Покритонасінні

Покритонасінні - найбільший тип рослин, до якого належить більше половини всіх відомих видів, - характеризуються поруч чітких, різко відмежовує їх ознак. Найбільш характерно для них наявність маточки, утвореного одним або кількома плодолистками (макро-і мегаспорофіллов), що зрослися своїми краями, так що в нижній частині маточки утворюється замкнуте порожнисте вмістилище - зав'язь, в якій розвиваються сім'ябруньки (макро-і мегаспорангия). Після запліднення зав'язь розростається в плід, всередині якого знаходяться розвинені з сім'ябруньок насіння (або одне насіння). Крім того для покритонасінних характерні: восьмиядерний, або похідний з нього, зародковий мішок, подвійне запліднення, тріплойдний ендосперм, що утворюється тільки після запліднення, рильце у маточки, вловлюють пилок, і для переважної більшості - більш-менш типова квітка з оцвітиною. З анатомічних ознак для покритонасінних характерна наявність справжніх судин (трахей), тоді як у голонасінних розвинені тільки трахеїти, а судини зустрічаються вкрай рідко.

Зважаючи на велику кількість спільних ознак слід припустити монофілетичне походження покритонасінних від якоїсь більш примітивної групи голонасінних. Найбільш ранні й дуже уривчасті викопні рештки покритонасінних (пилок, деревина) відомі з юрського геологічного періоду. З нижньокрейдових відкладів відомі теж нечисленні достовірні залишки покритонасінних, а у відкладеннях середини крейдового періоду вони зустрічаються відразу у великих кількостях і у значній різноманітності форм, які всі належать до багатьох різних нині живуть родин та навіть родів.

Як передбачуваних предків покритонасінних вказували різні групи нижчестоящих в системі рослин - кейтоніевие, насінні папороті, беннеттіти, гнетовие. У кейтоніевих були зав'язь, рильце, але у них зав'язь формувалася інакше, ніж у покритонасінних; у них не було навіть подоби квіток, спорофілли їх прості і, ймовірно, вони представляють сліпу гілку еволюції. У беннеттітов були двостатеві своєрідні «квітки», але не було маточок, і насіння їх були лише приховані між безплідними лускою, а не знаходилися всередині плодів, утворених мегаспорофіллов. У насінних папоротей не було квіток, не було покритосемянності.

Теорія походження покритонасінних з гнетових припускає, що найбільш примітивні покритонасінні мали дрібні одностатеві квітки без оцвітини або з непоказним оцвітиною. Але з ряду міркувань в даний час більш примітивними квітками вважають великі, двостатеві квітки. Тому можна припустити, що предками сучасних покритонасінних були якісь вимерлі, дуже примітивні голонасінні з двостатевими квітками типу шишки (стробіли), в яких на довгому квітколоже (осі) були спірально розташовані вільні (незрощені один з одним) листочки однорідного оцвітини, мікроспорофілли ( тичинки) і мегоспорофілли (плодолистки). У системі голонасінних ця група повинна була стояти десь між насіннєвими папоротями і вже більш спеціалізованими беннеттітамі і саговники.

Покритосемянность безсумнівно представляла велику перевагу в сенсі захисту сім'ябруньок і розвиваються насіння від всяких несприятливих зовнішніх впливів і в першу чергу від сухості повітря. Але однією покритосемянностью все ж таки важко пояснити швидке потужний розвиток покритонасінних і витіснення ними панували раніше на землі архегоніальних рослин. Російський ботанік М.І. Голенкин висловив (в 1927 р.) цікаву гіпотезу про причини перемоги покритонасінних в боротьбі за існування. Він припускає, що в середині крейдового періоду за якимось загальним космогонічними причин по всій Землі відбулося різка зміна освітлення і вологості повітря. Густі хмари, яка огортала раніше постійно Землю, розсіялися і дали доступ яскравим сонячним променям, у зв'язку з чим різко збільшилася сухість повітря. Величезна більшість вищих архегоніальних рослин того часу, не пристосованих і не зуміли пристосуватися до яскравого освітлення та сухості повітря, початок вимирати або різко скоротило області свого розповсюдження (крім хвойних, найбільш ксерофітних).

Навпаки, покритонасінні, що мали до того дуже обмежене розповсюдження і подання невеликим числом форм, виробили здатність добре переносити яскраве сонячне світло і сухість повітря. Ця обставина, а також надзвичайна еволюційна пластичність їх, здатність до виникнення найрізноманітніших пристосувань до різних зовнішніх умов і зумовили швидке переможний поширення покритонасінних по всій Землі і витіснення раніше панували груп вищих архегоніальних рослин.

Перемога покритонасінних спричинила за собою зміни й у тваринному населенні Землі; особливо вона повинна була в швидкої еволюції комах, ссавців і птахів, що харчуються комахами, потім хижих і травоїдних. У свою чергу, й у покритонасінних поступово виникали в процесі еволюції незліченні пристосувальні зміни форми, хімізму і функцій у зв'язку зі складними і різноманітними взаємовідносинами їх з тваринним світом. Перемога покритонасінних була переломним етапом, глибокої революцією в долі всього тваринного населення Землі.

З питання про місце початкового виникнення покритонасінних висловлювалися різні припущення. Одні вважають, що вони вперше з'явилися на гіпотетичному тропічному материку, розташованому між Америкою, Азією та Австралією і згодом зануритися у води Тихого океану. Інші вважають колискою їх галузі сучасної арктичної суші, треті - гори субтропічній і помірковано теплої зони північної півкулі. Більшість ботаніків в даний час вважають, що первинні покритонасінні стали деревними рослинами, мали невисокі стовбури, моноподіальних розгалужується на нечисленні товсті гілки. З них вже розвинулися більші симподіальним розгалужені дерева з численними товстими і тонкими гілками. З деревних ж форм в різний час і різних філогенетичних лініях розвивалися чагарники, напівчагарники і трав'янисті форми, спочатку багаторічні, потім у різних родах у зв'язку з специфічними умовами клімату та середовища існування - двухлетнікі і однорічники.

Завдяки великій пластичності покритонасінних, у них в процесі еволюції виробилося величезна різноманітність вегетативних органів, особливо в листі, численні метаморфози, а також нескінченна різноманітність у квітках і плодах. Складність і різноманітність хімічного складу і фізіологічних реакцій також дуже характерно для них.

Еволюція квітки, на будові якого головним чином базується систематика покритонасінних, кажучи загалом і схематичному вигляді йшла у них від квіток з довгим квітколожем (типу шишки) від обох статей, актиноморфні зі спіральним розташуванням вільних (незріщених) і не фіксованих в числі членів, з верхньої зав'яззю і численними семяпочками - до квіток циклічним, зигоморфних, роздільностатеві, зі строго фіксованим числом більш-менш зрощених членів на плоскому квітколоже, з нижньою одногнездная зав'яззю і деякими чи однієї сім'ябрунькою. Ця еволюція квітки покритонасінних відбувалася в різних еволюційних рядах їх незалежно один від одного.

Поширені покритонасінні всюди майже до крайніх меж рослинності і визначають характер ландшафтів скрізь, крім хвойних лісів, торф'яних боліт і деяких типів тундр.

У житті та господарської діяльності людини роль покритонасінних незмірно більше, ніж інших груп рослин. Їжа, одяг, фураж для худоби, ароматичні, наркотичні, лікарські, дубильні речовини, каучук і гутаперча, пробка і багато іншого виходить з покритонасінних; матеріал для житла, паливо виробні матеріали, папір теж значною мірою поставляються покритонасінними.

Покритонасінні поділяють на два класи - дводольні та однодольні. Для дводольних характерні: дві сім'ядолі в сім'ї, відкриті провідні пучки (з камбію), збереження протягом всього життя головного кореня (у особин, що народилися з насіння), пір'ясте і сітчасте жилкування листків, 5-4-2-членний тип квіток. Однодольні характеризуються протилежними ознаками: одна сім'ядоля в сім'ї, закриті провідні пучки (без камбію), раннє відмирання головного кореня і розвиток придаточной кореневої системи, паралельне або дугове жилкування, тричлен тип квіток. Окремі ознаки однієї групи можуть зустрічатися і у представників іншої групи, тому важлива вся сукупність ознак.

Квіткові (покритонасінні) рослини - самий великий відділ рослинного світу, до якого належить більше половини всіх видів рослин на Землі. Покритонасінні характеризуються рядом чітких ознак, що відрізняють тільки цю групу рослин. Найважливішою відмінною особливістю є наявність у них маточки і розвивається з нього плоду. Маточка утворюється в результаті змикання країв одного плодолистка або в результаті зрощення кількох плодолистків. Розширена нижня частина маточки - зав'язь - представляє собою замкнутий порожнисте вмістилище, в якому знаходяться семязачатки. Характерною рисою є також наявність рильця - органу, вловлює пилок і забезпечує проростання пилкових зерен. Після запліднення зав'язь розростається і поступово перетворюється в плід, а сім'ябруньки розвиваються в насіння, приховані всередині плоду, чому рослини і отримали назву - покритонасінні. Відмітною ознакою покритонасінних є також наявність у них квітки, забезпеченого оцвітиною, у зв'язку з чим їх називають квітковими. Квітка представляє собою своєрідний видозмінений спороносний втечу. Для покритонасінних характерно велике розмаїття в будові квіток. У квіткових рослин відбулися зміни і в циклі розвитку. По-перше, це зменшення частки в життєвому циклі статевого покоління - гаметофіту. Чоловік гаметофит представлений у них двухклеточного пилкових зерном; одна з цих клітин утворює згодом два спермия. Жіночий гаметофіт представлений восьмиядерних зародковим мішком. Для покритонасінних характерний і особливий статевий процес, який отримав назву подвійного запліднення, в ході якого використовуються обидва спермия пилкової трубки. По-друге, споровое покоління - спорофіт - покритонасінних влаштовано надзвичайно різноманітно і представлено всіма життєвими формами рослин - деревами, чагарниками, деревними ліанами і травами.

Перші покритонасінні рослини з'явилися на Землі 125 - 150 мільйонів років тому, що відповідає юрському і крейдяному періодах мезозойської ери. Очевидно, предками перших покритонасінних були якісь вимерлі голонасінні рослини. Швидке розповсюдження покритонасінних рослин вплинуло на тваринний світ Землі, забезпечивши еволюцію комах, птахів і ссавців. Покритонасінних належить провідна роль у розвитку всього живого населення на нашій планеті. Відділ покритонасінні нараховує в даний час близько 235000 видів рослин. Вони переважають у складі рослинного покриву Землі - лісів, лук, боліт - тільки в тундрі і на верхових болотах поступаються місцем мохів і лишайникам. Виключно важливе значення мають покритонасінні для людини. Загальноприйнятою системи класифікації покритонасінних немає. Однак їх прийнято ділити на 2 класи: дводольні і однодольні. Із загального числа видів квіткових рослин дводольні складають близько 80%. Вони налічують 292 сімейства. Клас однодольних об'єднує близько 20% квіткових рослин і налічує близько 80 сімейств

Класифікація покритонасінних

Відділ Покритонасінні ділять на два класи: Дводольні і Однодольні. Представники цих класів розрізняються перш за все будовою насіння: зародок насіння дводольних має дві сім'ядолі, однодольних - одну (звідси і назва класів). Інші відмінності між ними представлені в табл. 9.1.

Однак серед одно-і дводольних зустрічаються рослини, у яких окремі ознаки не збігаються з перерахованими в табл. 9.1. Так, у воронячого ока (клас Однодольні) жилкування листа пір'ясте, а у подорожника (клас Дводольні) - дугоподібними і є мичкувата коренева система. У зв'язку з цим судити про приналежність рослини до того або іншого класу можна тільки за сукупністю ознак.

Відмінні ознаки одно-і дводольних рослин

Основні ознаки деяких сімейств одно-і дводольних рослин

Умовні позначення (для складання формули квітки): * - квітка правильний; | - квітка неправильний; О - оцвітина простий, що складається з одних чашолистків або з одних пелюсток; () - зрощення частин квітки; _* - невизначено велику кількість частин квітки; Ч - чашолистки; Л - пелюстки, Т - тичинки; П - маточки.

Такий принцип використовується при об'єднанні в пологи, сімейства, порядки і інші таксономічні категорії всіх живих організмів.

Класи Дводольні і Однодольні поділяються на сімейства. Рослини кожного з родин мають спільні ознаки. У квіткових рослин основними ознаками є будова квітки і плоду, тип суцвіття, а також особливості зовнішньої та внутрішньої будови вегетативних органів.

Клас Дводольні включає 418 родин, близько 10 тис. родів і понад 190 тис. видів, що складає приблизно 3 / 4 видів квіткових рослин. До цього класу належать найважливіші плодово-ягідні (яблуня, груша, вишня, виноград, цитрусові), кормові (турнепс, бруква, конюшина, люцерна), прядильні (льон, хлоп-чатнік, коноплі), олійні (соняшник, рицина), декоративні (троянди, хризантеми, айстри, жоржини) та ін Всі вони належать до одного або до різних родин і відрізняються комплексом ознак (табл. 9.2).

Клас Однодольні утворює близько 122 родин, понад 3 тис. родів і близько 63 тис. видів. Однодольні забезпечують людини хлібом. До них відносяться хлібні злаки (пшениця, рис, жито, ячмінь, кукурудза, просо та ін), деякі овоїдні (цибуля, часник, спаржа), декоративні (лілії, тюльпани, гіацинти, аспарагус, орхідеї) рослини.

Основну масу багатьох сінокосів і пасовищ в умовах Білорусі та Росії складають дикорослі злаки - тимофіївка, лисохвіст, мітлиця, тонконіг та ін

До Червоної книги Республіки Білорусь занесено 180 видів витких рослин, у тому числі 84 види дводольних і 60-однодольних.