Покрытосеменные растения первые семенные растения

Обновлено: 04.10.2024

Семенные растения в ходе эволюции приобрели ряд адаптационных особенностей в развитии, которые позволили им занять господствующее положение в царстве растений: внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семенного зачатка, наличие семени.

Появление высших семенных растений — это новый этап в эволюционном развитии растительного мира. Организм расте6ий смог выработать много разнообразных свойств и приспособлений к жизни в разнообразных условиях суши. Покрытосеменные растения достигли наибольшего развития и лучше всего приспособились к наземному образу жизни.

В процессе длительной эволюции у растений сформировались специальные вегетативные органы: корень, изменённые и приспособленные к наземной среде органы размножения. Увеличилась поверхность соприкасания с внешней средой благодаря большему ветвлению надземных и подземных органов. Усложнилось анатомическое строение, формируются ткани. Развивается покровная ткань, защищающая растение от лишнего испарения. В результате необходимости подачи воды и минеральных солей к надземным органам и обратного оттока органических веществ из листьев в другие органы растений сформировалась проводящая ткань. А с увеличением фотосинтезирующих органов (листьев) больше стал объём ассимиляционная ткань. Формируются так же запасающая, механические и другие ткани. В процессе эволюции половой процесс усложнился, потому образовались многоклеточные половые органы, защищающие яйцеклетку от высыхания. Семя стало одним из важнейших приобретений в эволюции растений. Развитие семенных растений в процессе эволюции шло путём всё большей редукции гаметофита.

Семенные растения могут размножаться половым и вегетативным способами. Половое размножение цветковых растений связано с образованием половых клеток в тычинках и пестиках цветка. Так, в пыльниках созревают пыльцевые зерна, внутри которых формируются мужские половые клетки – спермии. Женские половые клетки – яйцеклетки – образуются в семязачатках. После опыления и оплодотворения образуется зигота, из которой развивается зародыш. Благодаря половому размножению потомки несколько отличаются от родительских особей. Возникающая таким образом при половом размножении изменчивость облегчает приспособление потомков к разнообразным изменениям окружающей среды.

Вегетативное размножение происходит в результате отделения от материнского организма многоклеточных частей, из которых впоследствии развиваются новые особи. В его основе лежит явление регенерации. Регенерация (от лат. регенерацио – возрождение, восстановление) – это способность восстанавливать целостный организм из его части за счет деления и дальнейшей специализации клеток.

Вегетативно размножаться способно большинство цветковых растений. С помощью разных вегетативных органов или их видоизменений (например, клубней, корневищ, луковиц, усов, выводковых почек).

Вегетативное размножение наблюдается в природе повсеместно – в лесах, водоемах, на лугах, его можно увидеть и на приусадебных участках. Так, корневищами размножаются многолетние травы (например, пырей, ландыш, мята, осот). Луковицами – многие дикорастущие виды: подснежники, лилии, тюльпаны, нарциссы. Некоторые виды растений размножаются стеблевыми (картофель, топинамбур) или корневыми (георгины, чистяк) клубнями. Надземными ползучими побегами – усами – размножаются лапчатка и земляника. Выводковыми почками, способными отделяться от материнского растения и давать начало новой особи, размножаются росянка, каланхоэ и другие. Многие растения размножаются стеблевыми (тополь, ольха) или корневыми (вишня, слива, малина) отпрысками, которые развиваются из дополнительных почек.

Часто растения размножают черенками- частями вегетативного органа (корня, побега) с несколькими почками. Стеблевые черенки – это части побега с узлами, междоузлиями и почками.

Отличительные признаки семенных растений.

Главным преимуществом семенных растений перед споровыми, которое возникло в процессе эволюции, - независимость оплодотворения от наличия воды. Благодаря этому семенные растения получили возможность распространяться по земной поверхности и стали господствующей прогрессивной группой растений.

Семенные растения в сравнении со споровыми представляют более высоко организованы, поскольку главным элементом для распространения определённого вида является качественно новое образование — семя.
Большим прогрессом стало то, что споры одноклеточные, а семена - многоклеточные и содержат уже сформированный зародыш и запас питательных веществ для его развития.

У семенных растений происходит дальнейшее развитие и ещё большее доминирование в цикле развития спорофита и редукция гаметофита, полностью зависящего от спорофита.

Внешний вид, строение и биологические особенности высших семенных растений очень разнообразны. Для высших семенных растений характерным есть чёткое чередование в жизненном цикле двух поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Замечание Спорофит у высших растений постепенно занял доминирующее состояние над гаметофитом. Подвижные, со жгутиками сперматозооны у более совершенных семенных растений превратились на спермии без жгутиков и потерли способность к самостоятельному движению. И если у более древних наземных споровых растений процесс оплодотворения зависит от воды, то у более высокоорганизованных голо- и покрытосеменных половое размножение уже полностью независимо от её наличия.

Все семенные относятся к разноспоровым растениям, а их крайне редуцированный гаметофит размещён внутри мегаспоры.

18. Семенные растния-голосеменные, на примере класса Хвойных. Цикл сосны

Растения отдела голосеменных не имеют цветка и плодов. Семена формируются из семязачатков. Вместо цветов и плодов-шишка. У взрослых растений шишки бывают мужскими и женскими. Мужская шишка напоминает кисточку желтоватого цвета, покрытую пыльцой. Женская имеет красновато-коричневую окраску и больше похожа на обычную древесную почку. Ветроопыляемые. Листья узкие, игольчатые-хвоя.

Жизненные формы: кустарники и хвойные деревья, реже лианы и листопадные деревья, травянистые виды- еще реже.

Листья голосеменных покрыты толстой кутикулой и могут иметь различную форму:

иголки –у ели или сосны;

чешуйки — у кипариса или туи;

перистые листья — у папоротников;

разветвленные листочки; двулопастные.

Однодомные (когда на одном дереве растут мужские и женские шишки) и двудомные (шишки разного пола растут на разных деревьях). Корневая система стержневая. От главного длинного и толстого корня отходят более короткие боковые ветви. Древесина мощная и хорошо развитая, а сердцевина и кора тонкие и невыраженные. В древесине, листьях и коре содержится большое количество смолы и эфирных масел.

Жизненный цикл сосны

Весной на молодых побегах появляются шишки. В основании одних побегов собраны мужские шишки. На верхушках других расположены 1-2 женские шишки. На чешуях мужских шишек развиваются по два пыльника (микроспорангия). В них образуются гаплоидные(n) микроспоры(мейоз). Каждая микроспора, прорастает в мужской гаметофит - пыльцу. Пыльца имеет два воздушных пузырька, что облегчает её перенос ветром.

На верхней стороне чешуй женских шишек находятся по два семязачатка. В каждом из них, в результате образуется четыре мегаспоры(мейоз). Одна из них прорастает в женский гаметофит с двумя женскими половыми органами - архегониями, три оставшихся отмирают.

Для того, чтобы семязачаток развился в семя, сначала должно произойти опыление, затем оплодотворение. При опылении пыльца попадает на семязачатки, расположенные открыто на женской шишке. Пыльца же остаётся в состоянии покоя до следующего лета. Образуется пыльцевая трубка, которая доносит спермии до архегониев, где один из них сливается с яйцеклеткой. Из зиготы развивается зародыш. Весь семязачаток превращается в семя. Зародыш погружен в ткань женского гаметофита, который к этому времени накапливает запасные питательные вещества. Эту ткань называют первичным эндоспермом, следовательно эндосперм голосеменных гаплоидный.

Семена созревают через 1,5 года после опыления. Чешуи раздвигаются, и семена высыпаются, разносятся ветром на большие расстояния.

19.Семенные растения-происхождение, особенности строения и размножения, на примере Цветковых.

Считается, что предком этой группы растений были водоросли, не сохранившиеся до современности. Затем они эволюционировали в папоротники, которые дали начало как покрытосеменным, так и голосеменным видам. Они произошли от общих предков, разделившихся на разные ветви в триасе.

Древнейшие представители-нимфейные или кувшинковые. В конце мела начали появляться предки многих современных растений — дуба, клёна, магнолии, бука. Главная особенность эволюции цветковых - высокая приспосабливаемость к изменяющимся условиям.

●растение состоит из стебля, корневой системы, листьев и цветка;

●семя защищено околоплодником — оболочкой, которая обеспечивает его сохранность при распространении;

●семязачатки и семена хранятся в завязи и плоде;

●женский заросток представляет собой зародышевый мешок с восемью ядрами, а мужской — пыльцевое зерно, состоящее из вегетативных и генеративных клеток;

●двойное оплодотворение — спермии (мужские гаметы) цветка воздействуют одновременно на яйцеклетку и ядро зародышевого мешка;

●для размножения растению необходимо опыление, которое может осуществляться по воздуху или воде, а также с помощью переноса пыльцы птицами и насекомыми;

●завязь оплодотворённого цветка преобразуется в плод, семяпочка — в семя, зигота — в зародыш семени, вторичное ядро — в эндосперм;

●половое размножение с постоянной сменой поколений.

Также другие типичные признаки покрытосеменных: ситовидные трубки на стебле, широкие пластинчатые листья со сложной системой сетчатых жилок, цветки циклической формы.

Изначально на Земле было полно питательных веществ. Первые организмы были гетеротрофными одноклеточными и безъядерными, то есть не могли самостоятельно синтезировать органические соединения. Они питались тем, что находили в Мировом океане. Постепенно запасы истощались, а организмов становилось всё больше. Для выживания в такой конкуренции требовалась кардинально новая стратегия.

Так появились первые фотосинтезирующие организмы. Они могли питаться энергией солнечного света и сами производили органические вещества. 2,7млрд лет назад возникли цианобактерии — предки современных растений, которые живы и по сей день.

Раньше их называли синезелёными водорослями, но это не совсем верно. Хоть цианобактерии и умеют фотосинтезировать, они относятся не к растениям, а к бактериям.

У древних бактерий одиночная клетка, в которой нет оформленного ядра, митохондрий, эндоплазматической сети и вакуолей, заполненных клеточным соком. Клетка окружена прочной клеточной стенкой, которая состоит из четырёх слоёв. Часто снаружи стенки расположен ещё и слизистый слой.

Клетки могутфотосинтезировать благодаря наличию в них пигментов: хлорофилла, каротиноидов, фикоцианина и фикоэритрина. Пигменты придают цианобактериям определённую окраску:

Хлорофилл — зелёная окраска;

Каротиноиды — жёлтая и оранжевая окраска;

Фикоцианин — синяя окраска;

Фикоэритрин — красная окраска.

Цианобактерии размножались, заселяли планету и выделяли кислород как побочный продукт фотосинтеза. Это навсегда изменило атмосферу планеты. За почти весь кислород, которым мы дышим, можно сказать спасибо цианобактериям. Появление огромного количество кислорода в атмосфере привело к вымиранию почти всей анаэробной фауны Земли, то есть тех живых организмов, которым для развития не нужен был кислород. Это событие именуется кислородной катастрофой Земли.

Цианобактерии — одноклеточные организмы. Далее эволюция растений разработала многоклеточные организмы. Затем — водоросли. У водорослей нет тканей и органов. Их тело представлено неорганизованным многоклеточным образованием — талломом. По-другому таллом называют слоевищем. К прикреплённым ко дну водорослей развиваются аналоги корней — ризоиды.

У водорослей тоже есть в составе различные пигменты, поэтому они могут по-разному окрашиваться. Окраску зелёных водорослей (хламидомонада, хлорелла) определяет хлорофилл, окраску бурых водорослей (ламинария, фукус) — фукоксантин, окраску красных водорослей (порфира, филлофора) — сочетание хлорофилла, каротиноидов и фикобилина.

После жизни перестало хватать Мирового океана: так растения вышли на сушу.

Этапы эволюции растений

Водоросли решили развиваться в двух направлениях: одни выбрали дорогу мохообразных, другие — риниофитов.

Мохообразные. У мхов, как и у водорослей, нет настоящих корней: они прикрепляются к земле ризоидами. В отличие от корней, ризоиды — одноклеточные нитевидные образования. У них нет специальных зон со своей специализацией. Мхи относятся к элементарным растениям, не способным к запасанию.

Риниофиты. Другое название — псилофиты. Растения, которые выбрали это направление, выиграли в эволюционной гонке. Сами риниофиты вымерли, но большинство растительных организмов, которые мы наблюдаем сейчас, являются их потомками. У риниофитов не было листьев. Это были первые высшие растения с развитыми проводящими (древесина, луб) и покровными тканями (эпидерма). Благодаря сосудам, их останки хорошо сохранились в окаменевших породах. Остатки служат доказательством эволюции растений.

Также учёные находят остатки папоротникообразных в залежах каменного угля и цианобактериальные маты — отложения древних сообществ. Всё это служит напоминанием об эволюции растительных организмов.

Псилофиты существовали совсем недолго. От риниофитов произошли папоротникообразные: папоротники, хвощи и плауны. У них развиты ткани, но имеется один существенный недостаток. Половое размножение папоротникообразных зависит от воды: сперматозоид и яйцеклетка сливаются с друг другом и образуют зиготу только во время дождя.

Далее появились голосеменные растения. У них вместо сперматозоида образуется спермий — неподвижная мужская половая клетка. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения. Однако, всё это время семена беззащитны перед неблагоприятными условиями среды.

Покрытосеменные довели процесс полового размножения практически до совершенства. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм. Этот процесс именуется двойным оплодотворением. В отличие от голосеменных растений, далее семя защищается от неблагоприятных воздействий мощным околоплодником.

Именно в таком порядке появились привычные растения. Порядок их образования изображают в виде дерева, которое называется филогенетическим.

Противоположностью разноспоровости (гетероспории) является равноспоровость (изоспория), когда споры имеют одинаковый размер. Споровые растения появились в конце силурийского периода, более 400 млн. лет тому назад. Первые представители споровых были небольших размеров и имели простое строение, но уже у примитивных растений наблюдалась дифференциация на элементарные органы. Усовершенствованию органов соответствовало усложнение внутреннего строения и онтогенеза. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений. Бесполое поколение представлено диплоидным спорофитом, половое – гаплоидным гаметофитом.

На спорофитеобразуются спорангии, внутри которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные споры. Это мелкие, одноклеточные образования, лишенные жгутиков. Растения, у которых все споры одинаковые, называются равноспоровыми. У более высокоорганизованных групп споры двух типов: микроспоры (формируются в микроспорангиях), мегаспоры (формируются в мегаспорангиях). Это разноспоровые растения. При прорастании споры образуется гаметофит.

Полный жизненный цикл (от зиготы до зиготы) состоит из гаметофита(период от споры до зиготы) и спорофита (период от зиготы до образования спор). У плаунов, хвощей и папоротников эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные организмы. У мхов гаметофит является самостоятельной фазой жизненного цикла, а спорофит сведен до его своеобразного органа – спорогона(спорофит живет на гаметофите).

На гаметофите развиваются органы полового размножения: архегонии и антеридии. В архегониях, похожих на колбу, образуются яйцеклетки, а в мешковидных антеридиях - сперматозоиды. У равноспоровых растений гаметофиты обоеполые, у разноспоровых – однополые. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды. При слиянии гамет образуется новая клетка – зигота с двойным набором хромосом (2n).

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) - важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли - в морях и океанах.

Цветок - генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище - завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества - эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод - генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Ксилема - проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых :)

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon - внутри + греч. sperma - семя) - запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у - березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) - мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит - зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) - запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник - образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте - почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Учёные полагают, что покрытосеменные растения произошли от голосеменных. Это произошло давно, и тем не менее они появились позже, чем другие группы Царства растения.

Знакомство с покрытосеменными растениями

Все покрытосеменные растения хотя бы раз за свою жизнь цветут, потому их также называют цветковыми.

Покрытосеменные — высшие растения, отличительной особенностью которых является наличие полового органа размножения — цветка. Также такие семенные растения называют цветковыми.

Когда растение отцветает, на месте цветка образуется плод. В плодах развиваются семена.

Плод — генеративный орган, служащий для формирования, защиты и распространения семян.

В отличие от семян голосеменных растений, семена цветковых растений покрыты оболочкой плода. Они лучше защищены, а после вызревания и опадения плодов у семян зачастую есть дополнительная питательная среда. Поэтому покрытосеменные растения лучше приспособлены к размножению, распространению и выживанию.

Цветковые растения состоят из корня и побега. Побег — та часть растения, которая находится над землей: стебель, листья, цветки и плоды.

У каждой части растения своя функция. Корень добывает для растения воду и минеральные вещества из почвы, кроме того, с его помощью растение закрепляется в почве. Стебель держит на себе листья и цветы, располагая их на свету. Через стебель проходят питательные вещества и вода. В листьях происходит процесс фотосинтеза и образуются органические вещества, также на листьях находятся специальные отверстия, при помощи которых растение дышит. Цветы — это органы размножения растений. Из них образуются плоды, внутри которых вызревают семена.

Мысленно обозначьте части растения на рисунке 2 стрелками и подпишите эти части.

Как думаете, где растут цветковые растения? Их можно найти во повсюду на Земле: и в пустынях, и в тундре, и в степях, и в горах, и в тайге, и в водоемах.

Они могут расти в самых различных условиях. Например, в Арктике встречается морошка, полярный мак и другие уникальные растения. В пустыне, где температура поднимается до +50 градусов Цельсия, можно встретить верблюжью колючку и саксаул, а после дождей среди песков тут и там распускаются цветы.

Цветы в пустыне

На каких примерах можно показать разнообразие покрытосеменных?

Цветковые растения очень разнообразны. Большинство растений, которые растут в садах, лесах и в полях — покрытосеменные.

Важно помнить, что к цветковым растениям относятся не только цветы, но и цветущие кустарники (например, шиповник), и многие деревья. Легко запомнить, что яблоня — покрытосеменное растение. Но цветут также и берёза, и осина, и многие другие деревья — это также цветковые растения.

Пример травянистых растений: клевер, крапива, рожь; кустарников: шиповник, сирень, роза; деревьев: клён, тополь, каштан… На Земле существует более трехсот тысяч видов покрытосеменных растений.

Рисунок 4. Жизненные формы покрытосеменных растений

Среди цветковых растений есть однолетние, двулетние и многолетние.

Однолетними называют растения, весь жизненный цикл которых от семени и до формирования цветов и плодов проходит за один вегетационный период (то есть за период, когда возможен рост растения).

Это происходит со многими огородными растениями, например, с томатом — весной семена высаживают в почву, они прорастают и в середине лета покрываются цветами, в конце лета на месте цветов созревают плоды, а затем растение гибнет. Примеры однолетних растений: укроп, горох, звездчатка.

Двулетние растения — травянистые растения, жизненный цикл которых от 12 до 24 месяцев. В первый сезон у них формируются стебли, листья и корни. Растение накапливает питательные вещества. Зиму оно проводит в состоянии покоя, а на второй год из почек появляются новые побеги, на которых вырастают цветы и плоды.

Например, знакомые всем морковь, петрушка, свекла относятся к двулетним растениям. В огородах их, как правило, не оставляют зимовать, предпочитая собрать урожай и высадить новые семена весной.

Многолетние растения живут от двух до нескольких сотен лет. Ярким примером многолетних растений являются деревья. Среди них встречаются настоящие долгожители, например, дубы могут жить 400—500 лет, известны деревья, возраст которых более тысячи лет.

Рисунок 5. Примеры однолетних, двулетних и многолетних растений: звездчатка, морковь и дуб

Какие цветковые растения вы знаете?

Цветковые растения очень многообразны, среди них встречаются и травянистые растения, и кустарники, и деревья. Эти растения можно встретить как в лесу, так и в поле, и в городе, например, к ним относятся одуванчик, сирень, берёза и т.д.

Размеры и внешний вид цветковых растений также разнообразны. У гигантов-эвкалиптов могучий ствол, достигающий в высоту до 100 метров. Крона баобаба в диаметре 30—40 метров. А малая ряска (которую многие принимают за водоросль) редко достигает размера в 1 сантиметр.

Стебель покрытосеменных растений, как правило, прямостоячий, но встречаются и лежачие, ползучие, вьющиеся и лазающие стебли.

Корневая система, листья и цветы покрытосеменных растений также могут иметь различные формы и размеры.

Охарактеризуйте несколько знакомых вам растений по продолжительности жизни и особенностям плодоношения. Заполните таблицу.

Название растения

Дерево,
кустарник или
травянистое растение

Однолетнее,
двулетнее или
многолетнее

Сколько раз
в жизни
плодоносит

Где растет

Показать пример заполненной таблицы

При заполнении таблицы помните, что двулетние растения плодоносят один раз, как и однолетние.

Название растения	Дерево, кустарник или травянистое растение	Однолетнее, двулетнее или многолетнее	Сколько раз в жизни плодоносит	Где растет
Одуванчик	травянистое растение	многолетнее	много раз	дикорастущее, повсеместно
Яблоня	дерево	многолетнее	много раз	Разводят в садах и городах, есть и дикорастущие виды
Смородина	кустарник	многолетнее	много раз	Разводят в огородах
Петрушка	травянистое растение	двулетнее	один раз	Разводят в огородах
Береза	дерево	многолетнее	много раз	В лесах, также разводят в городах
Кабачок	травянистое растение	однолетнее	один раз	Разводят в огородах
Сирень	кустарник	многолетнее	много раз	Разводят в городах, есть и дикорастущие виды

Значение покрытосеменных растений

Люди выращивают покрытосеменные растения в садах и огородах, на полях и в теплицах. Такие растения называют культурными.

Культурными растениями (агрокультурами) называют растения, которые люди выращивают для получения пищевых продуктов, лекарств, кормов, промышленного и другого сырья.

Так, например, существуют хлебные зерновые культуры, овощные, плодово-ягодные, масличные, декоративные и т.д.

Большинство выращиваемых человеком растений – покрытосеменные. Летом на огороде можно увидеть множество цветов: жёлтыми цветами цветут помидоры и огурцы, мелкие цветочки заметны на кустах смородины и крыжовника, на низкорослых кустиках клубники, на прямых стеблях фасоли. Даже капуста – и та цветет. Картофель тоже цветет, но плоды, которые развиваются на месте картофельных цветов, ядовиты.

Цветущий картофель

Существуют и дикорастущие съедобные растения, например, земляника, дикие яблони и т.п.

Некоторые растения используют как сырье, например, из сахарной свеклы делают сахар, из льна и хлопка — ткань. Клён, ольха и другие породы дерева используются для изготовления мебели.

Растения используются для изготовления лекарств, для корма скота, для строительства и так далее.

В природе покрытосеменные растения также играют огромное значение. Они участвуют в образовании экосистем, являются главным питанием травоядных животных, предотвращают эрозию почв и, конечно, участвуют в выработке кислорода.

Охрана растений

Несмотря на многочисленность и способность приспосабливаться к условиям окружающей среды, растения требуют бережного отношения. Бесконтрольная вырубка лесов, выпас скота, загрязнение окружающей среды — все это приводит к тому, что некоторые виды оказываются под угрозой.

Каждую весну, например, можно встретить людей, продающих подснежники. Подснежники — очень маленькие цветы, и чтобы букет смотрелся хорошо, в пучок собирают по несколько десятков цветов. Естественно, сорванные в момент цветения эти растения не успевают оставить семена, а значит, количество подснежников уменьшается с каждым годом.

Подробнее о редких растениях России можно узнать из видео.

На территории России произрастает много растений, нуждающихся в охране. Некоторые из них растут только в определенных районах, например, на юге России это цикламен кавказский, сабельник болотный, кубышка желтая. На севере — остролодочник путоранский, солнцецвет арктический, полынь сенявинская. Также в Красной книге России можно найти венерин башмачок, ландыш, подснежник, колокольчик, пион тонколистный и многие другие растения.

Для их охраны запрещается сбор этих растений, их продажа, пересылка, уничтожение. За нарушение полагаются штрафы. Важной частью защиты этих растений является распространение информации о редкости и необходимости сохранения данных растений.

Подснежник — растение, занесённое в Красную книгу

Цветковые, или покрытосеменные – сравнительно молодая группа высших растений, появившаяся в меловом периоде, стремительно размножившаяся в середине – конце мела и с тех пор занимающая господствующее положение на суше. Проблеме происхождения цветковых посвящено огромное количество публикаций, однако в этом вопросе по-прежнему много неясного. Общепризнано, что цветковые произошли от голосеменных, но от кого именно и каким образом?

Д.Д.Соколов и А.К.Тимонин с кафедры высших растений биофака МГУ подробно рассмотрели основные теории происхождения покрытосеменных в обзорной статье, опубликованной во втором номере Журнала общей биологии за 2007 г.

Авторы обращают внимание на парадоксальный факт: цветы покрытосеменных до такой степени разнообразны, что не существует ни одного признака или структурной особенности, которая была бы присуща всем цветкам без исключения. Поэтому и сформулировать, что такое цветок, весьма трудно. Тем не менее ясно, что именно появление цветка было ключевым событием в происхождении покрытосеменных.

Впрочем, если не рассматривать мужские цветки, у остальных все-таки есть общая черта, отличающая цветок покрытосеменных от фруктификаций голосеменных. У цветковых плодолистики свернуты и образуют, во-первых, рыльце, улавливающее пыльцу, во вторых – замкнутую полость (завязь), в которой развиваются семязачатки. У некоторых голосеменных есть нечто похожее – замкнутые капсулы с семязачатками, однако у них нет завязи (пыльцу улавливают сами семязачатки при помощи длинных отростков, высовывающихся из узкого отверстия капсулы). К тому же исходный листочек, несущий семязачатки ( мегаспорофилл , у цветковых ему соответствует плодолистик) свернут у голосеменных нижней (абаксиальной) стороной внутрь, а у цветковых – наоборот, верхней (адаксиальной) стороной внутрь. Соответственно и семязачатки сидят на разных сторонах листочка.

В начале XX века была популярна теория происхождения цветковых от беннеттитов – вымершей группы голосеменных, у которых имелись обоеполые фруктификации (стробилы) – в отличие от других голосеменных, имеющих однополые фруктификации. Из стробилов беннеттитов, действительно напоминающих цветы, ботаники и пытались вывести типичный для покрытосеменных обоеполый цветок. Но тут возникла проблема: у беннеттитов не обнаружилось никаких структур, из которых можно было бы вывести плодолистики. У них вообще нет мегаспорофиллов, а семязачатки сидят прямо на оси стробила. Проблема казалась неразрешимой.

Ничего невероятного в таком сценарии нет, исходя из того, что известно об общих принципах генетической регуляции развития. Гипотеза Мейена исключительно изящно и просто объясняет противоречие, казавшееся неразрешимым. Ее нельзя проверить классическими методами палеоботаники и морфологии (поскольку никаких переходных форм гипотеза Мейена не предполагает). Однако ее можно проверить методами сравнительно-генетического анализа.

Эволюционные реконструкции, основанные на морфологии, подтверждали родство покрытосеменных и беннеттитовых (а также родственных беннеттитам гнетовых, которые дожили до наших дней). Однако реконструкции, основанные на молекулярных данных, показали иное. Они показали, что все дожившие до современности голосеменные представляют собой монофилетичную группу (т.е. группу, происходящую от одного общего предка и включающую всех без исключения потомков этого предка). Это значит, что последний общий предок всех современных голосеменных, в том числе гнетовых (а стало быть и беннеттитов тоже) не был предком покрытосеменных. Таким образом, предка цветковых нужно искать среди других вымерших голосеменных, более древних, точнее, обособившихся раньше, чем беннеттитовые. Фролик и Паркер предложили свою кандидатуру – користоспермовые семенные папоротники (Corystospermataceae). У них, правда, микроспорангии (пыльники) располагались на нижней, а не на верхней стороне микроспорофиллов.

Авторы предполагают, что причина всех этих противоречий, вероятно, кроется в недостаточной надежности эволюционных реконструкций, основанных на молекулярных данных. По их мнению, голосеменные растения плохо подходят для молекулярно-филогенетического анализа, поскольку большинство семейств голосеменных давно вымерло. Мы, таким образом, имеем недостаточно репрезентативную выборку таксонов, что, как хорошо известно, может приводить к ошибочным молекулярным филогениям. В конечном счете, по мнению авторов, на сегодняшний день нет оснований для безоговорочного отрицания идеи Мейена о происхождении цветковых от беннеттитовых. Эту идею вполне можно сохранить в качестве рабочей гипотезы.

Читайте также: