Покрытосеменные. Особенности покрытосеменных, которые позволили им занять господствующее положение на суше

Покрытосеменные, или цветковые, растения составляют нац. более совершенную и обширную группу высших растений. Отдел включает более 500 семейств, около 13 тыс. родов и примерно 250 тыс. видов, распространенных по всему земному шару, особенно во влажных тропиках.

Предполагают, что покрытосеменные произошли от голосеменных в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн лет назад). К концу мелового периода они занимают господствующее положение в растительном мире благодаря высокой эволюционной пластичности по сравнению с другими высшими растениями.

Важнейший признак покрытосеменных - наличие цветка - видоизмененного спороносного побега, приспособленного для семенного размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции.

Семязачатки (семяпочки) у цветковых растений заключены (в отличие от голосеменных) в полость завязи пестика и тем самым защищены.

Пыльца цветковых растений попадает сначала на рыльце пестика, предназначенного для улавливания пыльцы, а далее - в пыльцевход семязачатка, что является важной отличительной чертой цветковых от голосеменных.

Гаметофиты (женский - зародышевый мешок, мужской - пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаметангии - антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой.

Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение: один спермий сливается с яйцеклеткой, с образованием зиготы, из которой развивается зародыш; второй спермий - с центральным диплоидным ядром или двумя полярными ядрами образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии формируется эндосперм с большим запасом питательных веществ.

Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами: деревья, кустарники, полукустарники, лианы, одно- и многолетние травы.

Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные провозящие элементы - настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, они имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню (нисходящий ток), а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды и растворенных минеральных солей от корня к стеблю и листьям (восходящий ток).

Первые семенные растения - голосеменные - опылялись пассивно. Их пыльца разносилась ветром и лишь случайно оказывалась около семязачатков. Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен параллельным развитием различных групп животных. Яркая окраска цветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар - все это средства для привлечения животных-опылителей. Адаптация цветка, как правило, была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Этот процесс более надежен, чем опыление ветром. В частности, растениям, опыляемым насекомыми, не нужны такие большие количества пыльцы, как при опылении ветром.

Признаком успеха покрытосеменных и увеличения их разнообразия является биохимическая коэволюция. В некоторых группах покрытосеменных выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алкалоиды, хиноны, эфирные масла, флавоноиды, кристаллы оксалата кальция и др.) - ядовитые для животных вещества, защищающие растения от большинства фитофагов (вредителей).

В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревья, кустарники, травы и др.) покрытосеменные - единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества или фитоценозы. Это способствовало более полному и интенсивному использованию ресурсов среды и освоению новых местообитаний.

Читать далее