Морфологические особенности покрытосеменных растений

Общая характеристика покрытосеменных растений

Покрытосеменные, или цветковые, – крупнейший отдел растительного мира, насчитывающий не менее 250 тысяч видов, превосходит по численности все ос­тальные отделы растений, вместе взятые.

Проблема происхождения покрытосеменных до настоящего времени полно­стью не разрешена. Чаще высказывается мнение, что цветковые появились не ра­нее 135 млн. л.н. (в середине мелового периода). В конце мелового периода (~70 млн. л.н.) цветковые занимают господствующее положение, которое продолжает­ся и по сей день.

В качестве вероятного предка ученые выдвигают вымерших семенных папо­ротников (отдел голосеменные). Реже полагают, что им могли быть также вымершие беннеттитовые с их обоеполыми стробилами или какие-либо древние и ныне исчезнувшие формы гнетовых.

Покрытосеменные растения подразделяют на два класса: однодольные и дву­дольные.

Покрытосеменные произрастают во всех климатических зонах, способны существовать в самых разных экологических условиях и в современную эпоху иг­рают решающую роль в формировании растительного покрова Земли.

Прогрессивные изменения морфологической структуры репродуктивных и вегетативных органов поставили покрытосеменные в совершенно особое положе­ние по сравнению с прочими представителями царства растений. Перечислим их:

1. Появление цветка – уникального органа, совместившего, структуру и функции полового и бесполого размножения. Представляет собой своеобразный метаморфизированный спороносный побег.

Наиболее важная часть цветка – пестик, образован сросшимися плодоли­стиками (макроспорофиллами) или одним плодолистиком.

Семязачатки располагаются не открыто, как у голосеменных, а в нижней час­ти пестика – завязи, которая представляет собой своего рода влажную камеру на­дежно защищающую семязачатки от высыхания, перепада температур и поедания животными.

Пыльца при опылении попадает не на семязачатки, а на рыльце (верхняя часть пестика), которое содействует улавливанию и удержанию пыльцы (часто раздельное, перистое, липкое и т.д.), а часто и стимулирует или тормозит ее про­растание (благодаря белковому слою – пелликуле).

Цветки часто имеют хорошо развитый околоцветник (венчик и чашечку), ко­торый охраняет тычинки и пестики от повреждений (механических, температур­ных и т.д.) и помогает опылению, привлекая насекомых (энтомофилия), а иногда даже птиц и летучих мышей.

В результате оплодотворения из завязи и других частей цветка образуются плоды. Помимо главнейшей функции предохранения формирующихся семян от разного рода неблагоприятных воздействий внешней среды, плод очень часто играет ак­тивную роль в расселении растений (крылатки, «парашютики», прицепки и т.д.).

3. Гаметофитное поколение крайне редуцировано.

Гаметофит, потерявший самостоятельность уже у голосеменных, у покрыто­семенных подвергся еще большему упрощению – вообще лишен половых орга­нов (архегониев и антеридиев).

Спорофиты – хорошо развитые растения (деревья, кустарники, лианы и травы), которые имеют вегетативные (кор­ни, стебли, листья) и репродуктивные (цветки, плоды) органы.

4. Двойное оплодотворение.

Заключается в том, что один из двух спермиев, образующихся в пыльцевой трубке, сливается с яйцеклеткой (оплодотворение), а другой соединяется с двумя центральными ядрами женского гаметофита (зародышевого мешка). Из оплодо­творенной яйцеклетки (зиготы) образуется зародыш, а из триплоидного централь­ного ядра – питательная ткань эндосперм.

Биологический смысл двойного оплодотворения заключается в том, что этим достигается существенная экономия энергетических и пластических ресурсов, так как в отличие от голосе­менных, где довольно мощный гаплоидный эндосперм развивается независимо от процесса оп­лодотворения, у покрытосеменных триплоидный эндосперм образуется лишь в случае оплодо­творения.

5. В проводящей системе основными элементами стали трахеи (сосуды), что значительно ускорило движение воды и минеральных веществ.

Во флоэме ситовидные клетки (без клеток-спутниц), обычные у прочих отде­лов растений, заменяются члениками ситовидных трубок с клетками-спутницами.

6. Для большинства характерно симподиальное ветвление побегов.

Покрытосеменные растения играют важную роль в жизни биосферы и чело­века. Они поглощают огромное количество СО₂ и обогащают атмосферу кислоро­дом; оказывают огромное влияние на климат и процессы почвообразования; обра­зуют органическое вещество, которое используется всеми живыми организмами.

Человек использует покрытосеменные в пищу (зерновые, овощи, плодово-ягодные), на корм скоту (кормовые), в качестве сырья для промышленности, в ка­честве топлива, в декоративных целях и т.п.

1. Лісаў, М.Дз. Батаніка з асновамі экалогіі: Вучэб. дапам. / М.Дз. Лісаў. – Мiнск: Выш. школа, 1998. – 338 с.

2. Долгачева, В.С. Ботаника: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.С. Долгачева, Е.М. Алексахина. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 416 с.

3. Барабанов, Е.И. Ботаника: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Е.И. Барабанов, С.Г. Зайчикова. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 448 с.

4. Яковлев, Г.П.. Ботаника: Учеб. для фармац. институтов и фармац. фак. мед. вузов / Г.П. Яковлев, В.А. Челомбитько. – М.: Высш. школа, 1990. – 367 с.

5. Бавтуто, Г.А. Ботаника: Морфология и анатомия растений: Учеб. пособие / Г.А. Бавтуто, В.М. Еремин. –Минск: Выш. школа, 1997. – 375 с.

6. Билич, Г.Л. Универсальный атлас. Биология. В 3-х кн. Кн. 2. Вирусы. Прокариоты. Растения. Грибы. Слизевики. Животные (сравнительная анатомия) / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. – М.: Издательский дом “ОНИКС 21 век”, 2005. – 1136 с.

7. Билич, Г.Л. Биология. Полный курс. В 3-х т. Том 2. Ботаника / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. – М.: Издательский дом “ОНИКС 21 век”, 2002. – 544 с.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

21.Покрытосеменные растения. 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.

По сравнению с голосеменными пыльца цветковых попадает сначала не в пыльцевход семязачатка, а на рыльце пестика, предназначенного именно для улавливания пыльцы; это важная отличительная черта этой группы.

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 являетсябиохимическая 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