Классификация цветковых растений
Начиная с конца мелового периода мезозойской эры, на Земле начинают господствовать покрытосеменные растения, которые приобрели целый ряд преимуществ по сравнению с другими высшими растениями, в том числе голосеменными. На этот же период приходится наибольшее распространение насекомых, птиц и млекопитающих, которые связаны между собой цепями питания, приспособлениями к размножению и обитанием в одинаковых условиях среды. Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками или травами. Их основные вегетативные органы — корень, стебель и лист, имеющие многочисленные видоизменения, самые совершенные по строению и функциям. Покрытосеменные растения, как и голосеменные, размножаются с помощью семян, но семена их защищены околоплодником, что способствует их лучшему сохранению и распространению. А появление семенного цветка — органа семенного размножения, ставит этот отдел в положение самых высокоорганизованных представителей растительного царства.
У покрытосеменных, так же как и у предшествующих отделов растений, происходит чередование двух поколений. Как и у большинства высших растений, наиболее развитым, доминирующим у них является бесполое поколение — спорофит, половое же поколение редуцировано еще сильнее, чем у голосеменных.
Покрытосеменные в основном сухопутные растения, водные покрытосеменные — явление вторичное. Как правило, покрытосеменные являются автотрофными организмами. Среди них имеется очень небольшое количество паразитирующих (повилика, заразиха и др.) и насекомоядных (росянка, мухоловка и др.) видов, которые способны питаться готовыми органическими веществами.
Покрытосеменные имеют чрезвычайно широкое географическое распространение, но наибольшее видовое разнообразие их сосредоточено в тропиках. О происхождении покрытосеменных многое еще не ясно. Ч. Дарвин еще в 1879 г. называл их появление «ужасной тайной». Большинство ботаников считают, что они произошли от вымерших примитивных форм голосеменных. Быстрому распространению покрытосеменных способствовала лучшая защита семяпочек, заключенных внутри завязи, появление насекомых-опылителей и птиц, которые явились разносчиками плодов, семян и пыльцы. По мнению русского ученого М.И. Голенкина (1927), покрытосеменные растения оказались более приспособленными к изменившимся на Земле условиям — уменьшению влажности, увеличению освещения, а, следовательно, и увеличению сухости воздуха. Покрытосеменные, обладая высокой приспособляемостью к условиям среды, смогли полнее использовать лучистую энергию солнца и оказались победителями среди растительного мира.
Существует два класса цветковых растений: двудольные и однодольные. Как показывает название этих классов, они, прежде всего, отличаются по количеству семядолей в зародыше их семян. Однако деление покрытосеменных на 2 класса основывается и на совокупности многих других признаков и биологических свойств, главные из которых перечислены ниже.
Основные признаки растений классов двудольных и однодольных
1. Зародыш семени имеет две семядоли.
Зародыш семени имеет одну семядолю.
2. Стебель всегда имеет камбий, поэтому способен утолщаться.
Стебель не имеет камбия и не способен утолщаться.
3. Проводящие пучки открытые.
Проводящие пучки закрытые.
4. Листья простые и сложные, по форме разнообразные.
Листья простые, в большинстве случаев линейные или ланцетовидные.
5. Жилкование листьев сетчатое или перистое.
Жилкование листьев параллельное или дугообразное.
6. Число частей цветка кратно четырем, пяти.
7. Околоцветник чаще двойной.
Околоцветник чаще простой.
8. Корневая система стержневая.
Корневая система мочковатая.
9. Главный зародышевый корень хорошо развит.
Зародышевые корни рано прекращают рост и заменяются придаточными корнями.
Следует, однако, иметь в виду, что отличительные особенности классов двудольных и однодольных не являются абсолютными. Среди двудольных имеются растения, которым свойственны некоторые признаки однодольных, а среди однодольных встречаются растения с некоторыми признаками двудольных.
Отдел покрытосеменные очень многочисленный, в его состав входит примерно 250 тыс. видов. Видов однодольных растений в четыре раза меньше, чем двудольных. Двудольных более 180 тыс. видов.
Семейства цветковых растений
Семейства цветковых растений выделяют на основании совокупности признаков, главным образом, строения цветка и плода. Насколько разнообразны цветковые растения, показывает уже количество их семейств: их не менее 250. Самые крупные семейства обычно состоят из видов, приспособленных к опылению при помощи насекомых. Таково, например, семейство сложноцветных из класса двудольных, насчитывающих около 25 тыс. видов. Почти столько же видов в семействе орхидей из класса однодольных.
Мы будем изучать, конечно, не все семейства, а только те, которые имеют большое хозяйственное значение и широко распространены на территории страны и в нашем регионе.
Семейство крестоцветные (капустные)
Семейство крестоцветные включает 3200 видов растений. Семейство космополит (охватывает весь Земной шар), но предпочитает умеренные и холодные области Северного полушария. Преимущественно травы — однолетние, двулетние, многолетние.
К крестоцветным относятся, например, капуста, хрен, редька, брюква, редиска, горчица, сурепка, пастушья сумка, икотник, левкой, сердечник, свербига.
Всем растениям этого семейства свойственны общие признаки. Цветки правильные, обоеполые. Околоцветник двойной. Венчик из четырех свободных лепестков белого, желтого, фиолетового цветов. Чашечка из четырех чашелистиков.
Л епестки и чашелистики расположены крест-накрест, отсюда и русское название семейства. Тычинок 6, из них две наружные короче четырех внутренних. Пестик 1, завязь верхняя, двугнездовая.
Формула цветка Ч4Л4Т2+4П1. Цветки собраны в соцветие кисть. Насекомоопыляемые, редко, самоопыляемые растения. Плод — стручок или стручочек, редко — орешек. Семена прикреплены к перегородке в плоде. Семена без эндосперма, содержат много масла. Листья простые, очередные, цельные, раздельные или рассеченные, без прилистников, часто образуют прикорневую розетку. Корневая система стержневая, у многих растений образуются корнеплоды.
Плод (стручок) и цветок крестоцветных:
1 – общий вид; 2 – внутреннее строение.
Источник
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.
Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) — важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли — в морях и океанах.
Цветок — генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.
В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище — завязи, сформированной из плодолистика (-ов).
Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества — эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.
У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.
Ксилема — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.
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.
- Двудольные — семейства: крестоцветные, сложноцветные, бобовые, розоцветные, пасленовые
- В составе зародыша обычно имеется две семядоли
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, редко четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.
Эндосперм семени
Эндосперм (от греч. endon — внутри + греч. sperma — семя) — запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).
Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у — березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.
Жизненный цикл
Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) — мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит — зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).
В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) — запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).
В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник — образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.
Значение покрытосеменных
Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте — почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
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.
Источник