Общая характеристика отдела «цветковые» (стр. 1 )

Общая характеристика отдела «цветковые»

Отдел цветковые, или покрытосеменные, является самой многочисленной группой в царстве растений и насчитывает около 235—250 тысяч видов. Представите­ли этого отдела распространены очень широко и населя­ют самые разнообразные местообитания: от арктических и антарктических тундр до влажных тропических лесов и саванн, от морских побережий до самой границы веч­ных снегов и льдов в горах. Некоторые виды этих расте­ний освоили пресные и даже морские воды, хотя, по срав­нению с наземными, количество их мало. Покрытосеменные образуют основную массу расти­тельного вещества биосферы и являются важнейшими производителями (продуцентами) органики на суше, точ­но так же, как водоросли — основные продуценты в мо­рях и океанах. Такое широкое распространение, а также большое количество видов этих растений обусловлено рядом прогрессивных особенностей:

1. Для покрытосеменных характерен особый генера­тивный орган — цветок, имеющий сложную орга­низацию и представляющий собой видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голо­семенных;

2. Основной единицей расселения является семя (как и у голосеменных);

3. Семязачатки (в отличие от голосеменных, у кото­рых они располагаются открыто на семенной чешуе), защищены стенками завязи, сформированной из од­ного или нескольких плодолистиков (мегаспорофиллов);

4. При опылении «используются» различные живот­ные (насекомые, птицы, летучие мыши и др.), а так­же потоки воздуха и воды;

5. Наблюдается максимальная редукция гаметофитов. при этом архегониев и антеридиев нет;

6. Процесс полового размножения сопровождается двойным оплодотворением, в результате которого об­разуется диплоидная зигота и закладывается триплоидная питательная ткань— эндосперм;

7. Имеется плод, что позволяет использовать различ­ных агентов при распространении семян;

8. Хорошо сформирована проводящая система, у по­давляющего большинства растений ксилема пред­ставлена сосудами, а не трахеидами; ситовидные эле­менты флоэмы снабжены клетками-спутницами;

9. Фотосинтетический аппарат устойчив к действию прямых лучей света, что позволяет заселять откры­тые, сильно освещенные места;

10. Наблюдается большое разнообразие жизненных форм — встречаются древесные, полудревесные виды и травы;

11. Для некоторых характерно быстрое протекание про­цессов развития и роста (однолетние формы);

12. В отличие от остальных групп, цветковые могут об­разовывать сложные многоярусные сообщества. Таким образом, цветковые являются наиболее вы­сокоорганизованной группой в мире растений, обладаю­щей значительной эволюционной пластичностью, имею­щей большие возможности приспособления (адаптации) к различным условиям среды.

Значение покрытосеменных в жизни человека труд­но переоценить. Достаточно вспомнить, что практичес­ки все культурные растения принадлежат к этому отде­лу. Древесина покрытосеменных используется в промыш­ленности, строительстве, производстве бумаги, мебели и т. д. Благодаря биохимическим и физиологическим осо­бенностям многие цветковые растения являются сырьем для получения лекарственных препаратов и применяются как в официальной, так и народной медицине.

Морфология цветковых

Как уже говорилось, для цветковых характерно ог­ромное многообразие жизненных форм, большее, чем в каком-либо ином отделе высших растений. Среди них есть древесные формы — деревья, кустарники и кустарнич­ки, полудревесные — полукустарники и полукустарнички, а также травы — как малолетники (однолетники и дву­летники), так и самые различные многолетники. Встре­чаются, кроме того, лианы, растения-подушки, стелю­щиеся формы. Есть растения-эпифиты, поселяющиеся на других растениях (тропические орхидные, бромелиевые), паразиты (наиболее известны — повилика, заразиха, раф­флезия) и полупаразиты (омела). Считается, что в эволюционном плане первичной формой роста у цветковых является слабоветвящееся дерево с толстыми ветвями и развитым стволом. Травы возникли из древесных форм в результате ослабления и почти полного угасания активности камбия. Среди трав, вследствие сокращения жизненного цикла, выделились малолетние формы (однолетники и двулет­ники). В условиях, когда продолжительность вегетаци­онного периода сокращена из-за действий неблагоприят­ных факторов среды, появляются растения-эфемеры. Их жизненный цикл от семени до семени проходит в течение одного короткого вегетационного периода. Тело цветкового растения подразделяется на три ос­новных вегетативных органа -- корень, стебель и лист. В некоторых случаях, например, в результате специали­зации, эти органы могут сильно видоизменяться или ре­дуцироваться. Рассмотрим организацию вегетативных органов покрытосеменных более подробно. Корень. Корешок зародыша по мере дальнейшего ро­ста и развития преобразуется в так называемый главный корень, на котором формируются боковые корни. У двудольных (как и у голосеменных) главный ко­рень выражен хорошо и заметно более развит по сравне­нию с боковыми. Таким образом, для этих растений ха­рактерна стержневая корневая система. У однодольных же главный корень быстро отмира­ет, а основную массу корневой системы образуют прида­точные (формирующиеся на стебле) и развивающиеся на них боковые корни. Такая корневая система, состоящая из относительно одинаковых элементов, называется моч­коватой. Развитие придаточных корней на стебле характер­но для многих цветковых, их разновидностью являются воздушные корни (у монстеры, филодендрона, баиьяна). Для покрытосеменных свойственно образование специа­лизированных корней и корневых систем, что можно рассматривать как явления адаптации. Так, у некото­рых видов лесных тропических деревьев развиваются досковидные корни, у растений, образующих мангровые заросли, — ходульные и дыхательные корни. Многие цветковые вступают в симбиотические от­ношения с грибами, образуя так называемую микоризу («грибокорень»). При этом растение и гриб получают взаимную выгоду от такого сожительства: гриб — необ­ходимые органические вещества, образующиеся в резуль­тате фотосинтеза в растении, гормоны; а растение — глав­ным образом воду и минеральные соли, поглощаемые грибом. При этом различают эктомикоризу — гифы гриба не проникают в клетки корня, и эндомикоризу — гифы гриба внедряются в клетки корня (этот тип взаимодей­ствия в основном характерен для цветковых). Некото­рые растения, например орхидные, бывают настолько тесно связаны с грибом, что в стерильных условиях в отсутствии грибного заражения существовать не могут. Но этой причине долгое время не удавалось выращивать декоративные орхидеи из семян — для их прорастания обязательным условием является грибное инфицирование. В тканях корней могут откладываться различные запасные вещества и вода. Такие корни, как правило, утолщаются и приобретают самую различную форму. Всем известные «корнеплоды» свеклы, сельдерея, мор­кови, репы и др. представляют собой комплексные обра­зования, формирующиеся в результате срастания подсемядольного колена (гипокотиля) (см. ниже) и собствен­но главного корня. У некоторых покрытосеменных функ­цию запасания питательных веществ могут выполнять придаточные корни, которые несколько утолщаются и приобретают шнуровидную форму (некоторые лилейные). На корнях могут развиваться придаточные почки, из которых вырастают надземные побеги — корневые от­прыски, Эта особенность характерна для быстро рассе­ляющихся сорных растений. Стебель. Стебель покрытосеменных тоже может зна­чительно видоизменяться в зависимости от выполняе­мых им функций. У некоторых видов стебли служат местом накопления различных веществ. Так, у кактусов и ряда молочаев здесь происходит запасание больших количеств воды. Стволы африканских баоба­бов, бутылочных и бальсовых деревьев выполняют ту же функцию. Специализированными видоизмененными побегами являются корневища, клубни и луковицы. Корневище — это видоизмененный подземный побег, несущий чешуе­видные листья и почки, на нем могут развиваться при­даточные корни. Иногда корневища утолщены и выпол­няют функцию запасания продуктов ассимиляции и воды. Луковица — видоизмененный побег с коротким уплощенным стеблем — донцем, от которого отходят, как правило, бесцветные мясистые листья. Основная функ­ция клубней и луковиц — запас питательных веществ и влаги. Для некоторых видов характерно образование клубнелуковиц — видоизмененных побегов, внешне на­поминающих луковицу, однако запасные питательные вещества сосредоточиваются в этом случае в осевом орга­не, покрытом сухими чешуйками листьев. Как лукови­цы, так и клубнелуковицы, характерны исключительно для представителей класса однодольных. Иногда стебли выполняют функцию основных фотосинтезирующих органов и даже приобретают форму ли­ста — это так называемые кладодии. Как видоизмене­ния побега можно рассматривать различные колючки, имеющие побеговое происхождение, а также развиваю­щиеся в пазухах листьев усики винограда. В целом не­обходимо отметить, что у одних видов и групп покрыто­семенных стебель может быть хорошо выражен и приоб­ретать самую различную форму (дуб, виноград, бамбук), а у других, напротив, стебель бывает недоразвит или не выражен вовсе (ряска, вольфия). Основной тип ветвле­ния у цветковых — симподиальное (перевершинивание). Лист. На стебле располагаются листья, которые у представителей этого отдела очень разнообразны. Как правило, они бывают хорошо развиты и являются глав­ным фотосинтезирующим органом, выполняя таким об­разом трофическую функцию. Благодаря наличию кле­ток эпидермиса, кугикулярного и, нередко, воскового  прямые солнечные лучи значительно рассеивают­ся, Тем самым фотосинтечирующий аппарат предохра­няется от разрушения. Эта особенность покрытосемен­ных позволила им заселять открытые, сильно освещен­ные пространства. У двудольных лист обычно состоит из плоской листовой пластины и черешка (черешковые листья березы, дуба, клена, яблони) . Но для некоторых видов характерны сидячие листья (клоповник пронзенно-листный, володушка круглолистная). У однодольных часто встречаются влагалищные листья, причем неред­ко влагалище листа покрывает все междоузлие (у зла­ков, осок). Листовая пластинка у двудольных может быть цель­ной или значительно изрезанной (рис. 13.14).