Отдел покрытосеменные

Ароморфозы покрытосеменных (цветковых растений)

1. Двойное оплодотворение, открытое Навашиным С. Г. в 1898г.
2. Появление цветков и плодов. Цветок рассматривается как видоизмененный спороносный побег (стробил).

Общая характеристика покрытосеменных:

1. Спорофит питается автотрофно, а гаметофит – гетеротрофно за счет спорофита и полностью зависит от него. Гаметофит – не отдельное растение, а небольшое образование внутри спорофита (цветка).
2. Имеются все жизненные формы: кустарники, деревья, лианы, травы (последние преобладают).
3. Большинство имеют сосуды в проводящей системе.

Главным отличием покрытосеменных от голосеменных является наличие у первых плода – семя не лежит открыто, а защищено плодовой оболочкой. Кроме этого, есть много менее очевидных отличий, представленных в следующей таблице:

Таблица «Сравнение покрытосеменных и голосеменных растений»

Отдел Покрытосеменные делится на два класса: однодольные и двудольные, отличающиеся друг от друга рядом признаков.

1. Цветки однодольных чаще трехчленного типа, то есть количество частей цветка кратно трем: 3-6 лепестков, 6 тычинок. Цветки двудольных пятичленного типа.

2. Околоцветник однодольных простой, состоящий чаще только из венчика, двудольные имеют двойной околоцветник, образованный чашечкой и венчиком.

3. У представителей этих классов отличается и семя. Зародыш однодольных огражден от эндосперма щитком, через который происходит его питание при прорастании семени, семя имеет только одну семядолю, что и определило название класса. Зародыш двудольных питается за счет самих семядолей, эндосперма нет у большинства представителей. Семя содержит две семядоли.

4. Однодольные – в основном травянистые растения, их проводящие пучки не имеют камбия и не способны вторично утолщаться (даже бамбук и пальмы утолщаются не за счет камбия).

Стебли двудольных имеют открытые проводящие пучки (между ксилемой и флоэмой лежит камбий, откладывающих в сторону ксилемы новые сосуды и другие элементы древесины, а в сторону флоэмы – ситовидные трубки и другие элементы луба), поэтому способны к вторичному утолщению и часто являются древесными.

5. Край листа однодольных ровный, а у двудольных растений может быть как ровным, так и пильчатым, зубчатым и т. д.

6. Лист однодольных простой, то есть листовая пластинка едина, у двудольных лист может быть как простым, так и сложным (листовая пластинка может быть разделена).

7. Отличается и тип жилкования (расположения жилок в листе): у однодольных параллельное и дуговое жилкование, у двудольных – перистое, сетчатое, пальчатое жилкование.

8. Корневая система однодольных часто состоит из придаточных корней, а главный корень отсутствует. Такая корневая система называется мочковатой.

Двудольные имеют стержневую корневую системы с чётко выраженным главным корнем.

Таблица «Сравнение однодольных и двудольных»

Семейства двудольных растений

1. Семейство крестоцветные

Цветок: имеет двойной околоцветник (четыре чашелистика и четыре лепестка), тычинок шесть (два во внешнем круге, четыре во внутреннем),  пестик один.

Формула цветка: *Ca₄Co₄A₂₊₄G₁ или *Ч₄Л₄Т₂₊₄П₁

Диаграмма цветка:

Соцветие: кисть, метелка

Рис. Соцветие кисть

Рис. Соцветие метёлка

Плод: стручок, стручочек.

Семена: не имеют эндосперма

Представители:

Горчица и рапс (используют для получения растительных масел, оставшийся после отжима жмых сушат, перемалывают и делают горчичный порошок, который используется в горчичниках и в кулинарии; растения относятся к медоносным).

Репа, турнепс, редька, редис (используются видоизмененные корни - корнеплоды).

Хрен (приправа).

Пастушья сумка (сорное растение).

Левкой и ночная красавица (декоративные).

Другие особенности: растения этого семейства содержат большое количество витамина С, путем искусственного отбора получены: листовая капуста, цветная (в пищу используют видоизмененные сочные цветки), белокочанная и краснокочанная (используется видоизменённый побег или почка), брюссельская (видоизмененные почки), кольраби (видоизмененный побег). Капуста – двулетнее растение, в первый год происходит активное накопление питательных веществ, а на второй год происходит цветение и плодоношение.

2. Семейство розоцветные

Цветок: пятичленного типа, обоеполый правильный (с радиальной симметрией). Количество тычинок чаще всего четно количеству лепестков, количество пестиков может быть разным. Околоцветник у многих представителей двойной.

Формула цветка: *Ca₅Co₅A_∞G_∞ (*Ч₅Л₅Т_∞П_∞) или *Ca₅Co₅A_∞G₁ (*Ч₅Л₅Т_∞П₁) – это наиболее распространенные формулы, могут встречаться и другие, но общей чертой у них останется количество чашелистиков равное пяти, число лепестков кратно пяти, они могут быть сросшимися или свободными.

Диаграмма цветка:

Соцветие: зонтики, щитки, кисти

Плод: орешки, многоорешки, костянки, многокостянки, встречается большое количество ложных плодов.

Семена: у большинства без эндосперма

Представители: шиповник, яблоня, рябина, малина, ежевика, костяника, морошка, груша, слива, терновник, алыча, боярышник, миндаль, абрикос, персик, вишня

Другие особенности: Содержащийся в миндале глюкозид амигдалин разлагается на бензальдегид и синильную кислоту. Абрикос содержит большое количество витамина А.

3. Семейство бобовые или мотыльковые

Цветок: чаще неправильный (зигоморфный, билатерально симметричный), пестик один, тычинок десять. Верхний, самый крупный лепесток называют парусом, два боковых – веслами или крыльями, два нижних лепестка сливаются, образуя лодочку.

Формула цветка: ↑Ca₍₅₎Co_1+2+(2)A₉₊₁G₁ или ↑Ч₍₅₎Л_1+2+(2)Т₉₊₁П₁

Диаграмма цветка:

Соцветие: кисти, головки

Рис. Соцветие кисть

Рис. Соцветие головка

Плод: боб

Семена: без эндосперма

Представители: мимоза, акация, арахис, горох, фасоль, клевер, соя, люцерна.

Другие особенности: у акации прилистники превращены в колючки.

Некоторые культурные бобовые, такие как горох посевной, размножаются самоопылением. Бобовые вступают в симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Листья у всех сложные, есть видоизменения листа – ус (горох).

4. Семейство пасленовые

Цветок: цветки чаще правильные (радиально-симметричные), число чашелистиков, тычинок и лепестков кратно пяти, пестик один.

Формула цветка: *Ca₍₅₎Co₍₅₎A₅G₁ или *Ч₍₅₎Л₍₅₎Т₅П₁  

Диаграмма цветка:

Соцветие: завиток

Плод: ягоды и коробочки

Рис. Плод ягода

Рис. Плод коробочка

Семена: без эндосперма

Представители: томат, картофель, паслён, белена, дурман, баклажан, красный перец, физалис, белладонна, табак, мандрагора,

Другие особенности:  многие паслёновые содержат алкалоиды, вследствие чего они ядовиты. Стебель, листья, ягоды картофеля и позеленевшие клубни накапливают соланин

5. Семейство сложноцветные или астровые

Цветок: может быть трубчатым, язычковым или ложноязычковым, воронковидным. Обычно цветок имеет один пестик, пять сросшихся тычинок, пять сросшихся лепестков.

Формула цветка: так как цветки даже в одной корзинке могут быть разными, то и формул может быть множество:

Трубчатые - *Ca₀Co₍₅₎A₍₅₎G_1-2 или *Ч₀Л₍₅₎Т₍₅₎П_1-2

Язычковые - ↑Ca₀Co₍₅₎A₍₅₎G_1-2 или ↑Ч₀Л₍₅₎Т₍₅₎П_1-2

Ложноязычковые - ↑Ca₀Co₍₃₎A₍₀₎G_1-2 или ↑Ч₀Л₍₃₎Т₍₀₎П_1-2

Диаграмма трубчатого цветка:

Соцветие: всегда корзинка

Плод: семянка, развивается из завязи, в основании которой образуется много щетинок и волосков, которые образуют хохлатку, способствующую распространению семян.

Семена: нет эндосперма

Представители: ромашка, василёк, мать-и-мачеха, кошачья лапка, одуванчик, подсолнечник, лопух, топинамбур или земляная груша, маргаритки, ноготки, георгины, астры, циннии, бодяк или розовый осот, чертополох, тысячелистник

Другие особенности: у многих представителей есть млечники или смоляные ходы. Щетинки плода могут образовать парашютики (у одуванчика). Лопух распространяется с помощью животных, его плод покрыт «липучками».

Класс однодольные

На данный момент растения этого класса являются наиболее прогрессивными, их семя имеет хорошо развитый эндосперм, скорость их размножения позволила захватить большие территории нашей планеты.

Большинство представителей класса – травянистые растения, но есть и небольшое количество древесных (пальмы, бамбук, юкка).

1. Семейство лилейные

Цветок: обоеполый, правильный (актиноморфный), имеет простой околоцветник, количество лепестков кратно трем, пестик один, тычинок шесть.

Формула цветка: *P₃₊₃A₃₊₃G₁ или *O₃₊₃Т₃₊₃П

Диаграмма цветка:

Соцветие: кисти, колосья, метелки

Плод: коробочка, ягода.

Семена: с эндоспермом у всех представителей

Представители: чемерица, лилейник, алоэ, гусиный лук, тюльпан, рябчик, пролески, гиацинты, лук, чеснок, ландыш, спаржа, вороний глаз.

Другие особенности: многие представители имеют видоизмененные подземные побеги – корневища и луковицы. Ягоды ландыша и вороньего глаза ядовиты.

2. Семейство злаки

Цветок: типичный околоцветник отсутствует, есть верхняя кроющая чешуя, образованная предлистом; нижняя кроющая чешуя, околоцветные пленки. Тычинки три, иногда их количество сокращается до двух или даже одной, пестик один. Опыление только ветром. Цветки обоеполые.

Формула цветка: ↑P₍₂₎₊₂A₃G₁ или ↑O₍₂₎₊₂Т₃П₁

Диаграмма цветка:

Соцветие: сложный колос, метелка, султан

Плод: зарновка. Ее семенная чешуя плотно срастается с тонким околоплодником.

Семена: Эндосперм крахмалистый, благодаря чему его используют в производстве муки.

Представители: бамбук, рожь, пырей, пшеница, мятлик, овес, тимофеека, лисохвост, просо, рис, кукуруза.

Другие особенности: междоузлия у большинства полые, такой стебель называется соломиной. Листья влагалищные, обхватывающие стебель. Имеется подземный видоизмененный побег – корневище. Рост стебля вставочный, за счет образовательной ткани узла.