле по нашей вине. Обширные участки растительности вырублены, сожжены, затоплены искусственными озёрами и плотинами гидроэлектростанций. Мы поняли, что стали причиной ежегодного вымирания сотен видов и потери их генетической информации.
Коллекция семян Н. И. Вавилова
На философском уровне мы можем спорить, имеет ли право вид Homo sapiens на существование вообще, раз из-за него гибнет так много других видов. На прагматичной основе мы оцениваем, а не уничтожим ли мы все свои источники питания и лекарств. Рассмотрим только 2 примера:
Как ботаники могут сохранить генетические ресурсы растений, животных и бактерий, существующих одновременно с нами? Необходимы различные виды мер, важнейшими из которых являются сохранение среды обитания и создание генных банков. Генные банки были основаны много лет назад как простой способ сохранения семян растений, который был начат ещё Н. И. Вавиловым — советским ботаником. Семена в них содержатся в сухих прохладных складских помещениях. Их хранят несколько лет, затем проращивают и собирают новые семена. Теперь семена стало можно хранить при очень низких температурах в жидком азоте (криоконсервация) в виде тканевых или клеточных культур.
В Свальдбарском глобальном хранилище семян.
Автор: Panoramio, CC BY 3.0
В обозримом будущем может оказаться, что некоторые растения или некоторые из их генов будут храниться просто как молекулы ДНК в растворе или в векторах клонирования. В мире существует более 100 генных банков, сохраняющих не менее 3 миллионов видов растений. Самым известным является Всемирное семенохранилище на Шпицбергене, созданное по инициативе ООН в 2006 году. Оно насчитывает более 232 000 видов семян. В настоящее время его размеры увеличивают, чтобы хранить там более 1 млн. семян. Банк королевских ботанических садов Кью в Англии хранит семена 25% видов растений Земли.
Назначение банков зародышевой плазмы не только в сохранение генетической информации растений, но и в доступности их для исследований. Ботаники могут использовать их в работах по селекции растений. Есть также перспективные планы по использованию семян для восстановления повреждённых экосистем.
Вам будет интересно
Термин «Океания» был придуман датско-французским географом и историком Конрадом Мальте-Бруном ещё в 1812 году. Он…
Мохообразные в какой-то степени известны большинству людей. Все знают о существовании мхов, многие слышали и…
Гидросфера (от др.-греч. гидро «вода» и сфера «шар») – это одна из условных оболочек Земли…
Водоросли — это сборная группа бессосудистых, преимущественно фотосинтезирующих эукариотических и прокариотических организмов из разных таксономических…
Цветковые растения (покрытосеменные)
Покрытосеменные или цветковые растения — это наиболее многочисленная и современная группа растительного мира. Они берут начало от вымерших водорослей, которая положила развитие и семенных папоротников. В результате, голосеменные и покрытосеменные растения образовались параллельно и имеют общее начало, однако продолжили эволюционировать по отдельности. Остатки первых цветковых растений были найдены еще в раннемеловых отложениях. С началом широкого распространения покрытосеменных растений, они приобрели большое число преимуществ, которые отличали их от других растений.
Класс однодольные
В основе деления отдела цветковых (покрытосеменных) растений лежит признак, который заключается в количестве семядолей. Растения класса однодольные имеют всего одну семядолю. Основные признаки однодольных растений:
Практически четверть всех цветковых растений являются однодольными. Самыми распространенными и значимыми являются: орхидные, злаковые, осоковые, пальмовые, ароидные, бромелиевые, спаржевые, луковые и лилейные. Некоторые однодольные растения человек употребляет в пищу (например, чеснок, спаржа и пшеница). Многие растения получили широкое распространение в народной и традиционной медицине, для изготовления волокон ткани, для производства бумаги, краски и мебели. Рассмотрим подробнее семейство злаки и лилейные.
Видеоурок про однодольные растения
Семейство Злаки
В семейство злаковые относят различные зерновые культуры, которые употребляются в пищу. Это семейство встречается на всех континентах, в том числе и в Антарктиде. В природе они приобрели крайне разнообразные жизненные формы. Они могут быть как однолетними, так и многолетними растениями, которые представлены травами, кустарниками и деревьями. Всего их насчитывают порядка 11 тысяч разновидностей.
Стебли злаковых растений простые или ветвистые. Могут быть цилиндрической или сплюснутой формы. У многих растениях полые междоузлия, а наличие ткани есть только в узлах. Такой стебель называется соломиной. Листья могут быть линейными или ланцетными. В месте перехода влагалища в пластинку находится специальный вырост, который называется язычок. Форма этого выроста является основной особенностью злаков. Цветки окрашены в желтовато-зеленый цвет. Отличаются мелкими размерами и собираются в соцветия – колоски, которые образуют колос, кисть, метелку. Возле основания у каждого колоса находится две колосковые чешуи, которые закрывают сам колосок. В одном колоске располагает от 2 до 5 цветков. Околоцветник представлен двумя цветочными чешуями и пленками. В двуполом цветке содержатся три тычинки и пестик. Плод – зерновка (орешек или ягода).
Примеры злаковых
Пшеница
Рожь
Ячмень
Овес
Мятлик
Семейство Лилейные
Семейство лилейные зародилось на территории Китая и Азии. На данный момент известно о 610 разновидностей этих растений. Прижились они в местах с умеренным и тропическим климатом. Основная часть семейства представлена травянистыми многолетними растениями, чуть реже – кустарниками и деревьями. Отличительная черта этого семейства заключается в видоизмененном подземном побеге и простом околоцветнике. Самыми распространенными декоративными представителями этого семейства являются тюльпаны и лилии.
Для многолетних трав семейства лилейных характерно наличие корневища и луковицы. Цветки двуполые или однополые. Околоцветник венчиковидный, но встречаются представители с чашечковидным. В цветке располагаются тычинки, количество которых соответствует количеству листиков околоцветника. Пестик всего один. Плодом является коробочка из трех гнезд, иногда – ягода. Стебли растения сочные и прямые. Лепестки хорошо выраженные и яркие.
Примеры лилейных
Ллойдия
Номохарис
Нотолирион
Трициртис
Тюльпан
Гиацинт
Класс двудольные
Основные признаки двудольных растений заключаются в следующих характерных особенностях:
Двудольные растения заняли очень важное место в хозяйственной деятельности человека. К ним относятся различные пищевые и кормовые растения. Самыми распространенными из них является картофель, гречиха, соя, свекла. Плодовые и ягодные культуры представлены такими представителями, как виноград, клубника и яблоня. Многие важнейшие сорта лекарственных растений являются двудольными. Рассмотрим основные семейства двудольных растений: розоцветные, бобовые, пасленовые, крестоцветные, сложноцветные.
Видеоурок про двудольные растения
Семейство Розоцветные
В данное семейство входят растения различных жизненных форм. Они примечательны и тем, что распространились практически на всех континентах. Наибольшее количество этих растений находится в странах с субтропическим и умеренным климатом. Многие розоцветных являются культурными растениями.
Цветки, соцветия, плоды и листья очень разнообразны по своему строению в зависимости от вида. Отличительная черта их заключается в нестандартном строении гинецея и цветоложа. Цветоложе может разрастаться. Многие растения розоцветных имеют цветки, у которых части, окружающие пестик, срастаются основаниями, образуя чашу – гипантий. Цветки розоцветных с двойным пятичленным околоцветником и большим количеством тычинок, которые располагаются по кругу в количестве кратном 5. Как правило, пестик один, но бывают растения с несколькими пестиками. Листья очередные с прилистниками. В семенах растений отсутствует эндосперм. У древесных растений на стебле образуются шипы. Завязь верхняя, средняя и нижняя. Плодами могут быть костянки, орешки. Чаще всего ложные или сборные. Розоцветные растения опыляются насекомыми.
Пример розоцветных растений
Роза
Земляника
Лапчатка
Дриада
Кровохлебка
Малина
Гравилат
Семейство Бобовые
Семейство бобовые насчитывает около 20 тысяч различных видов. В него входят различные травы, кустарники и деревья. Многие представители этого семейства стали ценными продуктами питания человека. Основное отличие этого семейства заключается в особенном строении цветка и плода.
Цветок большинства бобовых представлен 5 чашелистиками и 5 лепестками. Внутри находится один пестик и порядка 10 тычинок. Само строение цветка отличается двусторонней симметрией. Самый крупный лепесток называют парус, два боковых – весла, два нижних срастаются и образует своеобразную лодочку. Пестик располагается ровно внутри этой «лодочки» и окружен тычинками. У некоторых бобовых все 9 тычинок срастаются между собой, а одна остается свободной. У бобовых растений плод имеет вид сухого и многосемянного боба, у которого есть две раскрывающиеся створки. Стебли и листья значительно отличаются в зависимости от вида. Соцветиями могут быть кисти (как у люпина) или головки (как у клевера). Ценность этих растений обусловлена высоким содержанием белка.
Примеры бобовых растений
Писцидия
Боб садовый
Глициния
Фасоль
Чечевица
Эспарцет
Горох
Семейство Пасленовые
Пасленовые растения насчитывают около 3000 видов. Они зародились на территории Центральной и Южной Америки. Встречаются такие жизненные формы семейства пасленовые, как травы, кустарники и полукустарники. Иногда деревья. Однако все пасленовые растения имеют некоторые характерные признаки, которые их объединяют.
Листья растений семейства пасленовые очередные и не имеют прилистников. Они являются простыми и могут иметь рассеченную или цельную пластинку. Цветки встречаются как правильной, так и неправильной формы. Венчик всех пасленовых сростнолепестный и трубчатый. К самой трубочке крепятся тычинки. Как правило, их количество равно 5. Пестик всего один с верхней двухгнездовой завязью. В нем содержится большое число семенных зачатков. Цветки двуполые. Все пасленовые растения опыляются насекомыми. Плодом выступает ягода или коробочка. У некоторых представителей семейства в составе имеются алкалоиды, которые используются в небольших дозах для получения лекарственных препаратом.
Примеры пасленовых
Дубоизия
Белена
Иохрома
Дереза
Мандрагора
Никандра
Табак
Петуния
Физалис
Пузырница
Сараха
Схизантус
Скополия
Соландра
Семейство Крестоцветные
Крестоцветное семейство считается самым легко идентифицируемым семейством из всего класса двудольных растений. Название с приставкой «крест» они получили за характерную форму цветка, в котором крест-накрест расположены 4 лепестка и 4 чашелистика. Чаще всего семейство крестоцветные представлены многолетними или однолетними травами. Встречаются также кустарники и полукустарники. Примечательно, что тип плода и цветок характерен для всех 3200 видов растений семейства. Широкое распространение крестоцветные получили в нетропических регионах Америки и Евразии. Наибольшее видовое разнообразие встречается на территории Средней Азии, Андах и Средиземноморье.
Цветки растений двуполые и собираются в кистевидное соцветия. Околоцветник двойной и четырехчленный. Внутри цветка располагается 6 тычинок, из которых 4 длиннее, а 2 короче. Пестик только один. Плодом является стручок или стручочек. Их отличие заключается в том, что длина стручка превышает ширину почти в 4 раза, а у строчочков – в 3 раза. В семенах растений находится от 15 до 49,5 процентов масла. Листья собраны в розетку.
Примеры крестоцветных растений
Редька
Хрен
Горчица
Семейство Сложноцветные
Растения семейства сложноцветные являются одним из самых обширных двудольных растений. В него входит около 32 913 различных видов, которые образуют 1911 родов. Они распространились практически по всей Земле. Их характерная особенность заключается в наличие соцветия корзинки. Как правило, в соцветии содержится множество мелких цветков, которые сидят на большом ложе соцветия. Вокруг цветков имеется обертка из зеленых листочков. Примечательно семейство тем, что в нем встречаются большое количество декоративных и лекарственных растений.
Цветки растений семейства имеют двойной околоцветник с неразвитой чашечкой. Иногда она представлена щетинами или волосками, которые создают своеобразный хохолок. Венчик состоит из 5 сросшихся в трубку лепестков. Внутри располагается 5 тычинок, пыльники которых объединяются в тычиночную трубку, которая находится вокруг столбика. В цветке находится всего один пестик, который формирует плод семянки. Семянки многих сложноцветных растений имеют специальные приспособления, которые позволяют им распространяться при помощи ветра. Как правило, эти летучки развиваются из хохолков.
Примеры сложноцветных растений
Василек
Одуванчик
Репейник
Календула
Признаки покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются одной из самых многочисленных и распространённых групп. Они отличаются высокой адаптивностью к различным условиям внешней среды. Именно эти растения легли в основу развития таких экосистем, как луг, лес и водоемы. В составе покрытосеменных входит порядка 400 различных семейств.
Признак покрытосеменных заключается в том, что в отличие от других растений, которые имеют корень, листья и стебель, они имеют цветок. Этот цветок является органом семенного размножения. Он образуется в цветке после оплодотворения семена и содержит запас питательных веществ. Из частей цветка образуется плод. Еще одной примечательной особенностью семейства покрытосеменных является двойное оплодотворение. Для проводящей ткани покрытосеменных растений характерно наличие ситовидных трубок и сосудов. Практически все растения семейства опыляются насекомыми.
Размножение, развитие, опыление
Перед непосредственным размножением происходит процесс опыления. Он предполагает перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, пыльца начинает прорастать. В результате чего формируется пыльцевая трубка, которая внедряется в ткань рыльца. Окончание пыльцевой трубки выделяет вещества, которые смягчают ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки используется сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев. Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. Этот процесс называется двойным оплодотворением. Оно было открыто в 1898 году ботаником С.Г. Навашиным.
Схема размножения цветковых
После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка — эндосперм, из интегументов — семенная кожура, из всего семязачатка — семя, а из стенок завязи — околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами.
Строение покрытосеменных растений
У цветка различается цветоножка, цветоложе, околоцетник, тычинки и пестики. В зависимости от вида, некоторые элементы могут отсутствовать. Цветки, у которых есть и тычинки, и пестики называются обоеполыми. Цветки, у которых только пестик, называются пестичными, а при наличии только тычинки – тычиночными.
Схема строения
Цветоножка — это междоузлие под цветком. Цветки, у которых нет цветоножки, называются сидячими.
Цветоложе — представляет укороченную стеблевую часть цветка. На её поверхности находятся остальные элементы цветка.
Околоцветник — это стерильная часть цветка или его покров. Он может быть как простым, так и двойным. Простой околоцветник может быть венчиковидным, образованным из ярко окрашенных листочков, или чашечковидным, образованным зелеными листочками. Цветки, у которых нет околоцветника, причисляются к голым.
Чашечка — это наружная часть двойного околоцветника, который представлен совокупностью чашелистиков. Чаще всего чашечка отличается небольшими размерами и зеленым цветом. Она имеет сходства с обычными листьями растения, но отличается более простым строением.
Венчик — это внутренняя часть двойного околоцветника. Она имеет вид совокупности лепестков, которые отличаются яркой окраской. Как правило, количество этих лепестков разнится. По своим размерам лепестки могут быть одинаковыми или разными. Все зависит от вида растения. Основная функция венчика заключается в привлечение опылителей.
Плоды, корень и листья покрытосеменных растений
В плодах семейства покрытосеменных растений может находится различное количество воды. По этой причине они подразделяются на сочные и сухие. Если плод представлен одним семенем, то его называют односеменным, если большим числом – многосеменным. У большинства злаковых растений плоды сухие и односеменные. Стенка плода очень плотно соприкасается с кожурой семени. Многосеменные сухие плоды вскрываются при созревании. Благодаря такой особенности обеспечивается лучшее распространение семян. Такой плод как боб, характерный для гороха, вскрывается при помощи двух створок, к стенкам которых прикрепляются семена. Стручок вскрывается также, как и боб. Однако отличие заключается в наличии перегородки, которой нет у бобовых плодов. Плоды в виде коробочек вскрываются различными способами. Например, у мака – дырочками, а у хлопчатника – раскрытием створок.
Корень является одним из основных вегетативных органов. Основная его задача заключается в поглощении различных питательных элементов из почвы и воды. Полученные вещества корень передает надземным органам. У многих растений корень является вместилищем всех питательных веществ.
Схема корня
Лист — это боковой орган побега. Основная его функция заключается в осуществлении процесса фотосинтеза. В результате, листья на побегах лучше всего улавливают свет. Многие листья покрытосеменных растений окрашены в зеленый цвет и состоят из черешка и листовой пластинки. Листья, которые крепятся к стеблю с помощью корешка называются черешковыми, а без него – сидячими. Также листья классифицируются по жилкованию. Они могут быть как простыми, так и сложными. У простых листьев имеется листовая пластика и черешок, у сложных – на черешке крепятся несколько листочков.
Функции и роль (значение) цветковых растений в природе
Покрытосеменные растения максимально соответствуют экологическим условиям различных климатических зон. Эволюция различных млекопитающих, птиц и насекомых сильно сопряжена с цветковыми растениями. Они друг для друга являются не только пищей, но и средой обитания. Например, семена малины отлично подходят для пищеварения птиц. Травоядные животные питаются травой покрытосеменных растений, а своими экскрементами удобряют почву, создавая тем самым условия для развития этих же трав. Насекомые, которые питаются пыльцой и нектаром цветков, содействуют перекрестному опылению растений. Однако параллельно с этим большие стаи саранчи уничтожают большие поля растений. В результате такого взаимодействия происходит как восполнение, так и уменьшения количества покрытосеменных растений.
Питание цветковых растений
Каждое растение семейства покрытосеменных имеет такие органы, как корень, лист, стебель, цветок и плод. Корень, стебель и листья используются для питания растения, поэтому их называют органами питания. С их помощью цветки и плоды могут размножаться и увеличиваться в размерах. В качестве пищи выступают различные элементы из почвы и вода.