Растения отдела Покрытосеменные (крупнейшие по количеству видов — более 250 тыс.) распространены на всех континентах, во всех климатических зонах и в различных экологических условиях, это господствующие растения современности. Позволили им стать господствующей группой следующие факторы:
- образование семенных зачатков внутри завязи, стенки которой после оплодотворения и образования семени превращаются в оплодень и вместе с семечком составляют плод;
- во всех покрытосеменных двойное оплодотворение и вторичный эндосперм;
- наличие рыльца пестика, к которой попадает пыльца, прежде чем добраться до семенного зачатка;
- наличие цветков — цветок оказалась эффективным образованием для обеспечения размножения.
Это главные отличительные признаки покрытосеменных.
Отдел Покрытосеменные делят на два класса: Двудольные и Однодольные.
Двудольные имеют зародыш с двумя семядолями, количество частей в цветке в каждом круге кратная пяти или четырем, ведущие пучки в стебле расположены по кругу (упорядочено) жилкование листьев сетчатое; корневая система стержневая.
Однодольные имеют зародыш с одной семядолей, количество частей в цветке в каждом круге кратна трем; проводящие пучки расположены в стебле беспорядочно; жилкование листьев дуговая или параллельное; корневая система мочковатая (состоит из придаточных корней).
Характеризуя растение, все признаки необходимо рассматривать в комплексе. По одному признаку невозможно распознать, однодольные или двудольные растения, потому что есть исключения по каждой из признаков. Двудольных гораздо больше, чем однодольных (примерно в 4 раза). Каждый из классов делятся на подклассы (двудольные — на 8 подклассов, однодольные — на 3). Подклассы делятся на порядки, а те — на семьи. Семьи в отделе более 250. В нашей стране встречаются виды не всех семей: нет видов с чисто тропических семейств и сугубо арктических. Больше всего видов в наше время имеют семьи Астровые (22 тыс.) из двудольных и Орхидные (20 тыс.) из однодольных.
Разнообразие покрытосеменных, их классификация
Систематика — наука, которая позволяет лучше разобраться в разнообразии живых организмов. В систематике выделяют систематические категории, которые объединяются с подобными признаками и общностью происхождения. Систематические категории (таксономические единицы) имеют ранги: чем ниже ранг, тем больше их количество: Отдел — класс — порядок — семья — род — вид.
Вид — основная единица систематики. Каждый вид обязательно относится и к другим таксономических единиц. Растения одного вида могут давать потомство, а разных видов — как правило, не могут, они не скрещиваются, даже если живут рядом. Поэтому на планете сохраняется большое количество видов — 250 только среди цветковых. Название вида состоит из двух слов: первое — название рода, второе — собственно вида (дуб обыкновенный, клен остролистный, одуванчик лекарственный и др.)..
Вопрос 18: Отдел Покрытосеменные
Общая характеристика. Покрытосеменные образуют один из наиболее крупных отделов царства растений - в нем насчитывается более 240000 видов. Они составляют основную часть растительной массы в биосфере. Покрытосеменные растения - это дуб, береза, яблоня, пшеница, рожь, капуста, пальма, подорожник и др. Многие виды покрытосеменных вошли в число культурных растений.
Представители покрытосеменных произрастают повсеместно: в сухих и влажных местах, в холодных и жарких районах Земли. Одни живут очень недолго - несколько дней. Например, эфемеры крупка весенняя, проломник Турчанинова живут 35-60 дней и дают семена. Другие живут сотни лет. Например, платан восточный, или чинар, живет до 2000 лет, достигает 50 м высоту, а его ствол - около 18 м в окружности.
У растений, относящихся к этому отделу, семена покрыты тканями плода, который образуется из завязи пестика цветка. Благодаря этим особенностям отдел получил название Покрытосеменные или Цветковые .
Покрытосеменные (цветковые) растения чрезвычайно разнообразны по форме, по требованиям к условиям обитания, но всем им свойственны общие признаки строения, размножения и развития.
Преимущества покрытосеменных перед остальными представителями царства растений.
Сравнительная характеристика покрытосеменных и голосеменных
|
Покрытосеменные растения | ||
|
Образуют семена |
Образуют семена |
|
|
Развивают цветок |
Цветков не образуют |
|
|
Развивают плоды |
Плодов не развивают |
|
|
Имеют семязачатки. Они находятся в завязи пестика |
Имеют семязачатки. Они лежат открыто (голо) на чешуе шишки |
|
|
Опыление производится животными, ветром, водой; возможно самоопыление |
Опыление производится ветром |
|
|
Пыльца падает на рыльце |
Пыльца попадает прямо на семязачаток |
|
|
Есть рыльце, способствующее улавливанию и прорастанию пыльцы |
Нет специального органа, улавливающего пыльцу |
|
|
В семязачатке при малом количестве делений (2-3) идет ускоренное развитие зародышевого мешка с одной яйцеклеткой |
В семязачатке при большом количестве делений (более 8) образуется многоклеточный орган с несколькими яйцеклетками |
|
|
Двойное оплодотворение |
Оплодотворение одним спермием одной яйцеклетки |
|
|
Древесина представлена сосудами и трахеидами |
Древесина (ксилема) представлена исключительно трахеидами |
|
|
Ситовидные трубки сложного строения |
Ситовидные трубки имеют простое строение |
|
|
Имеются древесные, кустарниковые и травянистые формы |
Преобладают древесные формы, травянистых нет |
Способность приспосабливаться к различным условиям обеспечила покрытосеменным большое биологическое разнообразие и господствующее положение в растительном мире.
Покрытосеменные растения размножаются и расселяются семенами, но у них широко представлено и вегетативное размножение.
У многих видов цветковых растений в процессе эволюции сформировались специализированные для вегетативного размножения органы: клубни, луковицы, усы, столоны, выводковые почки и др.
Все растения отдела Покрытосеменные подразделяются на два класса: Двудольные и Однодольные
Основные различия между Сравнительная характеристика двудольных и однодольных
|
Двудольные |
Однодольные |
|
|
Зародыш семени с двумя семядолями |
Зародыш семени с одной семядолей |
|
|
Запасные питательные вещества семени находятся в зародыше или в эндосперме |
Запасные питательные вещества семени у большинства видов находятся в эндосперме |
|
|
Листья обычно имеют перистое или пальчатое жилкование |
Листья обычно имеют параллельное или дуговое жилкование |
|
|
Черешок листа редко бывает влагалищным |
Черешок листа слабо выражен, но часто представляет собой листовое влагалище |
|
|
Проводящая система в стебле имеет кольцевое строение. Кольцом слоя камбия обеспечивается рост стебля в толщину |
Проводящая система в стебле состоит из многих отдельных пучков. Кольца камбия у стебля нет |
|
|
Зародышевый корешок семени быстро развивается в главный корень |
Зародышевый корешок развит слабо, и при прорастании от стеблевой части побега обычно отходят сразу несколько придаточных корней, которые формируют мочковатую корневую систему |
|
|
Обычно древесные и травянистые формы |
Обычно травы, редко древесные формы |
Ученые полагают, что однодольные растения произошли от двудольных и что двудольные - более древние растения среди цветковых, чем однодольные. По количеству видов однодольных меньше, чем двудольных, но значение растений обоих классов в природе одинаково велико. Многие из них стали культурными растениями, без которых жизнь человека на Земле была бы невозможна. Покрытосеменные одевают и кормят человека, дают ему лекарства и радуют своей красотой.
Общая характеристика
Покрытосеменные составляют наиболее совершенную и самую многочисленную группу высших растений, включающую примерно 250 тыс. видов, распространенных по всему земному шару, особенно во влажных тропиках.
В Беларуси насчитывается 112 семейств, 500 родов и более 1750 видов (без учета многочисленных видов, форм и сортов интродуцированных растений, адвентивных видов и других цветковых растений).
Предполагается, что покрытосеменные возникли в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). К концу мелового периода покрытосеменные занимают господствующее положение в растительном мире благодаря высокой экологической пластичности и многим преимуществам по сравнению с другими высшими растениями.
Важнейший признак покрытосеменных - наличие цветка - видоизмененного и ограниченного в росте спороносного побега, приспособленного для размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции.
Семязачатки у цветковых растений (в отличие от голосеменных) заключены в полость завязи пестика и тем самым защищены.
Гаметофиты (женский — зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаме-тангии — антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гамето-фит не защищен и легко высыхает.
Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого образуется зигота, дающая начало зародышу, и тришюидная клетка, из которой впоследствии формируется эндосперм. У голосеменных эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения независимо от того, формируется зародыш или нет, т. е. не имеет значения, возникает необходимость в наличии питательной ткани или нет. У покрытосеменных же одновременное развитие зародыша и эндосперма позволяет избежать ненужной траты пластических веществ и энергии в том случае, если зародыш не образуется.
Семена заключены в плод (отсюда и название «покрытосеменные») и надежно защищены от неблагоприятных условий внешней среды. Кроме того, благодаря уникальности плода их распространение обеспечивают птицы, млекопитающие, насекомые, а также ветер, вода и т. п.
Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами; деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, полукустарнички, лианы, одно- и многолетние травы.
Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные проводящие элементы — настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, покрытосеменные имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню, а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды и растворенных минеральных солей от корня к стеблю и листьям.
Первые семенные растения — голосеменные — опылялись пассивно. Их пыльца разносилась ветром и лишь случайно оказывалась около семязачатков. Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен параллельным развитием их и различных животных. Они оказывали друг на друга селективное воздействие и во многом определили эволюцию свою и партнеров. Яркая окраска цветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар — свойства, присущие растениям, явились одновременно средствами для привлечения животных-опылителей. Адаптация цветка, как правило, была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Этот процесс более надежен, чем опыление ветром. В частности, растениям, опыляемым насекомыми, не нужны такие большие количества пыльцы, как при опылении ветром.
Одним из факторов широкого распространения покрытосеменных и увеличения их разнообразия является биохимическая коэволюция. В некоторых группах покрытосеменных выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алкалоиды, хиноны, эфирные масла, флавоноиды, кристаллы оксалата кальция и др.) — ядовитые вещества, защищающие их от растительноядных животных.
В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревьев, кустарников, трав и др.) покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества, или фитоценозы. Это способствовало более полному и интенсивному использованию ресурсов среды, успешному завоеванию новых территорий и освоению новых местообитаний.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"