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
14. Систематика цветковых растений Общая характеристика цветковых
Цветковые образуют основную массу растительного вещества биосферы. Общее число описанных видов цветковых превышает 250 тыс. Они объединены в 2 класса, 12 подклассов и 540 семейств. Цветковые характеризуются большим морфологическим разнообразием, представлены различными жизненными формами и широтой спектра условий среды, в которых они могут обитать. Цветковые растут в самых экстремальных условиях: в высокогорьях, в пустынях, на засоленных почвах. Они способны к быстрому заселению незанятых местообитаний. Размеры цветковых от гигантских (более100 м ) до крохотных (меньше 1 см ).
Важнейшие черты организации цветковых растений
(обеспечили ведущее положение в биосфере)
· цветок (обеспечивает бесполое и половое размножение и образование семян);
· сильная редукция гаметофитов (развиваются в цветке; мужской – пыльцевое зерно, женский — зародышевый мешок);
· система переноса мужских гаметофитов к женским (перенос пыльцы на рыльце пестика не только с помощью ветра — анемофилия, но и насекомыми — энтомофилия);
· образование завязи (защита женского гаметофита) и впоследствии —плода (защита и распространение семян).
· совершенство семян (наличие эндосперма, способность к длительному покою, приспособления для распространения);
· развитая проводящая система и средства экономии воды (сосуды и ситовидные трубки с клетками-спутницами; кутикула, устьица, опушение);
· развитая корневая система (разветвление и проникновение на большую глубину, симбиоз с грибами и бактериями);
· развитый листовой аппарат (большая поверхность, многоярусное расположение, совершенная внутренняя структура);
· разнообразие жизненных форм (деревья, кустарники, травы многолетние и однолетние);
Главнейшие таксономические группы цветковых
Отдел цветковые, или покрытосеменные
(Magnoliophyta, или Angiospermae)
Класс 1. Магнолиопсиды (Magnoliopsida), или Двудольные (Dicotyledones)
Класс 2. Лилиопсиды (Liliopsida), или Однодольные (Monocotyledones)
Подкласс 1. Магнолииды – Magnoliidae
Подкласс 1. Алисматиды – Alismatidae
Подкласс 2. Ранункулиды – Ranunculidae
Подкласс 2. Триуридиды – Triurididae
Подкласс 3. Кариофиллиды – Caryophyllidae
Подкласс 3. Лилииды – Liliidae
Подкласс 4. Гамамелидиды – Hamamelididae
Подкласс 4. Арециды — Arecidae
Подкласс 5. Дилленииды – Dilleniidae
Подкласс 6. Розиды – Rosidae
Подкласс 7. Ламииды – Lamiidae
Подкласс 8. Астериды – Asteridae
Сравнительная характеристика однодольных и двудольных
О д н о д о л ь н ы е
Количество семядолей в зародыше
чаще всего 5- или 4-членные, редко 3-членные
чаще всего 3-членные, очень редко 4-членные
Анатомическое строение осевых органов
камбий есть; строение вторичное (пучковое или непучковое), пучки располагаются строго в один круг
камбия нет; строение первичное (пучковое), пучки более чем в один круг
стержневая или кистекорневая
от деревьев до однолетних трав
многолетние и однолетние травы, редко древовидные
Класс Magnoliopsida (магнолиопсиды) – Двудольные (Dicotyledones)
Подкласс 1. Магнолииды – Magnoliidae
Порядок 1. Магнолиевые – Magnoliales
С е м е й с т в о Магнолиевые – Magnoliaceae
Распространение — субтропики и тропики, центр разнообразия – Юго-Восточная Азия.
В России один из видов — магнолия обратнояйцевидная (Magnolia obovata) встречается на остраве Кунашир (Курильские острова).
Жизненные формы — деревья и кустарники, вечнозеленые и листопадные.
Листья – простые, очередные, с крупными рано опадающими прилистниками.
Цветки – одиночные, терминальные или пазушные, обоеполые, околоцветник простой, венчиковидный, редко подразделенный на чашечку и венчик, 3-6 членный, его сегменты располагаются циклически в 1 или 2 кругах; тычинки и плодолистики (карпеллы) многочисленные, располагаются на выпуклом (коническом) цветоложе спирально.
Магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora) (рис. 14. 1)
Рис. 14. 1. Магнолия крупноцветковая (фото).
Опыление — перекрестное жуками (проникают в нераскрытые бутоны) и самоопыление.
Плоды — шишковидные, апокарпные многолистовки; семена распространяются обычно птицами (орешковидные плодики – ветром) (рис. 14. 2).
Рис. 14. 2. Магнолия (цветок, плод, плодик).
Важнейшие роды – магнолия (Magnolia), тюльпанное дерево (Liriodendron).
Хозяйственное значение:
Лекарственные — магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora), препараты из ее листьев используются при лечении гипертонии.
Декоративные — магнолия крупноцветковая (M. grandiflora), выращивается в садах и парках Черноморского побережья.
Источник