Главным органом, необходимым для полового размножения покрытосеменных растений, является цветок. В нём происходит образование мужских и женских клеток, а также их дальнейшее слияние. В итоге появляются семя и плод. Этот процесс считается наиболее прогрессивным способом воспроизведения себе подобных. Он обеспечивает многообразие наследственного материала потомков и их адаптацию к различным условиям.
Происхождение и эволюция
Учёные считают, что предшественниками покрытосеменных были водоросли, которые не сохранились до современности. С течением времени они эволюционировали в папоротники, а уже от них произошли голосеменные и покрытосеменные. Они имели общих предков, которые разделились в триасовом периоде на разные ветви.
Цветковые растения существуют на земле уже более 140 млн лет. Современным покрытосеменным предшествовали представители, которые появились ещё в юрском периоде. В то время они были довольно примитивными и не отличались многообразием видов. Учёные считают, что древнейшими представителями являются растения семейства кувшинковые или нимфейные.
Примерно 100 млн лет назад покрытосеменные уже распространились по всей планете. В конце мелового периода они стали доминирующей формой жизни, покрыв большую часть суши.
В то же время начали возникать предки современных видов, например, бука, магнолии, дуба и клёна. Главной особенностью этих растений считается высокая приспособляемость к постоянно меняющимся условиям, благодаря чему они смогли распространиться на различных географических широтах. Цветковые хорошо произрастают как в жарком, так и в прохладном климате.
Эти растения имеют широкое видовое разнообразие. Они отличаются по форме, размерам и способам размножения. Среди цветковых встречаются наземные, вьющиеся, ползучие, водные, пряморастущие и другие виды. Интересной особенностью считается то, что у покрытосеменных есть много представителей, произрастающих в водной среде. Хотя они и эволюционировали от наземного предка.
Основные признаки и классификация
Каждый вид характеризуется своими особенностями. Но все покрытосеменные имеют общие признаки. Среди них можно выделить такие:
- Строение включает в себя листья, цветок, стебель, корневую систему.
- Семя имеет защитную оболочку, при помощи которой обеспечивается его сохранность во время распространения.
- Женский зародышевый мешок имеет восемь ядер, а мужской состоит из пыльцевого зерна, которое включает в себя генеративные и вегетативные клетки.
- У всех цветковых растений двойное оплодотворение. Мужские гаметы оказывают влияние на зародышевый мешок и яйцеклетку.
- Цветковым представители флоры для размножения требуется опыления. Этот процесс обеспечивается при помощи ветра, насекомых или животных.
- Завязь после оплодотворения превращается в плод, зигота — в зародыш семени, семяпочка — в семя, вторичное ядро — в эндосперм.
Для большинства цветковых характерно наличие ситовидных трубок, пластичных листьев и цветков, которые имеют циклическую форму. Но следует понимать, что общие признаки несвойственны абсолютно всем членам группы. У конкретного вида определённые характеристики могут отсутствовать.
В биологии покрытосеменные принято разделять на однодольные и двудольные. Они отличаются между собой по количеству семядолей.
Сравнительная характеристика:
- У однодольных корневая система мочковатая, состоит в основном из придаточных отростков. Двудольные растения имеют крупный главный корень.
- Жилкование листьев у однодольных дуговое или параллельное, а у двудольных — сетчатое.
- У растений с одной семядолей обычно цветок состоит из трёх частей, а у представителей с двумя семядолями он имеет четыре или пять элементов.
- У однодольных отсутствует камбий. Это образовательная ткань, при помощи которой обеспечивается развитие корневой и надземной частей.
К однодольным растениям относятся пальмы, злаковые культуры, орхидеи и другие примитивные виды. Всего их насчитывается около 60 тыс. К двудольным относят высокоразвитые кустарники и деревья, в том числе и плодовые. Всего учёным известно примерно 190 тыс. видов.
Органы покрытосеменных
Органом называют определённую часть растения, у которой имеются свои функции и характерное строение. Они подразделяются по своему расположению.
Общая схема органов:
- Надземная часть — побег, почки, цветки, стебель и листья.
- Подземная часть — корень.
У покрытосеменных есть вегетативные и генеративные органы. Первые необходимы для обеспечения роста, фотосинтеза и впитывания всех требуемых элементов из почвы. К ним относятся корень, стебель и листва. Помимо того, растения используют эти части для вегетативного размножения.
Генеративные органы необходимые для обеспечения полового размножения. К ним относятся семя, плод и цветок.
Вегетативное и генеративное размножение
Вегетативные органы необходимые для поддержания жизнеспособности организма. Корневая система всасывает жидкость и минералы из почвы, а также запасает питательные вещества.
Стебель является основной частью побега. С его помощью происходит перемещение необходимых элементов ко всем органам растения. В листьях осуществляется фотосинтез. При вегетативном размножении новые организмы появляются из многоклеточной части материнского.
Цветок является одним из самых важных органов, так как он необходим для выполнения полового размножения. Это видоизменённый побег, который состоит из пестиков и тычинок, где находятся гаметы.
Покрытосеменные растения чаще всего размножаются двойным оплодотворением. У цветка есть две половые клетки, каждая из которых должна слиться с мужским спермием. В итоге образуется зародыш с запасом питательных веществ.
Цветок и его опыление
Цветок является главным органом генеративного размножения. Основные его части — тычинки и пестики. Именно в них содержатся половые клетки. В тычинке есть пыльник, где происходит созревание пыльцевого зерна. Пестик имеет завязь, столбик и рыльце. В нём образуется яйцеклетка — женская гамета.
Остальные части цветка выполняют вспомогательные задачи. Например, цветоножка нужна для закрепления на побеге, а чашечка защищает внутренние элементы от повреждений. Венчик помогает привлекать насекомых, которые разносят пыльцу.
Генеративное размножение включает в себя 2 последовательных процесса:
- опыление;
- оплодотворение.
Развитие половых клеток происходит в разных отделах цветка. Поэтому чтобы произошло слияние, требуется перенос пыльцы.
У некоторых растений процесс происходит на одном цветке. Это называется самоопылением. Перекрёстное опыление происходит в тех случаях, когда на пестик одного цветка попадает пыльца с другого. Перенос происходит с помощью насекомых, птиц, ветра или человека (при искусственном оплодотворении).
Формирование семени и плода
Оплодотворение происходит после слияния половых клеток. Два спермия попадают в зародышевый мешок. После этого начинается процесс слияния с клетками. Первый спермий соединяется с центральной. Они образуют эндосперму. А второй сливается с яйцеклеткой, благодаря чему появляется зигота.
Этот процесс в 1898 году открыл Сергей Навашин. Из-за того что оплодотворение происходит при помощи двух спермиев, оно было названо двойным.
После опыления и оплодотворения появляется семя — ещё один генеративный орган. Внутри него находится запас питательных веществ и зародыш, который защищён кожурой. Такое строение позволяет семени довольно длительное время переносить неблагоприятные условия.
В некоторых случаях при созревании полностью расходуются питательные вещества. Тогда происходит формирование семени, в котором отсутствует эндосперм. У таких растений накопление необходимых веществ происходит в семядолях.
Семена многих видов растений не прорастают даже в тех случаях, когда созданы хорошие условия. Это означает, что у них настал период покоя. Чаще всего он длится около года.
Для прорастания нужны определённые условия. Семенам требуется достаточная влажность и температура, а также наличие света и воздуха.
Для лучшего распространения и защиты покрытосеменные растения имеют плод. Это видоизменённый цветок, который обычно состоит из нескольких семян и околоплодника. В зависимости от вида плоды сильно отличаются друг от друга. Они могут быть очень сочными или же сухими.
Половое размножение у растений довольно разнообразное. Но в целом его суть всегда одинаковая. Она заключается в соединении двух гамет. В итоге появляются новые растения, обладающие признаками материнского организма.
