Особенности строения покрытосеменных растений: отличительные характеристики, реализация основных функций
Цветковые или покрытосеменные растения — это группа довольно высокоорганизованных растений, которые в ходе эволюции приспособились к разнообразным условиям обитания, а также заняли господствующее положение на Земле.
Покрытосеменные растения довольно многообразны, однако все они отличаются общим планом строения. У любого покрытосеменного растения органы делятся на:
- репродуктивные. Они нужны для того, чтобы реализовывать процесс полового размножения;
- вегетативные, они используются в целях бесполого размножения.
Вегетативные органы относятся к телу растения и реализуют основные его функции, включая вегетативное размножение.
За генеративными или репродуктивными органами закреплена функция полового размножения. Генеративные органы — это:
Образование семян происходит после того, как растения отцветают. Семена защищены околоплодником — за счет этого они лучше сохраняются и эффективно распространяются. Как понятно из информации выше, название покрытосеменных растений обусловлено особенностями их строения. У покрытосеменных растений размеры семян варьируются: от маленьких до крупных.
Самые крупные семена у сейшельской пальмы. Данный реликтовый вид можно встретить на склонах холмов и в долинах двух древних гранитных островов Сейшельского архипелага. Семена этой пальмы могут достигать в длину 50 см и иметь массу свыше 10 кг.
Семена могут иметь разную форму и окраску. Это можно увидеть, если проанализировать внешнее строение семян яблони, фасоли, огурца, тыквы, хлопчатника и гороха.
Если говорить о базовом строении покрытосеменных цветковых растений, то оно включает зародыш и кожуру.
Зародыш представляет собой зачаток будущей взрослой растительной формы.
Также в строении семени покрытосеменных выделяют семядоли или первые зародыши листьев растения. Покрытосеменные — это такие растения, семена которых довольно часто имеют специализированную оболочку: эндосперм.
Ярче всего эндосперм выделяется в семени пшеницы и лука. А вот у миндаля эндосперм развит довольно слабо. У фасоли зрелое семя имеет только семенную кожуру и эндосперм. Питательные вещества в таких семенах запасаются в семядолях.
Эндосперм представляет собой триплоидную оболочку семени цветкового растения.
- зародышевый корешок;
- почку (вегетативную и генеративную);
- семядоли, которые могут быть представлены одной или двумя.
Растения с одной семядолей в зародыше называются однодольными, а с двумя — двудольными. К первой группе относятся такие примеры покрытосеменных растений как кукуруза, тыква, лук, фасоль, горох и др. Во вторую группу входят горох, тыква, фасоль и другие.
У покрытосеменных растений имеется рубчик — след от семяножки, которая прикрепляет семя к стенке плода.
Все примеры покрытосеменных растений отличаются некоторыми общими отличительными признаками (они присущи всему отделу):
- цветок и плод, в которых сохраняется семязачаток;
- опыление при помощи ветра, насекомых и воды;
- наличие женского восьмиядерного зародыша, а также мужского в виде пыльцы, состоящего из вегетативной и генеративной клеток;
- наличие возможности реализации процесса двойного оплодотворения.
Реализация основных жизненных функций покрытосеменных растений
Наличие цветка — отличительная характеристика строения органов покрытосеменных растений. Как устроен цветок? Цветок получает развитие из генеративной почки. Строение цветка может различаться — это зависит от видовой принадлежности покрытосеменного растения. Однако общий план сохраняется.
Цветок развивается на тонком стебельке — цветоножке. У некоторых цветков ее нет, поэтому эти цветы получили название сидячих. Вверху цветоножка переходит в цветоложе, представляющие собой утолщение стебелька. Для цветоложа характерен зеленый цвет. Остальные части цветка растут именно из цветоложа.
У основания цветка находятся чашелистики, образующие чашечку. Яркого окраса лепестки формируют венчик. Он нужен для того, чтобы привлекать внимание опылителей. У венчика может быть самая разнообразная окраска и размеры. Количество лепестков тоже может различаться. Чашечка и венчик формируют околоцветник. Тычинки и пестики — главные генеративные части цветка.
Тычинки — это мужские части цветка, содержащие пыльцу (спермии цветковых растений). В пестик входят завязь, столбик и рыльце. Задача столбика и рыльца — улавливание пыльцы. В последующем завязь пестика образует плод.
Большинство покрытосеменных растений имеет цветки с пестиками и тычинками (это обоеполые цветки). У многих видов они разные по своему строению. В некоторых ситуациях имеются только тычинки — тогда перед нами мужской тип цветка. Цветки только с пестиками — женские.
Если говорить об однополых цветках у некоторых растений, то мужские и женские цветки могут расти как на одном, так и на разных растениях. Если они растут на одном растении, то растение называют однодомным, а если на двух — двудомным.
Однодомные и двудомные растения равнозначно представлены во всех ареалах планеты.
Специфические особенности цветков позволяют растениям реализовывать довольно специфический процесс двойного оплодотворения. Суть его в том, что оплодотворение яйцеклетки и центральной клетки завязи пестика осуществляется двумя спермиями. Происходит образование зиготы и эндосперма с триплоидным набором хромосом.
Открытие двойного оплодотворения принадлежит Навашину. Оно считается прогрессивным ароморфозом в ходе эволюционного развития растительных организмов.
Как видно, цветковые растения — довольно прогрессивная группа живых организмов, ставшая таковой в силу особенностей внешнего и внутреннего строения. Эта группа довольно разнообразна в видовом составе — названия покрытосеменных растений можно перечислять очень долго. Почему важно говорить о строении и многообразии покрытосеменных растений? Это растения с оригинальными чертами строения, что указывает на эволюционную значимость этой группы.
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