Конец мезозоя и меловой период развития биомассы планеты характеризуется господством и широким расселением новой ветви эволюции водорослей - покрытосеменных, или цветковых растений. Причинами этого явления послужили особые приспособления, имеющиеся в арсенале строения данной группы.
Сегодня цветы, семена и плоды, которые они дают, являются не только важным звеном пищевой цепи большинства биогеоценозов, но также и источником питания для людей, лекарственным сырьем, хозяйственным материалом и так далее. Известно свыше 250 тысяч покрытосеменных, которые существуют в самых разных жизненных формах (деревья, лианы, травы, кустарники) и заселяют практически все части света, континенты и материки.
Классификация покрытосеменных растений
Орган семенного размножения у цветковых растений - сам цветок. Именно по его строению, внешнему виду, а также по ряду других морфологических признаков весь отдел Покрытосеменных делится на 2 основных класса:
- Однодольные растения. Насчитывают около 63 тысяч видов, объединенных в 122 семейства. Также класс состоит из 3 тысяч родов. Самые распространенные семейства: Злаковые, Лилейные, Овоидные, Пальмовые, Орхидные, Осоковые, Бромелиевые, Кувшинковые, Перечные и другие.
- Двудольные. Более 190 тысяч видов, объединенных в 10 000 родов и 418 семейств. Самые распространенные из последних: Крестоцветные, Розоцветные, Миртовые, Виноградные, Мотыльковые или Бобовые, Пасленовые, Зонтичные и другие.
Основные различия между данными классами заключаются в строении цветков, корневой системы, листьев. Хозяйственное значение всех этих растений очень велико (овощные и фруктовые культуры, получение текстиля, строительные материалы и красители, лекарства и прочее), так же, как и роль в природе.
Эволюционные новшества в строении
Таковых можно выделить несколько. Это именно те признаки, которые позволили Покрытосеменным расселиться так широко на планете, быть такими выносливыми и приспособленными к местам обитания и климатическим условиям окружающей среды.
- Орган семенного размножения у цветковых растений - цветок и формирующийся после него плод. Семя защищено, покрыто мякотью плода или жесткой кожурой, что дает большое преимущество в выживаемости видов и их расселении.
- Разнообразие вегетативных способов размножения.
- Многочисленные виды опыления.
- Приспособления внутреннего строения к сложным условиям среды (засухе, избыточной влажности, яркому солнцу или его недостатку, морозам и прочее). Это усовершенствованная проводящая система, цветы, семена, плоды, мощные корневища и так далее.
- Разнообразие жизненных форм.
- Размножение цветковых не зависит от наличия воды.
Все эти особенности позволили данным растениям заселить сушу повсеместно и стать лидерами среди представителей флоры.
Репродуктивный орган цветковых
Орган семенного размножения у цветковых растений - это цветок, затем плод, покрывающий развивающееся семя. Особенности строения цветка, его своеобразные структурные части, методы опыления и развития - все это делает покрытосеменные уникальными чемпионами среди растений по репродуктивной функции.
Для человека цветок - это эстетическое совершенство, которым можно любоваться, дарить и радовать окружающих, вдыхать его приятный аромат. Однако значение в природе данной структуры совершенно очевидно - это орган семенного размножения у цветковых растений. Функциональная значимость определяется процессами оплодотворения и развития спорофита из семени.
Строение цветка
Цветок и плод любого представителя покрытосеменных по своей структуре гениально продуман и органичен. Сочетание всех частей позволяет растению осуществлять репродуктивные функции в полном объеме, независимо от климата и прочих абиотических факторов среды.
Рассмотрим общие особенности строения цветка.
1. Стеблевая часть:
- цветоножка;
- цветоложе.
2. Листовая составляющая. Образована чашелистиками (чаще всего зеленого цвета) и лепестками, формирующими венчик. Окраска его может быть самой разной, от белой до темно-фиолетовой.
3. Генеративная часть. Репродуктивные органы, обеспечивающие размножение цветковых. Это пестики, тычинки, завязь.
Снаружи главные генеративные составляющие отграничены и защищены околоцветником. Данная структура включает в себя:
- чашечку из чашелистиков;
- венчик из окрашенных лепестков.
Околоцветник может быть простым или двойным, что зависит от вида растения. В нем содержится большое количество разных веществ: эфирных масел, пигментов (каротиноидов, ксантофиллов, хлорофилла, антоцианов, антофеинов и прочих). Именно благодаря этому цветок источает аромат, привлекающий опылителей. Венчик имеет различные размеры и окраску, что также важно для завлечения насекомых, птиц, животных.
Непосредственно орган размножения цветкового растения состоит из гинецея и андроцея, находящихся под покровом околоцветника. Андроцей - это совокупность всех тычинок, выполняющих функцию мужского репродуктивного органа. Строение тычинки несложное, представлено такими структурами:
- тычиночная нить;
- пыльник из двух половинок, соединенных связником;
- микроспорангии - гнезда внутри пыльника, в которых осуществляется процесс микроспорогенеза и микрогаметогенеза (образование спермиев и микроспор).
Через тычиночную нить происходит связывание пыльника с цветоножкой, обмен питательными веществами и продуктами обмена. Образующиеся микроспоры в дальнейшем формируют мужской спорофит. Спермии приводят к образованию пылинок, которые примут участие в оплодотворении и образовании семени.
Гинецей цветка образован совокупностью всех входящих в его состав пестиков. Эта структура имеет важное значение, поскольку представляет собой, как уже упоминалось, женский репродуктивный орган. Пестик состоит из:
- завязи;
- столбика;
- рыльца.
Завязь - структура, которая формирует самую широкую часть пестика. Изнутри образована семязачатками, принимающими участие в формировании околоплодника. Внутри данных структур происходят процессы мегаспорогенеза и мегагаметогенеза. Также в завязи протекает процесс оплодотворения и формирования семени, его развитие.
Столбик пестика может быть разных размеров. Он служит для связи между рыльцем и завязью. Отличается стерильностью, то есть не принимает участия в половом процессе.
Рыльце пестика служит для захватывания пылинок, которые выпадают из тычиночных пыльников. Размеры и форма данных частей различна, зависит от типа опыления растения.
Цветковые растения: размножение
Цветок может содержать разное количество пестиков и тычинок. Есть такие виды, у которых присутствуют только тычинки или только пестики - они называются мужскими и женскими соответственно.
Чем еще интересны цветковые растения? Размножение у них может быть как половым, так и бесполым, т. е. вегетативным. О половом речь идет, если задействованы репродуктивные части. Такой процесс еще называют двойным оплодотворением.
Суть его заключается в следующем. После опыления растения фертильная (активная) пыльца попадает на рыльце пестика и удерживается там, благодаря вязкой среде и специальным липкими компонентам. Затем погрязшая клетка начинает прорастать внутрь столбика, формируя пыльцевую трубку. Именно по ней до завязи добираются два спермия с гаплоидным набором хромосом. Попав внутрь семязачатка, один из них сливается с яйцеклеткой, полностью сформировавшейся и готовой к этому процессу. Так появляется зигота - диплоидная и в дальнейшем дающая начало семени.
Второй спермий внутри семязачатка сливается с диплоидной клеткой, находящейся в центре. В результате образуется эндосперм. Следующие процессы завершают репродуктивные функции:
- из интегументов семязачатка образуется семенная кожура;
- стенки основания пестика образуют околоплодник;
- семязачаток формирует все семя в целом.
Итогом является развитие семян внутри плода.
Способы опыления
Существует несколько основных вариантов, благодаря которым пыльца попадает на рыльце пестика. Итак, рассмотрим способы опыления покрытосеменных растений:
- Самоопыление - без участия посторонних особей.
- При помощи ветра.
- Благодаря насекомым, животным, птицам.
- С помощью воды.
- Искусственное опыление - при помощи людей.
Вегетативное размножение
Размножение цветов осуществляется также вегетативно, то есть без участия половых процессов. Способы эти очень разнообразны. Суть заключается в использовании различных частей побега (корня, листьев, стебля). Некоторые самые распространенные варианты:
- отводками;
- усами;
- прививкой;
- корнями;
- листом и черешком.
Большая часть данных методов используется людьми при разведении овощных и плодово-ягодных культур.
Семена покрытосеменных растений
У разных растений - разные семена. Строение данной структуры схоже, а вот форма, состав, цвет могут меняться. Кроме того, растения могут быть одно- и многолетними. Однолетние размножаются только семенами, которые созревают, как правило, к концу лета. Таким образом, новое поколение появится только в следующем вегетационном периоде. Семена однолетних цветов часто используются людьми для получения разного рода декоративных растений. К последним можно отнести астры, эшшольцию, бархатцы, бегонии, дурман, календулу, левкои, космею, миралибис и многие другие.
Плоды цветковых
Цветок и плод - важнейшие части покрытосеменных. Именно они позволяют этим растениям существовать в разных условиях, быть широко приспособленными и многочисленными.
Плоды растений отличаются большим видовым разнообразием, их рассмотрение, классификация и значение изучается ботаниками всего мира, наука о них носит название карпологии. Самыми распространенными являются ягоды, костянки, яблоко, тыквина, гранатина, стручок, боб, зерновка, листовка, крылатка, гесперидий и другие.
