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
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