У рослинному світі найдосконалішою і численною групою є відділ покритонасінних, або квіткових рослин. До них належать усі рослини, які забезпечені органом насіннєвого розмноження – квіткою. Всього на планеті налічується більше 350 тисяч різних видів рослин, з них ¾ частини належить до покрытосеменным. Вони спокійно можуть рости у воді, посушливих пустелях і різнобарвним килимом покривають землі степів. У цій статті буде розглянутий життєвий цикл покритонасінних рослин, які відмінно пристосувалися до різних природних умов і поширені від крижаної Арктики до Антарктиди.
Визначення
Покрытосеменными або квітковими називаються рослини, органом насіннєвого розмноження яких є квітка. До них належать трави, квіти, кущі та дерева. У квітках розвиваються чоловічі і жіночі гамети (репродуктивні клітини). Насіння розташовуються усередині зав’язі, в плодах, звідси і назва – покритонасінні. Квітки різняться за формою, величиною, будовою, забарвленням. У одних рослин вони запилюються вітром, в інших – комахами. Вегетаційний період також у всіх різний – від декількох тижнів (у эфемеров) до сотень років (у дуба). Всі покритонасінні мають різну висоту. Існує багато рослин з прямостоячими стовбурами, але є повзучі, сланкі і лазять стебла. Досить різноманітна коренева система і листя. Незважаючи на таку відмінність існує певний життєвий цикл покритонасінних. Всі рослини об’єднуються в групи по характерним особливостям. Основним критерієм систематики є ступінь споріднення рослин між собою. Всі квіткові діляться на два класу – дводольні та однодольні.
Вони мають величезне значення як у природі, так і в житті індивіда. Деякі з них вживають у їжу люди, а інші йдуть на корм домашніх і диких тварин. Рослинну сировину застосовують у різних галузях промисловості. Декоративні рослини використовують для озеленення, деревні – для будівництва, лікарські – в традиційній і народній медицині.
Цикл розвитку покритонасінних рослин
Спостерігається зміна поколінь. Завдяки мейозу утворюються спори, а гамети – це результат мітозу. І ті, і інші формуються в квітці. Тому його називають органом статевого і безстатевого розмноження. В зернах пилку (микроспорах) утворюються у великих кількостях чоловічі гамети, які переносяться комахами або вітром на рильце маточки.
Таке явище дає можливість покрытосеменным рослинам обходиться без плаваючих сперматозоїдів. На всіх етапах розвитку і зародки, і спермії з яйцеклітинами знаходяться під надійним захистом тканин сапрофіти. Результат – висока життєздатність квіткових представників флори.
Будова квітки
Цикл покритонасінних рослин – це чергування поколінь гаметофита (статевого) і спорофіта (безстатевого), який представлений звичайною рослиною, що складається з стебла, кореня, листя і квітки.
Віночок із пелюстків останнього і зелені чашолистки – це захист для жіночої частини квітки (маточки) і чоловічий (тичинок). Маточка включає в себе рильце, стовпчик і зав’язь з яйцеклітиною. Тичинки наділені здатністю виробляти пилок, яка, потрапивши в зав’язь, запліднює яйцеклітину. В результаті утворюється насіннячко. Плід захищає насіння і дозволяє йому розповсюджуватися, виникає з зав’язі.
Особливості покритонасінних рослин
Винятковість цих рослин полягає в наступному:
- Подвійне запліднення. З одного насіння після контакту з яйцеклітиною виникає зигота. Далі з неї утворюється зародок. З другого утворюється триплоидная клітка, згодом призводить до розвитку ендосперму, що містить поживні речовини.
- Пилок спочатку потрапляє на рильце маточки і далі в пилковий вхід сім’ябруньки. Остання захищена від пошкоджень, так як міститься в пестиковую порожнину зав’язі.
- Наявність квітки дає можливість розмноження насінням.
- Гаметофит жіночий – це зародковий мішок, а чоловічий – пыльцевое зерно. Вони досить швидко розвиваються і значно спрощені, на відміну від інших рослин. З іншого боку, вони перебувають під постійним захистом і залежать від спорофіта.
- В життєвому циклі покритонасінних переважає диплоїдний спорофіт.
Різноманітність
Різноманітність життєвих форм і розмірів покритонасінних вражає уяву індивіда. Наприклад, самим мініатюрним представником вважається ряска вольфія, її діаметр близько одного міліметра. А з іншого боку – гігантський евкаліпт, що досягає у висоту ста метрів. Таким чином, серед квіткових існують:
- трави;
- чагарники;
- дерева;
- чагарнички;
- ліани та інші.
Перші три вважаються основними. Чагарники і дерева є багаторічними. Дерева деяких порід здатні прожити більше тисячі років. Серед трав’янистих рослин багато однорічних. За вегетаційний період вони проходять весь життєвий цикл покритонасінних. Коротко це можна описати наступним чином:
- Виростають з насіння.
- Цвітуть.
- Утворюють насіння.
- Відмирають.
Досить багато в природі багаторічних і дворічних видів трав. У випадках, якщо вони ростуть в місцях, де холодні зими, зелена наземна частина на період холодів відмирає. Проте в землі залишаються бульби або кореневища, які мають певний запас поживних речовин. У весняний час утворюється нова зелена частина рослини. Важливо пам’ятати, що дворічні рослини дають плоди і цвітуть тільки на другий рік, і потім рослина гине. А багаторічники щорічно радують цвітінням. Ось така різна тривалість життя покритонасінних рослин. Крім того, серед квіткових зустрічаються сапрофіти, паразити і полупаразиты, які повністю втратили здатність до фотосинтезу.
Основні відмінності в розмноженні покритонасінних і голонасінних рослин
Винятковістю покритонасінних вважається наявність квітки, у якому з’являються і прокльовується спори, утворюючи жіноче і чоловіче статеве покоління з гаметами, а також здійснюється запилення, гиногенез і розвиток насіння. У покритонасінних гаметофитов насіння утворюються товкачі і тичинках, а не в шишках, як у голонасінних. У покритонасінних семязачатки утворюються всередині маточки, на відміну від голонасінних. Завдяки цьому вони надійно заховані і захищені від поганих умов навколишнього середовища. Після запліднення утворюється сім’я з семязачатка, а плід виникає з нижньої частини товкачика. Наступним відмінністю є подвійне запліднення квіткових, тобто ендосперм у них утворюється після, а у голонасінних до запліднення. Крім того, вегетативний партеногенез є тільки у покритонасінних. Таким чином, життєвий цикл покритонасінних дещо інший, ніж у голонасінних представників рослинного світу.
Відмінність статевого розмноження від вегетативного
Квітковим рослинам властива як статевий, так і вегетативне розмноження. Перше пов’язано з квіткою, так як він вважається репродуктивним органом. З утвореної в результаті злиття гамет зиготи надалі розвивається зародок нового рослини.
А при вегетативному способі розмноження нові представники утворюються завдяки регенерації листя, пагонів, коренів, тобто вегетативних органів.
Голонасінні рослини
При розмноженні ці представники рослинного світу виробляють насіння, а не суперечки. Крім того, вони не утворюють плодів, а їх насіння не захищені і знаходяться на поверхні лусочок шишок. Модрина, сосна, ялина – це найвідоміші примірники голонасінних рослин. У більшої частини замість листя хвоїнки (голки). Велику групу серед голонасінних становлять хвойні рослини, а також вони представлені ліанами, деревами і чагарниками. Трави у відділі голонасінних відсутні. Всі голонасінні – це вічнозелені багаторічники з високою тривалістю життя. З семязачатков розвиваються насіння, у яких в шкірці є поживні речовини, це вважається важливою перевагою перед споровыми рослинами.
Цикл голонасінних
Життєвий цикл голонасінних і покритонасінних рослин має деякі відмінності. У перших домінує безстатеве покоління, а гаметофит розвивається на спорофите. Розглянемо більш детально розвиток голонасінних на прикладі вічнозеленого дерева (сосни). Доросла рослина – це спорофіт. Дозрівають спори в так званих спорангиях, що перебувають у шишках. Причому чоловічі і жіночі відрізняються за кольором: перші жовтого відтінку, а другі – червоні на першому році. В кінці весни (у травні) і на початку першого літнього місяця чоловічі суперечки вивалюються зі своїх будиночків і за допомогою вітру перебираються на шишки протилежного роду. Жіночі спори проростають усередині спорангіїв, утворюючи заросток з двома органами. Саме в них і відбувається розвиток яйцеклітини, тобто заросток – це гаметофит. Він і є нове покоління сосни і одночасно материнський організм для майбутнього зародка. Чоловічий гаметофит – це пилок, з якої утворюються спермії.
У перший рік гамети обох статей недостиглі, тому запліднення немає. Жіночі шишки після запилення закриваються, і протягом року в них розвиваються гамети чоловічі і жіночі. Через рік у жіночих позеленіли і здерев’янілих шишках здійснюється запліднення. Першою клітиною спорофіта є зигота, яка ділиться і утворюється з нових клітин зародок, що має корінь і пагін, тобто вегетативні органи. Навколо нього виникає оболонка і відкладаються поживні речовини. Так формується насіння в жіночій шишці. На третій рік вони набувають коричневий відтінок і розкриваються. В результаті насіння потрапляють у ґрунт і проростає, з’являється молода сосна – спорофіт.
Висновок
Відомо більш 350 сімейств, близько тринадцяти тисяч пологів і більш трьохсот тисяч видів покритонасінних рослин. Ці автотрофные організми є важливим компонентом оболонки Землі.
Квіткові рослини домінують над голонасінними. Вони дають можливість існувати тваринному світу. Доведено, що деякі групи тварин зародилися тільки після того, як Землю заполонили покритонасінні рослини. Це, мабуть, єдина група, представлена серед вищих рослин, екземпляри якої змогли заново освоїти морське середовище, тобто разом з водоростями в солоній воді живуть різні види квіткових.
