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
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
- число семядолей в зародыше семени;
- жилкование листьев;
- тип корневой системы растений, выросших из семян;
- особенности строения цветков;
- расположение проводящих пучков в стеблях.
- зародыш семени с двумя семядолями;
- листья с сетчатым жилкованием;
- стержневую корневую систему с хорошо выраженным главным корнем;
- проводящие пучки с камбием, расположенные в стебле по кругу;
- четырёх- или пятичленный цветок.
- зародыш семени с одной семядолей;
- простые листья, у которых параллельное или дуговое жилкование;
- мочковатая корневая система, главный корень рано отмирает;
- проводящие пучки без камбия, разбросаны по всему стеблю;
- цветок трёхчленный.
- 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
1. Классы покрытосеменных растений
Отдел Покрытосеменные, или Цветковые, растения — самый многочисленный в царстве Растения (около \(250\) тыс. видов) — подразделяется на два класса: Однодольные и Двудольные .
В стеблях представителей этого класса проводящие пучки имеют камбий, располагаются одним массивом в центре или имеют вид кольца. Важный отличительный признак двудольных растений — хорошее развитие коры и сердцевины. У растений этого класса цветок чаще всего четырёх- или пятичленный.
У однодольных проводящие пучки без камбия и расположены в стебле беспорядочно. Нет ясно дифференцированной коры и сердцевины.
Но для определения класса, к которому относится то или иное растение, одного признака бывает недостаточно. Так, у подорожника есть признаки однодольных растений: у него мочковатая корневая система, листья простые с дуговым жилкованием, но зародыш семени имеет две семядоли. А вороний глаз, наоборот, внешне похож на двудольное растение, так как у него листья с сетчатым жилкованием, но зародыш с одной семядолей. Поэтому вороний глаз относят к однодольным.
Эти примеры показывают, что невозможно точно определить по одному признаку, к какому классу принадлежит цветковое растение; нужно рассматривать все перечисленные выше признаки.
Для выделения покрытосеменных растений в семейства также используются определённые признаки. Самые важные из них — особенности строения цветка и плода . На сегодняшний день в отделе Цветковые известно более \(390\) семейств.
Источник