Покрытосеменные растения – вершина эволюции растительного мира
Выход растений на сушу, произошедший в начале силурийского периода (примерно 435 млн. лет назад), сопровождался рядом качественных эволюционных изменений. Растения вынуждены были приспосабливаться к переменчивым условиям наземной жизни. В процессе эволюции у них появились новые ткани (эпидерма, ксилема, флоэма, механическая ткань) и органы (листостебельный побег и корень). Со временем примитивные риниофиты, не имеющие сформированных побегов, сменились папоротникообразными видами, которые распространились по Земле в девоне (около 400 млн. лет назад). В мезозое (235-132 млн. лет назад) на планете господствуют голосеменные растения, а вслед за ними появляются покрытосеменные, которые считаются вершиной эволюции растительного мира.
Покрытосеменные растения достигают расцвета в кайнозое – геологической эпохе, которая началась около 66 млн. лет назад и продолжается по настоящее время. Хотя, судя по отпечаткам в пластах горных пород, появились они еще в мезозое (примерно 130 млн. лет назад), но это были немногочисленные и примитивные формы. Древнейшие покрытосеменные растения – представители группы нимфейных, к которым относятся кувшинки.
В настоящее время этот отдел является самым многочисленным. Между экватором и обоими полюсами нет такого участка, на котором существуют условия для растительной жизни, но не обнаружено покрытосеменных. Помимо широчайшего географического разнообразия, покрытосеменные растения характеризуются многогранностью форм и способов роста. Миниатюрная ряска, затягивающая поверхность водоема, и громадный баобаб, живущий сотни и даже тысячи лет, колючие кактусы и элегантные орхидеи, скромная ромашка и гигантская раффлезия, имеющая цветки метрового диаметра, – все они относятся к данному отделу. Довольно многочисленная группа – водные покрытосеменные растения, населяющие пресноводные (преимущественно) и соленые (реже) водоемы. Такие виды не являются примитивными, напротив, это результат приспособления наземных форм к водной среде.
Основная особенность покрытосеменных – наличие цветка, генеративного органа, отвечающего за половое размножение и привлекающего агентов опыления. Отсюда и второе название отдела – Цветковые растения (Magnoliophita).
Размножение покрытосеменных растений непосредственно связано с процессом опыления, в котором участвуют насекомые, птицы, млекопитающие, ветер и вода. В большинстве климатических зон планеты основными агентами опыления являются насекомые. В тропических широтах эту функцию выполняют птицы и млекопитающие. Злаки на лугах, в степях и саваннах, полыни в пустынях, древесные породы в тундре и средней полосе, болотные растения являются ветроопыляемыми. Гораздо реже встречается водное опыление (гидрофилия) – оно характерно для видов, цветы которых распускаются под водой (например, зостера). В тех климатических зонах, где неосуществим один из перечисленных способов, происходит самоопыление.
Следующий этап размножения – оплодотворение и формирование плодов. Отдел Покрытосеменные растения характеризуется так называемым двойным типом оплодотворения. Пыльца, попавшая на рыльце пестика, «прорастает», и в семяпочку по пыльцевой трубке продвигаются мужские половые клетки. Один спермий участвует в оплодотворении яйцеклетки, а другой соединяется с одной из клеток особого слоя – зародышевого листка. В результате в первом случае формируется зародыш, а во втором – предназначенная для его питания запасающая ткань.
Существует группа растений, которой для образования плодов не требуется опыление (семена формируются без участия пыльцы). К этой группе относятся одуванчики, манжетки, некоторые виды лютиков.
Есть также растения, которые размножаются преимущественно вегетативным способом, минуя фазы образования цветка, опыления и вызревания семян. Это луковичные, корневищные и некоторые другие представители покрытосеменных.