Надотдел семенные растения (Spermatophyta). Семенные растения примеры названия
Покрытосеменные растения – примеры, общая характеристика, значение отдела
В растительном царстве самой многочисленной и совершенной группой является отдел Покрытосеменных растений. В этой статье мы познакомим вас с общей характеристикой и значением представителей данных растений, расскажем об их признаках строения.
Происхождение
Известно, что покрытосеменные растения произошли от группы водорослей, которые не сохранились до нашего времени. Именно они основали развитие семенных папоротников, от которых произошли голосеменные и покрытосеменные растения.
У покрытосеменных растений есть другое название – цветковые, которое они получили за счёт наличия главного органа размножения – цветка.
Первые останки цветковых представителей датируются ранними меловыми отложениями. Во второй половине мелового периода мезозоя на планете господствующее положение занимали покрытосеменные растения.
Основные признаки
Данный вид растительного мира имеет разнообразные формы: деревья, кусты, травы. Распространены они во всех природных зонах. По своему строению состоят из корневой системы, стебля, листа и цветка, из которого образуется плод с семем.
Рис. 1. Формы растений.
Наличие околоплодника вокруг семени, который обеспечивает их сохранение и распространение, является особенностью покрытосеменных растений. Помимо этого основными признаками данного отдела являются:
- наличие цветка;
- завязь и плод сохраняют семязачатки и семена;
- опыляться могут с помощью воды, ветра, птиц и насекомых;
- женский заросток представлен в виде восьмиядерного зародышевого мешка;
- мужской – в виде пыльцевого зерна, который состоит из двух видов клеток: вегетативных и генеративных;
- оплодотворение двойное: спермии оплодотворяют яйцеклетку и ядро зародышевого мешка;
- жизненным циклом является смена поколений.
Цикл развития оплодотворённого цветка продолжается такими преобразованиями: завязь превращается в плод, семязачаток – в семя, зигота – в зародыш семени, вторичное ядро – во вторичный эндосперм, который имеет триплоидный набор хромосом.
Рис. 2. Цветковое растение.
Отдел цветковых растений делится на два класса: Однодольные и Двудольные.
Название одно- и двудольные обусловлено наличием количества семядолей.
Отличительные признаки классов можно изучить в следующей таблице:
| Признак | Однодольные | Двудольные |
| Количество семядолей | одна | две |
| Корень | Система придаточных корней, форма мочковатая | Система главного корня, форма мочковатая и стержневая |
| Камбий | нет | есть |
| Лист | Простой, цельная пластинка | Сложный, простой. Пластинка цельная и рассечённая |
| Жилкование | Дуговидное и параллельное | Сетчатое |
| Количество частей цветка | кратное трём | кратное четырём или пяти |
| Семейства | Злаковые и Лилейные | Паслёновые, Розоцветные, Крестоцветные, Бобовые, Сложноцветные |
Рис. 3. Характерные признаки однодольных и двудольных.
Злаковые
Стебли (соломины), в основном, простые, в виде цилиндра, разделены узлами. Лист линейный или ланцетный. Цветок собран в колос в виде мелких желтовато-зелёных колосков. Примером покрытосеменных растений данного семейства являются пшеница, рожь, овёс, сахарный тростник, кукуруза, бамбук и другие.
Лилейные
Многолетние виды в качестве корня имеют луковицы. Цветок двуполый, околоцветник венчиковидный из свободных (несросшихся) лепестков. Плод в виде ягоды или коробочки. К данному семейству относятся: лук, чеснок, ландыши, алоэ, тюльпаны, лилии и прочие.
Розоцветные
Имеют особое строение цветоложа. Плод представлен в виде орешка, костянки. Опыляются насекомыми. Представители: розы, земляника, малина, слива, вишня, груша, яблоня и другие.
Бобовые
Особенностью являются прямостоячие, вьющиеся стебли. Строение листьев сложное, имеют прилистник. Цветок состоит из 5 чашелистиков, венчик – из пяти лепестков. Плод в виде боба. Опыляют растения насекомые. К бобовым относятся: горох, клевер, соя, фасоль, люцерна и прочие.
Паслёновые
Особенность строения – очередные простые листья с цельной или рассечённой пластиной. Венчик трубчатый, к которому прикрепляются тычинки. Плод представлен ягодой или коробочкой. Представители: картофель, паслён, баклажаны, томаты, перец, дурман.
Крестоцветные
Цветки растений представлены в виде кистевидных соцветий. Чашелистики и лепестки находятся накрест. Тычинок 6: четыре длинных и две коротких. Плод в виде стручка. Пример: редька, капуста, пастушья сумка, горчица, маттиола.
Сложноцветные
Отличительным признаком является соцветие корзинка, на дне которой находятся мелкие цветки. Плод – семянка с хохолком или коронкой. Представители: подсолнух, астры, одуванчик, ромашка, василёк.
Цветковые используют:
- в пищевой промышленности;
- в медицине и фармакологии;
- в качестве технологических и кормовых культур;
- в ландшафтном дизайне.
Что мы узнали?
Многочисленными представителями растительного царства являются покрытосеменные растения. Их особенностью является наличие цветка, который служит органом размножения. В зависимости от количества семядолей в зародыше, цветковые делятся на однодольные и двудольные. Все они широко используются в питании, лечении, ландшафтном дизайне. Также мы подробно изучили свойства каждого семейства.
Тест по теме
Правильных ответов:
Ваш результат:
obrazovaka.ru
Семенные растения. Отдел Голосеменые.
Семенные растения.
Основные отличия семенных растений от высших споровых заключаются в следующем:
o Семенные растения образуют семена, служащие для распространения. Подразделяются на два отдела. Голосеменные - растения, распространяющиеся семенами, но не образующие плодов. Покрытосеменные - растения, образующие семена, заключенные в плоды.
o У семенных растений наблюдается дальнейшее совершенствование в жизненном цикле и еще большее доминирование спорофита и дальнейшая редукция гаметофита. Существование гаметофита у них полностью зависит от спорофита.
o Половой процесс не связан с капельножидкой средой, и гаметофиты развиваются и проходят полный цикл своего развития на спорофите. В связи с независимостью процесса оплодотворения от воды, возникли неподвижные мужские половые клетки - спермии, которые достигают женских половых клеток - яйцеклеток - при помощи специального образования - пыльцевой трубки.
Все семенные растения, как голосеменные, так и цветковые, - разноспоровые. Это значит, что споры у них двух разных типов - микроспоры и мегаспоры. Первые дают начало мужскому гаметофиту, а вторые - женскому.
У семенных растений единственная зрелая мегаспора остается постоянно заключенной внутри мегаспорангия и здесь же, внутри мегаспорангия, происходит развитие женского гаметофита и процесс оплодотворения.
Мегаспорангий у семенных растений окружен особым защитным покровом, называемым интегументом. Мегаспорангий с окружающим его интегументом называется семязачатком. Это действительно зачаток семени (семяпочка), из него после оплодотворения развивается семя.
Внутри семязачатка происходит процесс оплодотворения и развитие зародыша. Это обеспечивает независимость оплодотворения от воды, его автономность.
В процессе развития зародыша семязачаток превращается в семя - основную единицу расселения семенных растений. У подавляющего большинства семенных растений это превращение семязачатка в зрелое, готовое к прорастанию семя происходит на самом материнском растении.
Для примитивных семян, например, у саговниковых, характерно отсутствие периода покоя. Для большинства же семенных растений характерен более или менее длительный период покоя. Период покоя имеет большое биологическое значение, т.к. он дает возможность пережить неблагоприятное время года, а также способствует более далекому расселению.
Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление новой, чрезвычайно эффективной единицы расселения - семени - являются главными биологическими преимуществами семенных растений, давшими им возможность полнее приспособиться к наземным условиям и достигнуть более высокого развития, высшие споровые растения.
Семена, в отличие от спор, имеют не только вполне сформированный зародыш будущего спорофита, но и запасные питательные вещества, необходимые на первых этапах его развития. Плотные оболочки предохраняют семя от неблагоприятных природных факторов, губительных для большинства спор.
Таким образом, семенные растения приобрели серьезные преимущества в борьбе за существование, что и определило их расцвет при иссушении климата. В настоящее время это господствующая группа растений.
Отдел Голосеменные, или Сосновые, - Gymnospermatophyta, Pinophyta
Многие виды вымерли. В современной флоре насчитывают около 800 видов. Голосеменные широко распространены на всех континентах. В холодной зоне и в горах они формируют обширные леса, хотя по числу видов немногочисленные.
Строение. Спорофиты - преимущественно деревья, реже одревесневающие лианы или кустарники. Травянистых форм нет. Ветвление боковое, нарастание побегов моноподиальиое. Стебель имеет вторичное утолщение. Сосудов у большинства видов нет, древесина состоит из трахеид. Листья у одних видов крупные, рассеченные, похожие на листья папоротниковидных; у других - мелкие, цельные, чешуевидные или игольчатые (хвоя). Голосеменные, за небольшим исключением, - вечнозеленые растения. Корни - главный и боковые - с микоризой. Один из наиболее важных признаков - наличие семязачатков (семяпочек). Семязачаток представляет собой мегаспорангии, окруженный особым защитным покровом - интегументом. Семязачатки расположены открыто на мегаспорофиллах или аналогичных структурах, из них после оплодотворения образуются семена. Образование семени определило громадные преимущества голосеменных перед споровыми и позволило им занять господствующее положение на суше.
Жизненный цикл голосеменных рассмотрим на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Спорофит - дерево высотой до 50 м, достигающее возраста 400 лет. Ветвление боковое. Ствол хорошо выражен, на нем мутовками располагаются боковые ветви. Нарастание побегов моноподиальное. Побеги покрыты бурыми чешуевидными листьями. В пазухах их расположены сильно укороченные побеги, несущие по два игольчатых листа. Игольчатые листья, или хвоя, в сечении имеют плосковыпуклую форму, в центре расположены два проводящих пучка.
Спорообразование начинается примерно на 30 - 40-м году жизни. На одном и том же растении образуются шишки двух видов, резко различающиеся между собой: мужские, расположенные группами, и женские - одиночные.
Мужская шишка образуется в пазухе чешуйки, на месте укороченного побега, длина ее 4 - 5 мм, ширина 3 - 4 мм. Она представляет собой побег с хорошо развитой осью, на которой спирально расположены микроспорофиллы, черепитчато налегающие друг на друга. У основания оси имеются чешуйки, играющие защитную роль. Микроспорофилл яйцевидной формы, тонкий, плоский, с двумя микроспорангиями на нижней стороне. В микроспорангиях к осени заканчивается обособление многочисленных материнских клеток микроспор. Весной происходит мейоз. В результате каждая диплоидная материнская клетка образует четыре микроспоры.
Микроспора одноядерна, спородерма ее состоит из интины и экзины и несет два воздушных мешка, которые возникают вследствие расхождения покровов. Здесь же, в микроспорангии, происходят прорастание микроспоры и образование мужского гаметофита, называемого пыльцой. Он развивается внутри микроспоры и редуцирован еще больше, чем у рассмотренных ранее разноспоровых растений. В результате деления микроспоры образуются антеридиальная клетка и две проталлиальные клетки, которые вскоре разрушаются. Проталлиальные клетки - единственные вегетативные клетки гаметофита. Затем антеридиальная клетка делится и образует генеративную клетку и клетку трубки. Покровы микроспоры остаются покровами пыльцы. Ко времени ее созревания микроспорангии вскрываются продольной щелью, и пыльца высыпается наружу. Воздушные мешки облегчают перенос ее ветром. Дальнейшее развитие мужского гаметофита происходит внутри семязачатка, на женских шишках.
Женские шишки образуются на верхушках молодых побегов. Устроены они более сложно и относительно больших размеров. На главной оси расположены мелкие чешуйки, называемые кроющими. В их пазухах образуются крупные толстые семенные чешуйки с двумя семязачатками на верхней стороне. Семенная чешуйка - это редуцированный боковой побег, а не мегаспорофилл. Молодой семязачаток состоит из нуцеллуса и интегумента. Нуцеллус и есть мегаспорангий. Он имеет яйцевидную форму и срастается с особым защитным покровом - интегументом. Лишь около вершины, обращенной к оси шишки, интегумент имеет отверстие - микропиле (пыльцевход). Вначале нуцеллус состоит .из однородных диплоидных клеток. Затем в средней части его обособляется одна более крупная археспориальная клетка. Она делится путем мейоза и образует четыре мегаспоры. В дальнейшем три из них отмирают. Мегаспорангий никогда не вскрывается, так что мегаспора остается внутри него. Мегаспора многократно делится и образует женский гаметофит, называемый эндоспермом (n). Из двух наружных клеток эндосперма, обращенных к микропиле, образуются два архегония, более редуцированных по сравнению с папоротниковидными.
Пыльца из мужских шишек переносится на семязачатки и улавливается каплей густой жидкости, заполняющей пространство между нуцеллусом и интегументом и выступающей через микропиле. Подсыхая, она втягивает пыльцу внутрь семязачатка на нуцеллус. После опыления микропиле зарастает. Чешуйки женской шишки смыкаются. Мужской гаметофит продолжает свое развитие на мегаспорангии. Экзина лопается, и клетка трубки образует пыльцевую трубку, которая внедряется в ткань нуцеллуса и растет в направлении архегония. Генеративная клетка делится и образует две клетки: клетку-ножку и спермагенную клетку. Они переходят в пыльцевую трубку, которая и доставляет их к архегонию. Непосредственно перед оплодотворением из спермагенной клетки образуются два спермия - мужские гаметы без жгутиков. Пыльцевая трубка через шейку архегония достигает яйцеклетки. Тургор ее повышается, кончик лопается, и содержимое выбрасывается в цитоплазму яйцеклетки. Один из спермиев сливается с ядром яйцеклетки, а второй отмирает. От опыления до оплодотворения у сосны проходит около 13 месяцев. Из зиготы (2n) образуется зародыш. Рост зародыша осуществляется за счет запасных продуктов гаметофита - эндосперма (n). Сформировавшийся зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей (5 - 12) и почечки. Зародыш окружен эндоспермом, который используется при прорастании. Интегумент образует твердую спермодерму. Так семязачаток превращается в семя. Оно лежит открыто на семенной чешуйке и имеет (у сосны обыкновенной) крыловидный придаток, способствующий распространению семян ветром. Созревание семян наступает осенью, на второй год после опыления. Шишки к этому времени, достигают 4 - 6 см. Они продолговато-эллиптической формы, с заостренной верхушкой, чешуйки одревесневают, из зеленых становятся серыми. Следующей зимой шишки поникают, чешуйки расходятся и семена высыпаются. Отделившись от материнского растения, семя может длительное время находиться в состоянии покоя, и лишь с наступлением благоприятных условий зародыш трогается в рост.
Таким образом, у голосеменных имеется ряд более прогрессивных признаков по сравнению с папоротниковидными: гаметофиты полностью потеряли самостоятельность, они образуются на спорофите и живут на нем, оплодотворение не связано с водой; зародыш спорофита хотя и питается за счет гаметофита, но находится внутри семени и надежно защищен от неблагоприятных условий. Особенность семян голосеменных - их двойственная природа: питательная ткань - эндосперм принадлежит гаметофиту (n), зародыш - зачаток нового спорофита (2n), спермодерма и нуцеллус образуются из тканей материнского спорофита (2n).
Классификация. Чаще всего голосеменные подразделяют на три класса: Саговниковые, Хвойные и Гнетовые.
Класс Саговниковые - Cycadopsida.
Листья крупные, перистые, реже цельные, ланцетные. Стебель (ствол) имеет мощную сердцевину и кору и относительно небольшую древесину. Семязачатки расположены на листовидных или более или менее метаморфизированных мегаспорофиллах, которые располагаются поодиночке или собраны в шишки. Представляют крупнолистную линию эволюции. Класс делят на три порядка: Семенные папоротники, Саговники, Беннеттиты.
Порядок Семенные папоротники - Pteridospermales.
Наиболее древние и примитивные голосеменные, полностью вымершие.
Это переходная группа от папоротниковидных к голосеменным. С первыми их объединяют строение и внешний вид листьев, строение микроспорофиллов и микроспорангиев; со вторыми - вторичный рост стебля в толщину, наличие семязачатков и семян.
Порядок Саговники - Cycadales.
Объединяет около 100 ныне живущих видов. Они распространены в тропических и субтропических областях Восточной Азии, Австралии, Африки и Америки. Саговники - медленно растущие деревья, достигающие высоты 20 м и живущие до 1 тыс. лет. Двудомные. Стебель неветвистый или слабоветвистый, колонновидный или клубневидноутолщенный, иногда частично скрытый в почве (геофилия). В сердцевине накапливается крахмал. Верхушка стебля заканчивается вегетативной почкой, окруженной пучком вечнозеленых листьев. Листья в почке скручены улиткообразно, как у папоротниковидных, крупные, перистые, длиной до 2 м. Архегонии расположены в углублении эндосперма - архегониальной камере. При прорастании пыльцы из спермагенной клетки образуется 2 - 4 или больше крупных сперматозоидов с многочисленными жгутиками. Они попадают в жидкость архегониальной камеры, некоторое время плавают, а затем один из них оплодотворяет яйцеклетку. Практическое значение саговников невелико. Из сердцевины некоторых видов, особенно саговника поникающегб (Cycas revoluta), изготовляют крупу саго. Саговники - прекрасные декоративные растения, их разводят в оранжереях, а также в открытом грунте.
Порядок Беннеттиты - Bennettitales.
Полностью вымерли. В отличие от всех других голосеменных имели обоеполые шишки. По строению вегетативных органов похожи на саговники, но среди них были и травянистые растения.
Класс Хвойные - Pinopsida.
Листья чаще сидячие, мелкие, ланцетные, игловидные, чешуевидные, реже широкие, крупные. Стебель имеет небольшие сердцевину и кору и мощную древесину. Образуют рыхлые или плотные шишки.
Класс делят на три порядка: Кордаиты, Гинкговые, Хвойные.
Порядок Кордаиты - Coruaitales.
По внешнему виду похожи на современные хвойные. Полностью вымерли.
Порядок Гинкговые - Ginkgoales.
В настоящее время порядок представлен лишь одним видом - гинкго двухлопастным (Ginkgo biloba). Родина - Юго-Западный Китай, но с древних времен его широко культивируют как священное дерево в Японии и повсеместно в Китае. Это листопадное дерево, высотой до 40 м, с ветвистой густой пирамидальной кроной. Побеги двух типов: удлиненные верхушечные и укороченные боковые. Листья черешковые с широкой вееровидной пластинкой. На удлиненных побегах они двухлопастные, с выемкой посредине. Жилкование дихотомическое.
Гинкго - двудомное растение. Мужские шишки формируются в пазухах листьев на укороченных побегах. Микроспорофилл имеет вид тонкой ножки с сорием на верхушке, состоящим чаще из двух висячих микроспорангиев, вскрывающихся продольной трещиной. Женские шишки также формируются в пазухах листьев на укороченных побегах. Каждая шишка несет лишь два семязачатка, расположенных на верхушке дихотомически разветвленной ножки. Оплодотворение, как и у саговников, происходит при помощи сперматозоидов. Гинкго широко используют как декоративное растение, семена его съедобны, древесина ценится наравне с древесиной хвойных.
Порядок Хвойные - Coniferales.
В современной флоре это самые многочисленные представители голосеменных - около 600 видов. Распространены в основном в Северном полушарии, где формируют обширные хвойные леса, состоящие из одного или немногих видов (роды сосна, ель, лиственница, пихта). В Южном полушарии хвойные образуют леса в районах с умеренным климатом (острова Огненная Земля, Новая Зеландия, Тасмания). В тропических областях они растут только в горах.
Строение. Хвойные представлены в основном деревьями, реже кустарниками. Деревья иногда достигают гигантских размеров и возраста свыше 4 тыс. лет. В большинстве случаев имеют побеги двух типов: удлиненные и укороченные. Листья у большинства узкие, игольчатые (хвоя), но у видов более древних родов (араукария, агатис) ланцетные и даже широколанцетные. Некоторые хвойные имеют чешуевидные листья (род кипарис). Листья чаще всего сидячие, цельные, иногда выемчатые на верхушке (род пихта), в сечении плоские, четырехгранные, округлые, длиной от 1 - 2 до 30 - 40 см. Хвоя имеет одну жилку, широкие листья - много параллельных жилок. Хвойные - вечнозеленые растения (кроме видов родов лиственница, ложная лиственница и метасеквойя). Древесина на 90 - 95 % состоит из трахеид. У большинства видов в коре, древесине и листьях имеются схизогенные смоляные ходы, содержащие эфирное масло, смолы, бальзамы.
Размножение. Растения однодомные, реже двудомные. Шишки у них однополые. Мужские шишки чаще всего собраны группами и обычно располагаются в пазухах листьев, реже на верхушках боковых побегов. Микроспорофиллы очень редуцированы, чешуевидные или щитковидные (род тисс). Женские шишки имеют разнообразное строение. На семенных чешуйках расположены семязачатки, один или много.
Архегониев два, но бывает и больше. Образование гаметофитов, опыление, оплодотворение и образование семени мы уже рассмотрели на примере сосны обыкновенной.
Хозяйственное значение. На огромных пространствах приполярных стран и в горах хвойные формируют леса, называемые тайгой, и служат местом обитания многих видов промысловых зверей, птиц и полезных насекомых. Хвойные леса имеют водоохранное и противоэрозионное значение. Они дают основную массу строительной и поделочной древесины. Из них получают бальзамы и смолы, камфару, спирт, целлюлозу и множество других продуктов. Семена некоторых хвойных содержат масло, используемое в пищу. Хвойные служат сырьем для получения медицинских препаратов.
Классификация. Порядок подразделяют на 10 семейств.
Семейство сосновые - Pinaceae.
Одно из самых крупных семейств. Включает 240 видов (10 родов). Распространены в умеренной и субтропической (преимущественно горы) зонах Северного полушария. Некоторые виды произрастают высоко в горах и за Полярным кругом. В Южном полушарии встречаются лишь в Индонезии и на Филиппинах. Преимущественно деревья, реже кустарники. Многие виды - основные лесообразующие породы хвойных лесов.
Род пихта (Abies). Включает 40 видов. Распространены в Северной Америке (15 видов), Юго-Восточной Азии (7 - 8 видов), Средиземноморье, Средней Европе, на Кавказе, в Гималаях, Сибири. Крупные деревья с мутовчатым расположением ветвей. Хвоя плоская, часто с двумя белыми восковыми полосками с нижней стороны, располагается поодиночке. Женские шишки чаще всего прямостоячие, созревают за один вегетационный период, при созревании распадаются.
В бывшем СССР насчитывают 9 видов. Пихта сибирская (A. sibirica) произрастает на северо-востоке европейской части СССР, в Западной, Центральной и Восточной Сибири, Туве, а также в Монголии. Образует обширные леса. Растет на равнине и в горах. Древесина мягкая, ее используют как строительный и поделочный материал, а также для производства бумаги. Из хвои получают эфирное масло, идущее на изготовление лаков. В молодых ветвях содержится борнеол (камфара). Пихтовый бальзам - превосходное средство для лечения ран. Пихта белая (A. alba) растет в горах Средней, Южной и Западной Европы, где образует леса на высоте до 2 тыс. м. Пихта кавказская (A. nordmanniana) образует в смеси с буком лесные массивы, в основном в западной части гор Кавказа, на высоте до 2 тыс. м. Декоративное дерево. Выращивают на Украине и в Белоруссии.
Род ель (Picea). Объединяет 45 видов, распространенных в Северной Европе, Центральной и Восточной Азии, Северной Америке. Высокие деревья со светло-серой коркой, с мутовчатым расположением ветвей. Хвоя четырехгранная, с белой полоской на каждой стороне, располагается поодиночке. Корневая система преимущественно поверхностная. Растения теневыносливые. Женские шишки созревают в течение одного вегетационного периода, при созревании семян они повисают, а потом опадают целиком.
Во флоре бывшего СССР 10 видов. Ель обыкновенная (P. abies) распространена в Западной Европе и европейской России. На огромных пространствах образует чистые леса или с примесью березы и сосны. В южных районах растет в смешанных лесах вместе с кленом, липой, дубом. Древесину используют как строевой и поделочный материал, дрова, сырье для изготовления бумаги. При перегонке древесины получают смолу, канифоль, вар, скипидар. Корка содержит дубильные вещества. Ель сибирская (P. obovata) распространена на северо-востоке европейской России, в Западной Сибири. Очень близка к ели обыкновенной. Отличается более мелкими женскими шишками. Ель колючая (P. pungens) растет в Скалистых горах Северной Америки, имеет красивую серебристую хвою, ее широко культивируют как декоративную в России и Западной Европе.
Род лиственница (Larix). Около 20 видов, распространенных в Азии, Европе, Северной Америке. Входит в состав хвойных лесов. Крупные деревья с мутовчатым расположением ветвей, светолюбивые. Растения летнезеленые. Листья располагаются на удлиненных побегах поодиночке, на укороченных - пучками. Пыльца без воздушных мешков. Женские шишки созревают за один вегетационный период, но висят 2 - 3 года, нераспадающиеся. Древесина красноватая, богатая смолой, прочная, стойкая к разрушению в воде. Ее широко используют на шпалы, в кораблестроении, для крепления шахт, как дрова и для изготовления бумаги.
Во флоре бывшего СССР 7 видов. Лиственница западноевропейская (L. decidua) растет в Альпах и Карпатах, лиственница сибирская (L. sibirica) распространена в северных и восточных районах европейской России и в Западной Сибири, лиственница даурская (L. dahurica) - в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, прекрасно переносит суровый климат. Это единственное высокоствольное дерево на севере Восточной Сибири и Якутии.
Род сосна (Pinus). Около 100 видов, распространенных в умеренных областях Северного полушария, в субтропиках формируют горные леса, несколько видов растет в горах тропических областей. Это крупные или небольшие деревья с мутовчатым расположением ветвей. Удлиненные побеги покрыты пленчатыми чешуйчатыми листьями, в пазухах которых образуются укороченные побеги с листьями, расположенными пучками по 2 - 5. Женские шишки созревают 2 - 3 года.
Во флоре бывшего СССР имеется 15 видов. Сосна обыкновенная (P. sylvestris) широко распространена в европейской России, Сибири, доходит до Охотского моря; в Западной Европе - от Скандинавского полуострова до Пиренеев и Балкан. Часто формирует леса на песчаных и супесчаных почвах. Растет также на сфагновых болотах (карликовые формы), а на юге - по известковым и меловым склонам. Древесину широко используют как строительную и поделочную. Из стволов добывают живицу, из которой при перегонке получают корабельную смолу, канифоль, скипидар. В хвое .содержится много аскорбиновой кислоты (витамина С). Молодые побеги используют для изготовления лекарства, пыльцу применяют в медицине в качестве заменителя спор плауна. Сосна сибирская, или сибирская кедровая сосна (P. sibirica), неверно называемая в быту «кедром», - крупноствольное дерево, широко распространенное по всей Сибири и в Монголии, формирует густые леса - кедрачи. Хвоя располагается на укороченных побегах пучками по пять. Женские шишки прямостоячие, семена созревают осенью, на второй год после опыления. При созревании шишки не раскрываются. Семена без крыла, спермодерма твердая. В быту семена называют «кедровыми орешками», их используют в пищу и для получения масла. Дает ценную древесину, из смолы получают скипидар и канифоль. Кедровый стланник (P. pumila) - стелющийся кустарник или небольшое деревце. Растет в Восточной Сибири, на Курильских островах, в Японии. Образует большие заросли, где поселяются промысловые звери - белки и соболя. Семена съедобны. Сосна палласа (P. pallasiana) формирует леса в Крыму и Западном Закавказье, а также в Малой Азии и на Балканах. Сосна пицундская (P. pithyusa) растет на мысе Пицунда, реликтовый вид, занесен в Красную книгу.
Семейство кипарисовые - Cupressaceae.
Объединяет 20 родов, 145 видов. Распространены на всех континентах мира. Деревья и кустарники. Листья чешуевидные, реже игольчатые. Древесина без смоляных ходов. Смола накапливается в специальных клетках. Мужские шишки одиночные, пыльца без воздушных мешков. Чешуйки женских шишек деревянистые, кожистые или сочные.
Род можжевельник (Juniperus). Около 70 видов, произрастающих в Северном полушарии от Арктики до субтропиков. Несколько видов растет в горах тропической зоны. Небольшие деревья или кустарники. Листья игольчатые или чешуевидные. Чешуйки женских шишек мясистые, сочные, срастаются вместе, образуя шишкоягоду, созревающую два года. Древесину используют для различных целей.
Побеги содержат ядовитое эфирное масло сабиноль, используемое в медицине.
Во флоре бывшего СССР 21 вид. Можжевельник обыкновенный (J. communis) растет в подлеске еловых и сосновых лесов. Листья игольчатые, по три в мутовке. Очень долговечен, живет до 2 тыс. лет.
Можжевельник красный (J. oxycedrus) и можжевельник высокий (J. excelsa) растут в Крыму. В горах Средней Азии можжевельник зеравшанский (J. seravschanica), можжевельник полушаровидный (J. semiglobosa) и др. под общим местным названием «арча» формируют леса - арчовники.
Класс Гнетовые - Gnetopsida.
Гнетовые отличаются от других голосеменных наличием сосудов во вторичной древесине и покровов вокруг микро- и мегаспорофиллов, сильной редукцией женского и мужского гаметофитов, половым процессом, несколько напоминающим двойное оплодотворение покрытосеменных. Семязачаток один, зародыш имеет две семядоли. Смоляные ходы в древесине отсутствуют. Класс Гнетовые делят на три порядка: Эфедровые, Гнетовые, Вельвичиевые.
Порядок Эфедровые - Ephedrales.
В составе порядка одно семейство и один род - эфедра (Ephedra), включающий 40 видов, распространенных в Средиземноморье, Европе и Средней Азии, Индии, Китае, Северной и Южной Америке. Чаще всего это обитатели пустынь, полупустынь, каменистых склонов гор. Небольшие деревья, но чаще кустарники или лианы, достигающие 5 - 8 м высоты. Листья мелкие, обычно чешуевидные, рано опадающие. Ветви ребристые, зеленые, выполняющие функцию фотосинтеза. Растения двудомные. Мужские шишки расположены в узлах стебля по 3 - 4 и больше. Мужская шишка состоит из колонки, на верхушке которой имеется от двух до восьми двух-четырехгнездных микроспорангиев.
Женские шишки в количестве от двух до четырех также расположены в узлах. Женская шишка состоит лишь из одного семязачатка, окруженного толстым покровом. Пыльца переносится ветром, иногда насекомыми. При созревании семян наружный покров женской шишки чаще одревесневает, а чешуевидные кроющие листья становятся сочными и приобретают яркую окраску.
Во флоре бывшего СССР 10 видов. Эфедра двуколосковая (Е. distachya) распространена на юго-востоке европейской России, в Сибири, Средней Азии. Небольшой кустарник высотой до 40 см. В ветвях эфедры содержится алкалоид эфедрин, используемый как лекарство.
Классификация.
Покрытосеменные издавна подразделяют на два класса: Двудольные (Dicotytedoneae) и Однодольные (Monocotyledoneae). Вот наиболее важные и наиболее наглядные признаки отличия этих классов.
Двудольные
o Зародыш имеет две семядоли.
o Зародышевый корешок вырастает в главный корень, несущий боковые корни; корни способны к вторичному утолщению; корневая система по форме чаще стержневая.
o Стебель по мере роста растения утолщается, так как проводящие пучки открытые; на поперечном разрезе стебля они расположены по кругу или имеется единый вторичный проводящий цилиндр.
o Листья простые и сложные с сетчатым жилкованием.
o Число членов компонентов цветка кратно 5, реже 4.
Однодольные
o Зародыш с одной семядолей.
o Зародышевый корешок более или менее рано отмирает, вместо главного корня образуются придаточные корни; корни неспособны к вторичному утолщению, корневая система чаще мочковатая.
o Стебель не утолщается, проводящие пучки закрытые, на поперечном разрезе стебля они расположены как бы беспорядочно.
o Листья простые с параллельным или дуговым жилкованием.
o Число членов компонентов цветка кратно 3.
Необходимо отметить, что в рамках двудольных и однодольных известны отклонения от этих признаков. Так, у некоторых двудольных имеется только одна семядоля (род чистяк), дуговое жилкование листьев (род подорожник), а у однодольных наблюдается утолщение стебля (роды юкка, драцена) и т. д. Поэтому названные признаки имеют относительное значение, и для определения принадлежности растения к тому или иному классу нельзя основываться только на одном признаке из приведенного перечня, а надо брать всю совокупность их.
Класс Двудольные - Dicotyledoneae.
Общее число видов более 200 тыс. (300 семейств). Многие из них имеют первостепенное практическое значение или представляют теоретический интерес.
Класс Однодольные - Monocotyledoneae.
Общее число видов около 64 тыс. (2,6 тыс. родов, 85 - 90 семейств). Основные жизненные формы - преимущественно травы (одно-, дву-, многолетние), реже деревья, кустарники, лианы. Распространены на всех континентах мира. Однодольные представляют собой вполне естественный эволюционный ряд, где отдельные порядки и семейства имеют сходную специализацию и взаимосвязаны переходными формами. Кроме уже приведенных выше отличий однодольных от двудольных, можно назвать еще много дополнительных признаков: флозма у однодольных не имеет лубяной паренхимы и состоит только из ситовидных трубок и сопровождающих клеток; пограничная линия в проводящем пучке между ксилемой и флоэмой дуговидная - ксилема огибает флоэму; листорасположение двурядное; запасные продукты и продукты метаболизма (эфирные масла, дубильные вещества, алкалоиды, гликозиды и т.д.) менее разнообразны, их молекулы более простого строения.
Среди однодольных много высокоспециализированных растений - геофитов, которые переносят неблагоприятные условия жизни в виде корневищ, луковиц, клубней, клубнелуковиц, погруженных в землю; гелофитов, которые живут на болотах и сильно увлажненных почвах; ксерофитов, которые приспособлены к аридным условиям; эфемеров, которые имеют короткий жизненный цикл, заканчивающийся до наступления длительного периода засухи.
studfiles.net
Надотдел семенные растения
Семенные растении характеризуются следующими признаками:
1) Размножение осуществляется с помощью семян;
2) Споры созревают на спорофите и не покидают его;
3) Гаметофит не существует, как отдельное растение;
4) Впервые появляется сосудистая система.
К семенным растениям относятся два отдела: голосеменные и покрытосеменные. Семенные растения появились в позднем девоне, в современной флоре они резко преобладают над споровыми.
Отдел голосеменные (Pinophyta).
Голосеменные представлены деревьями (до 110м высотой), кустарниками иногда лианами и травянистыми формами. В отличие от покрыто семенных не имеют завязи, поэтому семя – голое. Появились в позднем девоне и в настоящее время произрастают почти на всех широтах. Развитие семени представляет собой сложный процесс. Он связан с длительным преобразованием спорангия в семязачаток и преобразованием спор в пыльцу, прорастание споры и формирование женского гаметофита, дающего одну яйцеклетку, происходит внутри семязачатка. Семязачаток представляет собой многоклеточное образование и располагается обычно на концах побегов в виде колосков, зонтиков, шишек. Пыльца (каждое зерно) защищена двумя оболочками. Часто имеют воздушные мешки.
В отделе голосеменных выделяют порядков учитывая строение листьев, стеблей, органов размножения.
Порядок семенные папоротники (Pteridosperma).
Вымершие древесные и травянистые формы, которые имели папоротковидный облик, но размножались с помощью семян, а не спор. Поэтому их называют семенные папоротники. В ископаемом состоянии встречаются в виде отпечатков листьев, редко – органы размножения. Появились в верхнем девоне от папоротниковидных, широко распространились в карбоне и Перми и вымерли в юре. Семязачатки располагались на конце побегов.
Порядок бнннеттитовых (Bennettitales).
Растении этого отряда имеют обычно толстый приземистый стебель, покрытый рубцами от опавших листьев. Листья крупные, сложные, сходные с цикадовыми. Органы размножения располагаются в пазухах листьев по сторонам стебля. В ископаемом состоянии встречаются в основном отпечатки листьев, особенности строения которых положены в основу классификации. Типичные роды: Pterophyllum, Ptilophyllum. Беннеттитовые обитали преимущественно в тропиках. Распространение – средний триас – мел. На некоторых ее найденных стволов шишки оказались в одной и той же стадии развития. На одном стволе оказалось 60 шишек и все в одной стадии развития. Это дало основание думать, что эти растения, подобно некоторым нынешним пальмам, цвели один раз в жизни.
Беннеттиты представляют собой важную, с эволюционной точки зрения, группу в этом отношении, что здесь мы встречаемся с образованием покрова, защищающего семена. Эта защищенность семени представляет важное приспособление, получившее дальнейшее развитие у покрытосеменных растений.
Порядок гинкговые (Ginkoales).
В настоящее время существует лишь одни вид, принадлежащий этому отряду, который имеет длинную историю и некогда был представлен довольно многочисленным и разнообразными формами. Вполне понятно, что единственный нынешний вид Ginkgo biloba, сохранившийся в Восточной Азии и притом, преимущественно, в искусственных насаждениях, имеет огромное значение с палеонтологической точки зрения. Это деревья с листьями имеющими веерное жилкование, без перемычек между жилками. Растения двудомны, т.е. одни особи несут лишь женские органы, другие – лишь мужские.
Ныне живущий вид G.biloba представляет собой дерево высотой до 30 м, при диаметре ствола 2-4 м. Листья, опадающие зимой, в виде широкой веерообразной пластинки, разделенной на две (отсюда и название – biloba - двухлопастная).
Род Ginkgo в настощее время живет в Китае и Японии культивируется на юге СНГ и Западной Европы. Типичные представители: p.Ginkgo, Baiera. Появившиеся в небольшом количестве в позднем Pz гинкговые получили широкое распространение в T3,I,K. Тогда же они достигла наибольшего разнообразия. Со второй половины мела они начали вымирать. В P сохранился только p,Ginkgo, доживший в качестве реликта до наших дней.
Порядок цикадовые (Cycadales).
Объединяет растения похожие на папоротники и пальмы. Ствол прямой до 15-20 м высотой, но встречаются формы мелкие ло 3 см. Листья от цельных до сложно рассеченных (pp. Taeniopteris, Nilssonia). Семяпочки лежат открыто, а не в завязи, как у покрытосеменных. Появились в Перми, расцвета достигли в юре. В настоящее время произрастают в тропических и субтпропических областях. Представители: p.Taeniopterus C3-K1, Nilssonia T-K.
Порядок Czekanowskiales (Чекановские).
Эта группа вымерших мезозойских голосеменных, представленных деревьями, листопадными. Листья дихотомически-вильчатые, каждый элемент имел игловидный облик – как у p.Czekanowskia, или лентовидные, собранные в пучки как у p.Phoenicopsis и отпадающими вместе с листьями. Время существования – поздний T (T3) – K2. В пределах умеренно-теплого климата Северного полушария чекановские совместно с гинкговыми и некоторыми хвойными образовывали густые леса. В субтропиках они встречались значительно реже. Из Южного полушария остатки хи неизвестны.
Порядок кордаитовые (Cordaitales).
Деревья с высокими (до 30 см) разветвленным у вершины стволом. Ветви располагались высоко от земли и несли длинные, узкие листья, располагавшиеся по спирали. Молодой стебель имел сердцевину, которая быстро разрушалась и после смерти заполнялась осадком. Так возникали слепки с внутренней полости ствола. Ствол похож на ствол современных хвойных, но имели более объёмистую сердцевину, которая достигала 10 см в диаметре. Корневая система развита слабо. Органы размножения сосредоточены в шишках мужских и женских, а не на листьях, как у семенных папоротников.
Кордаитовые являются предками хвойных. Для тех и других характерным вляется мощное развитие древесины (ксилемы). Кордаитовые были обитателями умеренного и тропического климата. Среди них известны и низкоствольные формы с воздушными корнями, что характерно для мангровых зарослей. В позднем палеозое они участвовали в углеобразовании. Карбон – ранний триас. Представитель p. Cordaites.
Порядок хвойные (Coniferalis).
Представлены высокими (до 110 м) деревьями и долго живущими (до 4-6 тысяч лет). Это вечнозеленые растения, но встречаются и листопадные (лиственница). Листья игловидные, могут быть собраны в пучки, сидящие на укороченных побегах, как у сосны. У других они спирально располагаются на побегах (ель). Семена созревают в женских шишках или ягодопобных образованиях. А пыльца – в мужских шишках или колосках. Мужская шишка у сосны значительно проще и меньше женской. Все хвойные – ветроопыляемые растения. Конечным продуктом жизнедеятельности хвойных является смола. В K и P известные массовые захоронения ископаемой смолы (янтарь).
Хвойные появились в карбоне и в Перми уже получили широкое распространение. В течение геологического времени хвойные постепенно уступают свое место высшей группе семенных – покрытосеменным. Так, p. Araucaria, появляющийся в геологической летописи, по-видимому, не позднее Р, имел широкое распространение в Т1 эпоху, когда он существовал даже в Европе. Ныне же, распространение этого рода ограничивается Южной Америкой и Австралией. С позднего мела получили широкое распространение сосновые, представленные современными родами: p.Pinus – сосна, Picca – ель, Abies – пихта, а также Sequoia, Taxodium получили широкое распространение в палеогене и миоцене, когда существовал умеренно теплый климат. В настоящее время их распространение ограничено горными районами. Хвойные представляют большую группу голосеменных, которые вероятнее всего, произошли от кордаитовых. Современные p.Sequoia (в основном распространены в Северной Америке) достигают свыше 100м высоты, в диаметре – 11. Корневая система занимает площадь до 1,5 гектара. Живёт свыше 3 000 лет.
Отдел покрытосеменные (Angiospermae).
Это высокоорганизованные семенные растения. для них характерно наличие цветка, плода и сосудов. В современной флоре они составляют подавляющие большинство, встречаясь на всех широтах. Это листопадные, вечнозеленые кустарники, травы, деревья до 50 м высотой. Чрезвычайно разнообразна форма листьев, жилкование (перистое, пальчатое, параллельное, веерное и т.д.).
Цветковые отличаются от других отделов высших растений следующими особенностями:
1) Цветок с плодолистиками и завязью. Цветок состоит из – околоцветника (зеленые чашелистики), тычинок (микроспор) и плодолистиков. Срастание плодолистиков приводит к образованию завязи. В завязи находится семяпочка, дающая женский гаметофит, в котором возникает яйцеклетка и дополнительные клетки.
2) Двойное оплодотворение: на рыльце попадает пыльца, она прорастает в пыльцевую трубку с появлением двух сперматозоидов (мужской гаметофит). Один из них оплодотворяет яйцеклетку, а второй сливается с одной из дополнительных клеток, что и определяет сущность двойного оплодотворения. Оплодотворенная яйцеклетка дает начало зародышу, а дополнительные клетки – питательную ткань – эндосперму. Так образуется семя. Из завязи в конечном итоге формируется плод. Семена имеют запас питательных веществ. Прорастая в благоприятных условиях они дают начало новому растению, т.е вновь возникает спорофит. Гаметофит существует внутри спорофита, а не отдельно.
3) Строение стебля. Ксилема состоит из сосудов, а не трахеид, как у других отделов.
Эволюция цветковых растений тесно связана с насекомыми, играющими важную роль при опылении. Покрытосеменные вероятно являются потомками беннеттитовых. В настоящее время известно около 250 000 видов, которые относятся к двум классам: двудольные и однодольные, которые различаются по количеству семядолей в зародыше. Более древними считаются двудольные, от которых произошли однодольные. Покрытосеменные принимают участие в образовании торфяников и бурых углей. Появились в мелу и существуют поныне.
Класс двудольные (Dicotyledones).
Двудольные составляют большинство покрытосеменных растений более 170 000 видов, т.е. 75 % цветковых растений. К ним принадлежат практически все деревья и кустарники, а также большинство трав. Основными отличиями являются двудольный зародыш, концентрическое расположение сосудопроводящих пучков в стебле (стволе). Цветки большей частью состоят из 5 пятичленных кругов или мутовок, т.е. 5 чашелистиков, 5 лепестков, 5 тычинок. По строению листья двудольные бывают простыми и сложными. Простые листья состоят из одной пластинки, сложные – из нескольких, расположенных перисто или верно вдоль общей оси. Простые листья встречаются как у травянистых растений (p.Plantago - подорожник), так и у деревьев (p.Betula - береза, p.Quercus - дуб, p.Platanus - плата). Сложные листья характерны для деревьев – p.Fraximus - ясень, p.Castanea – каштан, но могут встречаться и у трав (p.Achillea – тысячелистник). Жилкование у простых и сложных листьев обычно перисто-сетчатое, пальчатое, веерное с жилками нескольких порядков. Различные варианты жилкования используются при классификации листьев, особенно ископаемых. Ископаемые двудольные встречаются в меловых и кайнозойских отложениях и представляют огромное разнообразие. В раннем мелу появились тополь, ива, дуб; в позднем – орех, бук, клен; в палеогене – береза, ольха, вяз.
Двудольные очень важны для стратиграфии континентальных толщ, в которых остатки животных встречаются значительно реже, чем в морских отложениях.
Класс однодольные (Monocotyledones).
Однодольные (насчитывают 65 000 видов) составляют около 25% цветковых растений. Они представлены преимущественно травянистыми растениями (злаки, водные растения), реже кустарниковыми и древовидными растениями (пальма). Общим для них является наличие у зародыша одной системы слабо дифференцированные листья с ровными краями с кинжалоподобной или лентовидной формой (лилии), либо перистой веерной (пальмы), число частей цветка кратно 3.
В континентальных отложениях иногда встречаются остатки пальм лиан (p.Smilax) – K2-Q и пальм (верхний мел - ныне). Из веерных пальм наиболее часто встречаются представители p.Sabal. Отпечатки крупных веерных листьев этого рода известны с эоцена. Еще в миоцене эти пальмы существовали в Средней Европе. Позже, однако, северная граница их распространения отодвинулась на юг. Впрочем их остатки находят в среднем палеоцене Грузии. Находки пальм могут служить указанием на теплый климат соответствующих участков суши. Остатки травянистых однодольных открытых пространств с относительно низкой влажностью – в частности сухих лугов и степей – известны из миоцена – плиоцена. В более древних осадках они пока не найдены.
Царство Fungi (грибы).
Грибы представляют своеобразную группу организмов, сочетающую признаки как растений, так и животных. С растениями их объединяют неподвижность, верхушечный рост и размножение с помощью спор. С животными их сближает отсутствие фотосинтеза, присутствие продуктов обмена мочевины, а в оболочке клеток имеется хитин. Оболочки клеток чаще всего сохраняются в ископаемом состоянии. грибы могут быть одноклеточными и многоклеточными. Многоклеточные состоят из тонких нитевидных образований. Нити и гифы переплетаясь образуют грибницу. Грибницы разнообразны по размерам и строению. Размножение вегетативное или с помощью спор. По типу питания они являются паразитами, редко хищниками. Грифы обитают в различных средах: в почве, на поверхности любых объектов и организмов. Для грибов характерен симбиоз с водорослями, что привело к возникновению лишайников. В ископаемом состоянии часто сохраняются споры, реже грифы.
Гифоподобные образования встречены в докембрии (средний рифей), даже в архее встречены единичные микроскопические образования, которые сравнивают с дрожжевыми грибками. Несомненно, что грибы и бактерии были первыми наземными организмами.
biofile.ru
