Учебно-методический комплекс дисциплины «Ботаника» (стр. 9 )

Наиболее характерные черты цветковых следующие:

1. гаметофитное поколение сильно редуцировано. Гаметофит полностью зависит от спорофита и находится под его защитой.

2. Для оплодотворения не нужна вода.

3. Наличие семян.

4. Наличие завязи – влажной камеры, предохраняющей семязачаток от различных повреждений.

5. Двойное оплодотворение

6. Различные приспособления к опылению и распространению семян.

7. Настоящие корни способствующие эффективному извлечению влаги из почвы

8. От высыхания цветковые защищены эпидермисом и нерастворимой в воде кутикулой или же пробкой.

9. Наличие устьиц, хорошо отработанные процессы газообмена и транспирации.

Число видов покрытосеменных точно не установлено, но ориентировочно приводят от 170 тыс. до 250 и даже 300 тыс. В данном случае решающее значение имеет разное понимание объема вида — дробное или крупное. Так или иначе, но ясно одно — покрытосеменные — самая многочисленная группа растений, ныне процветающая. Как наиболее приспособленные к современным условиям жизни они широко распространились и господствуют в разнообразных ландшафтах суши. Поэтому их нередко называют победителями в борьбе за существование, которая длилась целые геологические эпохи. Все остальные группы континентальных растений по сравнению с покры­тосеменными отступили на второй план.

Таким образом, покрытосеменным принадлежит важнейшая роль в жизни природы нашей планеты. Вся история развития современного мира животных, особенно млекопитающих и птиц, возникновение самого человека связаны с цветковыми растениями.

Среди покрытосеменных встречаются многие группы видов, при­способленных к разнообразным условиям жизни, в том числе и к экстремальным в арктических странах и знойных песках пустынь, солончаках, в пресных и морских водоемах. Можно сказать, что необозримому многообразию местообитаний в природе соответствует такое же многообразие видов. Действительно, только среди покрытосеменных встречаются столь контрастные виды, как баобаб (африканская саванна) и пажитник крупноцветковый — или туркменский. Первое растение — колосс, достигающий 8 м в поперечнике и возраста 5000 лег. Второе — карликовая травка, вырастающая в знойное лето всего лишь на 5—10 см высоты и проходящая полный жизненный цикл за 4—-6 недель (эфемер среднеазиатских каменистых полупустынь). Подобные контрасты можно видеть даже в рамках одной систематической группы в пределах близких родов.

Давно уже покрытосеменные дифференцируют на 2 класса—однодольные и Двудольные. Так же давно длится дискуссия о правомерности такого разделения. Дело в том, что между названными классами нет четких морфологических границ. Длительное время дискутировался вопрос — какой из классов более древний. При этом одни видные ученые были убеждены, что более древними являются однодольные, другие не менее авторитетные исследователи считали более древними двудольные; третьи высказываются за одновозрастность обоих классов, за параллельное их развитие от единого предкового ствола (филы).

Можно привести и другие признаки различия, менее стабильные. Биохимики, например, свидетельствуют, что продукты жизнедеятельности у двудольных более разнообразны и в химическом отношении более сложны. Они вырабатывают дубильные вещества, каучук, гуттаперчу, смолы, разнообразные витамины, алкалоиды и гликозиды; среди них много физиологически активных, имеющих медицинское значение. Их семена в отличие от однодольных содержат жирные масла и разнообразные вкусовые вещества (горчица, черный перец, мускатный орех и др.).

Ни один из приведенных «основных» признаков различия не является вполне устойчивым. Для разделения однодольных и двудольных необходимо сопоставлять весь кодекс признаков.

Тема 13. Семя

Семя.

Плод.

Классификация плодов.

Семя представляет собой семязачаток (семяпочку), видоизмененный в результате оплодотворения (или апомиксиса). Основное видоизменение связано с развитием из зиготы зародыша.

У покрытосеменных семя образуется в результате двойного оплодотворения: из зиготы, образованной после слияния спермия с яйцеклеткой, развивается зародыш; из клетки, образовавшейся в результате слияния другого спермия с вторичным ядром зародышевого мешка, развивается питательная ткань семени — эндосперм. Синергиды и антиподы обычно дегенерируют и растворяются; интегументы превращаются в кожуру семени, а нуцеллус у большинства растений потребляется непосредственно в качестве питательного вещества при форми­ровании зародыша семени, реже превращается в питательную ткань — перисперм.

Более универсальное определение семени дать трудно по причине чрезвычайного разнообразия семян у одних только покрытосеменных. Основной компонент семени — зародыш. В сформированном зародыше детерминированы основные три органа растений: корень, стебель, лист («железная триада»).

Физиологический аспект в определении семени как органа, приспособленного к состоянию покоя, только подразумевается. Известно значительное число таксонов, где семена прорастают без периода покоя, как у дурьяна. По всем данным это признак примитивной организации.

Издавна различают две основные группы зародышей. К первой группе относят зародыши с двумя семядолями, как у двудольных покрытосеменных; ко второй — зародыши с одной семядолей, как у однодольных покрытосеменных. Между названными двумя формами зародышей существуют разнообразные переходные формы.

Семядоли гомологичны листьям. Они являются боковыми придатками оси зародыша.

Семена покрытосеменных чаще всего бывают белковыми, т. е. содержащими эндосперм. Ядра клеток эндосперма содержат тройной набор хромосом.

Семена с хорошо развитым эндоспермом больше свойственны однодольным. Многие виды покрытосеменных, особенно из числа двудольных, имеют слабо развитый эндосперм. Тогда запасные продукты от­кладываются в других частях зародыша—в гипокотиле и в семядолях.

Сильно развитый эндосперм нередко рассматривают как признак примитивной организации. Такое представление довольно универсально поскольку явно архаичные таксоны из числа древесных многоплодниковых имеют мощный эндосперм. Зародыш у них крохотный, слабо дифференцированный.

Наличие перисперма у покрытосеменных — явление относительно редкое. Перисперм свойствен видам лишь некоторых семейств. Семена с периспермом имеют запасные продукты либо в интегументах, либо в остатках нуцеллуса, либо и в интегументах и в остатках нуцеллуса одновременно. Более обычен интегументальный перисперм.

Классификация семян проста. Различают четыре типа семян в зависимости от того, где в семени откладываются запасные вещества: в эндосперме и перисперме или в зародыше.

Семена характеризуются очень важной особенностью: в условиях, неблагоприятных для прорастания, они могут значительное время пребывать в состоянии покоя. С наступлением благоприятных условий температуры и влажности семена всасывают воду и при достаточном количестве воздуха начинают прорастать, формируя проросток.

Плод—видоизмененный цветок в целях защиты и распространения семян. Следовательно, наиболее существенная часть плода — заключенные в нем семена.

Плоды начинают формироваться в результате изменения гинецея, происходящего после двойного оплодотворения или после апомиксиса. В образовании плода, кроме гинецея, принимают участие прирастающие к нему части цветка.

Если в образовании плода принимает участие только простой апокарпный гинецей, плод называют простым (например, у гороха). Плод, образованный несколькими пестиками (сложный гинецей) одного цветка, как, например у малины, лютика едкого, называют сложным, или сборным

Очень часто в образовании стенки плода — околоплодника или перикарпия принимают участие и другие органы цветка. Нередко в образовании плода очень заметно участие цветоложа.

Соплодие. В отличие от плода соплодие формируется не из одного цветка, а из целого соцветия или его частей. В любом случае в образовании соплодия кроме цветков принимают участие оси соцветия. Соплодие представляет собой продукт видоизменения (после оплодотворения) не только цветков, но также осей соцветия. В типичных случаях соплодие имитирует плод и соответствует ему функционально.

Соплодия представлены значительным разнообразием. В одних случаях, например, у шелковицы, соплодия образуют сросшиеся женские соцветия; съедобная часть образована разросшимися мясистыми околоцветниками. Съедобная часть соплодия инжира, так называемая «винная ягода», образована сильно разросшимися осями соцветия и отчасти также разросшимся мясистым околоцветником. Соплодие ананаса образуется срастающимися бессеменными плодами, мясистой осью соцветия и разрастающимися также мясистыми кроющими листьями.

Таким образом соплодие является метаморфозом соцветия или его частей в результате срастания цветков (плодов), сильного разрастания частей цветка, осей соцветия.

Плоды с сухим околоплодником. I. Коробочковидные (плод многосеменной, обычно растрескивающийся, так что семена свободно высеиваются.

Листовка — одногнездный плод, образованный одним плодолистиком. Вскрывается по брюшному шву—линии срастания краев плодолистика. Из сложного гинецея водосбора.

Собственно коробочка — плод, образованный двумя или несколькими пло­долистиками. У разных растений различные способы раскрывания плода. У мака коробочка вскрывается дырочками, у белены крышечкой, у гвоздики— зубчиками, у дурмана створками и т. д.

II. Ореховидные (плоды одно-семенные, при созревании не растрес­киваются, семена не высеивающиеся, орех, или орешек, — околоплодник жесткий, деревянистый (лещина, гречиха.

Семянка — околоплодник кожистый, семя не срастается с околоплодником (подсолнечник). Из сложного гинецея лютика, земляники, образуется плод сложная семянка.

Крылатка — семянка, околоплодник который имеет кожистый или перепончатый крыловидный вырост, как у вяза — род

Зерновка — околоплодник кожистый, сросшийся с семенной кожурой (пшеница — род, рожь.

Иногда простые плоды могут распадаться по гнездам или разламываться на односеменные членики. Такие плоды называют дробными: например, дробный орешек у представителей семейства яснотковых, дробная крылатка у клена, членистый стручок у дикой редьки, членистый боб у копеечника.