Отличие цветковых растений от голосеменных: 1. У цветковых в отличие от голосеменных растений есть следующие структуры: А. Цветки В. Корни…

Содержание

Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Основные отличия

Голосеменные (лат. Gymnospérmae) и покрытосеменные, или цветковые (лат. Magnoliophyta) — это две различные группы царства растений (подцарство Высшие растения), появлявшиеся последовательно в эволюционном развитии природы. Они играют важную роль в жизнеобеспечении планеты, составляя ее зеленый покров.

Некоторые представители этих групп в настоящее время являются полностью вымершими и относятся к разряду ископаемых отложений. Сейчас на Земле существуют и голо-, и покрытосеменные растения. Есть основные отличия, характеризующие обе группы.

Происхождение

Происхождение и возраст — это основное, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. Голосеменные — очень древняя группа растительных организмов. Они существуют на Земле с Девонского периода (Палеозойская эра), это около 370 млн лет назад. Считается, что они были потомками семенных папоротников (лат. Pteridospermae) — полностью вымерших растений, многочисленные отпечатки которых часто находят в отложениях позднего девона и раннего мела.

Цветковые или покрытосеменные растения появились 120-150 млн лет назад на границе юрского и мелового периода (Мезозойская эра) и быстро заняли господствующее положение на планете. Считается, что их предками были древние голосеменные растения.

Разнообразие видов и форм жизни

Голосеменные растения насчитывают примерно 1 000 видов, существующих в данный момент в природе. Другие представители этой группы являются полностью вымершими и часто обнаруживаются палеонтологами в ископаемом виде. Формы жизни — вечнозеленые деревья и кустарники, а также редковстречаемые лианы. Отдел голосеменных представлен несколькими классами:

  1. Саговниковые: саговник поникающий, стангерия шерстистая, бовения и др.
  2. Беннеттитовые: вильямсония, нильсониоптерис (полностью вымерший класс).
  3. Гнетовые: эфедра хвощевая, веливичия мирабилис.
  4. Гинкговые: гинкго билоба.
  5. Хвойные: ель, пихта, сосна, можжевельник, кедр и др.

Значительно большее видовое разнообразие — это то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Покрытосеменных насчитывается около 300 тыс. видов — это более половины всех растений планеты. Они существуют в форме деревьев, кустарников, многолетних и однолетних трав, лиан. Их классификация отличается большим разнообразием и сложностью, а именно:

  • Класс Однодольные:

Семейства:

Злаки: рожь, овес, пшеница и др.

Лилейные: лилия, тюльпан, чеснок, лук и др.

  • Класс Двудольные:

Семейства:

Пасленовые: картофель, табак, паслен, дурман, белена и др.

Астровые: подсолнечник, полынь, одуванчик, топинамбур и др.

Бобовые: соя, нут, горох, фасоль и др.

Крестоцветные: капуста, редька, редис, репа и др.

Розоцветные: роза, шиповник, рябина, вишня др.

Органы размножения

Основное отличие покрытосеменных и голосеменных растений — орган полового размножения. У первой группы это цветок, в завязи которого формируются семена (плод) после оплодотворения. Он состоит из тычинок — мужских половых органов, пестика — женского полового органа (из него будет развиваться плод), венчика с лепестками, цветоложа и цветоножки. Цветок различается по форме, окраске и цвету в зависимости от вида растения.

У голосеменных растений эту функцию выполняет видоизмененный побег — шишка, которая может быть мужской или женской, о чем легко судить по ее размерам. Именно на ее чешуйках развиваются семязачатки, и впоследствии образуется семя.

Оплодотворение

Процесс оплодотворения — это ключевое, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У голосеменных он достаточно прост. В пыльцевых мешках происходит постепенное созревание пыльцевых зерен, которые затем переносятся на женский гаметофит. Один спермий (мужская гамета) оплодотворяет только одну яйцеклетку, после чего образуется семя. Процесс протекает в семязачатках или мегаспорангиях.

У цветковых происходит иначе. Здесь имеет место двойное оплодотворение, это то, чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных. Кратко этот процесс был описан отечественным ученым С.Г. Навашиным в 1898 году. Происходит он следующим образом: из пыльцевого зерна внутрь завязи прорастают два спермия, один из них оплодотворяет яйцеклетку, из которой развивается семя, второй — центральную клетку, дающую начало эндосперму — запасу питательных веществ для зародыша.

Образование плода

После оплодотворения цветковые растения образуют плоды — то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Образование плода с семенем внутри происходит путем видоизменения стенок завязи. Но иногда в его формировании принимают участие околоцветник, тычинки и чашечка, все зависит от вида растения. В это время движение минеральных и органических веществ в растении направлено в сторону плода, что может истощить другие ткани. Плоды, как и видовой состав покрытосеменных, характеризуются разнообразием форм.

Голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием плодов. Их семена располагаются открыто на чешуйке шишки и ничем не защищены. Однако они имеют специальные приспособления, позволяющие распространяться на большие расстояния.

Распространение

Способ распространения семян — важное обстоятельство, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У первой группы это происходит единственным путем — при помощи ветра. Поэтому семена снабжены выростами, придатками крыловидной формы и перепончатого строения. Движения воздуха способны распространять такие семена на значительные расстояния, чем обеспечивается расширение ареала того или иного растения.

У покрытосеменных растений способы распространения семян более разнообразны. Это происходит при участии ветра, насекомых, птиц, млекопитающих, людей. Некоторые семена имеют прицепки и выросты, способные цепляться за одежду или шерсть животных и так преодолевать большие расстояния. Многие плоды имеют сладкую сочную мякоть, съедобную для людей и животных, что также обеспечивает распространение семян.

Строение проводящих тканей

Устройство проводящей системы — это то, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У более древних растений движение воды и питательных веществ в тканях не является интенсивным. Жидкость двигается медленно по трахеидам — полым трубкам с толстыми одревесневшими стенками и перфорированными перегородками. Они входят в состав ксилемы и обеспечивают восходящий ток жидкости — от корней к листьям. Трахеиды хорошо заметны при рассмотрении их под микроскопом.

Проводящая система покрытосеменных более совершенна. У этих растений трахеиды преобразовались в сосуды. Это очень длинные трубки (у некоторых лиан они достигают десятки метров), по которым осуществляется усиленный ток жидкости и питательных веществ. Эта особенность строения способствует более активному протеканию многих важных физиологических процессов в растении: образование хлорофилла, фотосинтез, дыхание.

Эволюционные преимущества

Голосеменные растения существуют на Земле гораздо дольше, чем покрытосеменные. Но, несмотря на это, они не достигли разнообразия видов и форм, свойственного более молодым цветковым растениям. Чем отличаются покрытосеменные от голосеменных? Какие преимущества позволили им занять господствующее положение в растительном мире планеты? Есть несколько моментов, определивших это, а именно:

  • появление цветка, привлекательного для насекомых, позволило повысить шансы растения на опыление;
  • разнообразие вариантов опыления;
  • завязь защищает семязачаток от возможных повреждений;
  • двойное оплодотворение позволяет зародышу семени получать достаточно питания для своего развития;
  • сочный плод обеспечивает сохранность находящегося внутри него семени;
  • увеличение способов распространения семян;
  • разнообразие форм жизни (деревья, травы, кустарники) позволяет заселить больше экологических ниш;
  • проводящая система усилена сосудами, что активизирует многие необходимые физиологические процессы растительного организма.

Основные отличия.

Краткий итог

Итак, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Коротко основные отличия представителей обоих групп представлены в таблице.

Сравнительная характеристика голо- и покрытосеменных растений
Признак Голосеменные Покрытосеменные
Происхождение Палеозойская эра Мезозойская эра
Исторический возраст Около 370 млн лет 125-150 млн лет
Видовое разнообразие Около 1000 видов Примерно 300 тыс. видов
Разнообразие форм жизни В основном деревья и кустарники Деревья, кустарники, травы
Расположение семени Располагается открыто, ничем не защищено Находится внутри плода
Опыление Ветром Ветром, насекомыми, птицами, самоопыление
Оплодотворение Простое Двойное
Наличие плода Нет Есть
Передвижение воды в тканях По трахеидам (медленный восходящий ток) По сосудам (усиленный восходящий ток)

Возникшие эволюционным путем, такие приспособления, как защита семени, двойное оплодотворение, опыление насекомыми, а также более совершенная проводящая система, позволили покрытосеменным растениям занять доминирующее положение на планете в мире флоры.

Китайские пчелы украли пыльцу голосеменного растения и снизили эффективность его опыления

Китайские восковые пчелы воруют пыльцу голосеменных растений гнетумов Gnetum luofuense и снижают эффективность их опыления ночными бабочками. К такому выводу пришли специалисты, в течение двух лет изучавшие взаимоотношения данного вида растений с насекомыми. Возможно, древние голосеменные, опылявшиеся насекомыми, также страдали от похитителей пыльцы — и это послужило стимулом для появления цветковых растений. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Ecology.

Большинство голосеменных растений опыляются ветром. Тем не менее некоторые из них, подобно более успешным цветковым, пользуются для этого услугами насекомых. Так, пыльцу многих видов саговников (Cycadophyta) переносят жуки или трипсы (Thysanoptera). В качестве другого примера голосеменных растений, опыляемых насекомыми, можно назвать деревья и лианы из рода гнетумов (Gnetum). Эти древние растения возникли по меньшей мере 270 миллионов лет назад, а сегодня около сорока их видов распространены в тропиках Америки, Африки, Азии и Океании. Опыляются они ночными бабочками, которые посещают гнетумы ради сахаристой жидкости и переносят пыльцу с мужских половых органов (микростробил) на женские (мегастробилы).

На стробилы гнетумов слетаются и другие насекомые, однако далеко не все они участвуют в опылении этих растений. Например, недавно биологи обнаружили, что в тропических лесах Китая китайские восковые пчелы (Apis cerana) собирают пыльцу с мужских стробил вида Gnetum luofuense, но не посещают женские. Это значит, что эти насекомые просто обворовывают гнетумы, не способствуя их опылению. Интересно, что, в отличие от ночных бабочек, пчелы посещают стробилы в светлое время суток, когда те не выделяют сладкую жидкость, то есть их привлекает именно пыльца.

Команда специалистов, которую возглавил Янь-Бин Гун (Yan-Bing Gong) из Уханьского университета, решила выяснить, насколько сильный ущерб пчелы наносят гнетумам. Исследователи отправились на остров Хайнань и в течение двух лет наблюдали за опылителями, которые посещают эти растения. Им удалось выяснить, что пчелы посещают стробилы гнетумов лишь с конца апреля по начала мая. При этом наблюдения подтвердили, что эти насекомые часто собирают пыльцу на мужских стробилах в вечерних сумерках и на рассвете, но никогда не садятся на женские.

Гун и его соавторы подчитали, что каждый пыльник G. luofuense содержит в среднем 7428 пыльцевых зерен. После того, как вечером на микростробилы прилетают пчелы, это значение сокращается на 22,3 процента — до 5594 пыльцевых зерен. Ночные опылители, в первую очередь бабочки, уносят со стробил в среднем по 2,1 процента пыльцевых зерен. Утренние визиты пчел сокращают запас пыльцевых зерен еще на 25,4 процента. В результате в каждом пыльнике остается всего 2638 пыльцевых зерен. Впрочем, если по вечерам пчелы действительно обворовывают гнетумы, то по утрам они скорее выступают в роли мусорщиков, которые собирают пыльцу с уже увядших пыльников.

Ученым удалось поймать на мужских стробилах гнетума 13 ночных бабочек, а на женских — 12. Все они, кроме одной особи, несли на теле пыльцу. Таким образом, эти насекомые действительно являются эффективными опылителями гнетумов (хотя и посещают их относительно редко). Однако в сезон активности пчел бабочки переносит намного меньше пыльцевых зерен, чем в остальные месяцы года (9500 зерен на особь против 31200), хотя посещают стробилы с такой же частотой, как и обычно. По мнению авторов, причина этого заключается в том, что пчелы воруют пыльцу. В результате в апреле-мае, когда пчелы активно посещают стробилы, на семена гнетумов завязываются примерно на десять процентов хуже.

По мнению авторов, китайские восковые пчелы, скорее всего, воруют пыльцу гнетумов по всему ареалу этого рода в Азии. В частности, похожие наблюдения были сделаны для G. luofuense в Гонконге. При этом некоторые особенности гнетумов, например, ставка на ночных опылителей и быстрое увядание пыльников по утрам, могут быть попыткой защититься от похитителей пыльцы. Гун и его коллеги даже предполагают, что взаимоотношения пчел с гнетумами (и другими голосеменными, у которых эти насекомые воруют пыльцу: некоторыми хвойными, гинкго и саговниками) могут отражать ранние этапы эволюции опылителей. Возможно, именно регулярное воровство пыльцы у опыляемых насекомыми голосеменных подстегнуло появление цветковых растений около ста миллионов лет назад.

Многие растения полагаются на услуги конкретных опылителей — и чтобы узнать, каких именно, порой достаточно взглянуть на их цветки. Пройдите наш тест «Для кого он цветет?» и попробуйте угадать, кто опыляет десять необычных цветков.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Разница между цветущими и нецветущими растениями

Обновлено 30 сентября 2021 г.

Автор Кэмерон Дьюк Молекулярная биология и генетика

Представьте себе розовый куст. Вы, вероятно, представляете его как лиственный колючий куст с множеством ярких цветов. А теперь представьте сосну. На ум приходят хвоя, шишки и длинный ствол, а как же цветы? Цветы являются репродуктивными структурами, поэтому они должны быть важны. Но знаете что? Многие растения прекрасно обходятся без цветов. Как правило, растительную жизнь можно разделить на две группы: цветковые растения и нецветущие растения. Хотя цветы и являются разделительной линией, они не являются единственной большой разницей между двумя группами.

Что такое цветковые растения?

Цветковые растения связаны друг с другом на древе жизни. То есть все они происходят от предка, производившего цветы. Все представители этой группы называются покрытосеменными. В эту группу входят такие растения, как цветущий кизил ( Cornus florida ) и кусты роз ( Rosa виды).

Известно около 300 000 видов покрытосеменных, что делает эту группу растений самой большой на планете. В нем содержится больше видов, чем во всех группах нецветущих брюк вместе взятых. Несмотря на невероятное разнообразие, все покрытосеменные имеют несколько общих черт, которые объединяют их в одну семью.

Во-первых, все они производят какие-то цветы. Они не все большие и эффектные, либо. Все цветы, эффектные и тусклые, имеют одну и ту же цель. Цветы производят семена. В частности, они производят плоды, содержащие выносливые семена, окруженные семенной оболочкой. Эта оболочка способна защитить зародыш внутри до тех пор, пока условия не будут благоприятными для прорастания. Эти растения также имеют сосудистую ткань, которая позволяет транспортировать воду и питательные вещества по всему растению.

Примеры цветковых растений

Цветковые растения составляют 80 процентов растительного разнообразия на планете, поэтому существует множество примеров цветковых растений. Фактически, большинство растений, с которыми вы знакомы, производят цветы. Многие деревья являются цветковыми растениями, например красный клен ( Acer rubrum ) и японская вишня ( Prunus serrulata ). Обычные комнатные растения, такие как орхидеи (Orchidaceae) и лилии ( Lilium spp.), также являются прекрасными примерами цветковых растений.

Что такое нецветущие растения?

В то время как большая часть зеленых растений состоит из большого количества довольно близкородственных покрытосеменных растений, нецветковые растения распределены по нескольким ботаническим категориям. Вы, вероятно, лучше всего знакомы с голосеменными растениями. Голосеменные относятся к более примитивной линии, чем покрытосеменные, и данные свидетельствуют о том, что покрытосеменные на самом деле произошли от голосеменных. Остальные нецветковые растения более примитивны, чем голосеменные, и не дают семян. Они известны как бессемянные сосудистые растения и бессемянные несосудистые растения.

Что такое голосеменные растения?

Из нецветковых растений голосеменные наиболее тесно связаны с цветковыми и поэтому наиболее похожи на них. Голосеменные растения, как и покрытосеменные, представляют собой сложные растения с сосудистой тканью, производящие семена. Отличие их в том, что они не производят цветы.

Вместо этого семена голосеменных растений возникают внутри репродуктивных структур, называемых шишками ​. Там, где цветы часто зависят от опыления насекомыми и, таким образом, привлекают насекомых яркими цветами, голосеменные растения полагаются на другие методы, такие как опыление ветром. Их семена развиваются внутри шишки, а не внутри плода, как в случае с цветковыми растениями.

Наконец, семена из шишек отличаются от семян из цветов. Слово голосеменный буквально означает «голое семя», и это относится к тому факту, что у семян отсутствует защитная оболочка. Вместо этого шишка может действовать как защитная структура для семян, иногда сохраняя их в течение многих лет, прежде чем выпустить.

Хотя голосеменные растения встречаются реже, чем цветковые, есть несколько примеров, с которыми вы, вероятно, знакомы. Хвойные деревья, такие как пихта Фрейзера ( Abies fraseri ​), красная ель (​ Picea rubens ​) и белая сосна (​ Pinus strobus ​) — голосеменные растения.

Бессемянные сосудистые растения и бессемянные несосудистые растения

Голосеменные растения — не единственные нецветущие растения, о которых следует говорить. Есть еще две группы, заслуживающие упоминания: бессемянные сосудистые растения и бессемянные несосудистые растения.

Эти группы гораздо более примитивны, чем покрытосеменные и голосеменные растения. Как вы можете понять по названию, ни одна из групп не производит семян. Вместо этого они размножаются, выпуская сперму в воду. Это оплодотворяет яйцеклетки для производства эмбрионов, которые напрямую развиваются в новые растения.

Бессемянные сосудистые растения часто крупные и облиственные. Они способны достигать больших размеров, потому что у них есть сосудистые трубопроводы, которые позволяют им вытягивать воду из почвы. Большое лиственное растение будет производить споры на нижней стороне листьев. Эти споры опадут и вырастут в крошечную версию растения, называемого гаметофитом, которое размножается половым путем.

Что касается бессемянных сосудистых растений, вам, вероятно, больше всего знакомы папоротники. Есть много видов папоротников, и вы часто видите их как комнатные растения.

Бессемянные несосудистые растения еще более примитивны, так как у них отсутствуют семена и сосудистые ткани. Из-за этого они часто маленькие и обитают во влажных местах, где могут поглощать воду без помощи корней. Наиболее распространенным примером бессемянных несосудистых растений являются мхи. В эту группу также входят печеночники и роголистники, но они встречаются гораздо реже.

Разница между голосеменными и покрытосеменными

Семена голосеменных буквально голые. Они несутся в шишках и не видны до зрелости. Выделяют 4 отдела вымерших растений голосеменных:

  • Pinophyta
  • Cycadophyta
  • Ginkgophyta
  • Gnetophyta 

Более 1000 видов голосеменных растений, относящихся к 88 родам, разбросаны по всему миру. В мезозойскую эру, примерно от 252 до 66 миллионов лет назад, на Земле было довольно много голосеменных растений. Но в процессе эволюции примерно от 145 до 66 миллионов лет назад на смену голосеменным пришли высокоразвитые покрытосеменные.

Покрытосеменные обычно называют цветковыми растениями. Это самая разнообразная и многочисленная группа Царства растений. На Земле насчитывается около 30 000 видов цветковых растений. Из живых растений на Земле покрытосеменные составляют почти 80 процентов.

Покрытосеменные – это сосудистые семена, которые содержат семязачатки, которые можно оплодотворить и вырастить в семя. Семя заключено внутри завязи, которая в конечном итоге превращается в плод. Яичник содержит мужские или женские репродуктивные органы или оба. Покрытосеменные делятся на однодольные и двудольные.

Разница между голосеменными и покрытосеменными

И голосеменные, и покрытосеменные растения являются жизненно важными группами сосудистых растений. Основное различие между голосеменными и покрытосеменными растениями заключается в том, как культивируются их семена. Семя покрытосеменных развивается внутри завязи, окруженной плодом. У покрытосеменных цветки могут быть обоеполыми (содержат как мужские, так и женские части) или однополыми (цветки имеют либо мужские, либо женские части). У голосеменных нет ни плодов, ни цветков, а их семена голые. Для проведения опыления и покрытосеменные, и голосеменные используют пыльцу. Покрытосеменные растения обладают чрезвычайно разнообразными стратегиями опыления.

Голосеменные растения в основном представляют собой кустарники и древесные деревья. Напротив, у покрытосеменных есть большое разнообразие растений, включая массивные деревья, вьющиеся лозы, однолетние травы и т. Д. И голосеменные, и покрытосеменные растения обладают сосудистыми пучками, которые представляют собой ксилему и флоэму. Покрытосеменные имеют хорошо развитую сосудистую систему по сравнению с голосеменными. Единственным голосеменным растением с вьющейся лозой является Gnetum. Люди употребляют в пищу огромное разнообразие покрытосеменных растений. Кедровые орехи и гинкго, являющиеся голосеменными растениями, на некоторых территориях имеют региональное значение.

25 Семена не заключены; they are naked

Голосеменные

Покрытосеменные

Seeds are enclosed inside an ovary

Unisexual reproductive system

Unisexual or bisexual reproductive system 

Softwood 

Hardwood 

Perennial 

Non-perennial 

Needle-like or scale-like 

Flat leaves 

Evergreen lifecycle 

Seasonal lifecycle 

Опыление происходит ветром

Опылители вызывают опыление

Используется в пиломатериалах, бумаге и т. д.

Используется в одежде, пищевой продукции, медицине и т. Д.

Диплоидная ткань

Тризоидная ткань

Жизненный цикл в Gymnosperm 9012

Жизненный цикл в Gymnosperm

. листья, известные как спорофиллы. Стебель окружен плотным скоплением спорофиллов, относящихся к стробилам. Спорофитная ткань имеет слой, называемый интегументом, который состоит из мегаспорангиев и зародыша.

Голосеменные растения обладают конусовидными семенами. В жизненном цикле голосеменных преобладает спорофитная фаза. На спорофитном растении развиваются гаметофит и молодой спорофит. Он имеет гаплодиплонтический жизненный цикл, что означает чередование поколений. Спорофит представляет собой диплоидную фазу. Генерация гаметофитов относительно короткая по сравнению с генерацией спорофитов. Мегаспорангий претерпевает мейоз и образует четыре гаплоидные споры. Из этих четырех существует только одна спора, представляющая собой мегаспору. Эта мегаспора подвергается митозу с образованием женского гаметофита. Губчатый листовидный орган, называемый мужской шишкой, содержит микроспорангий. Микроспорангий содержит мужские микроспоры, которые претерпевают мейоз с образованием мужского гаметофита, пыльцы. Пыльца содержит генеративные клетки и пыльцевые трубки.

  • Шишки развиваются на зрелом спорофитном растении. Внутри мужских шишек находится мужской гаметофит, на котором образуются мужские споры. Каждый гаметофит имеет различные клетки, содержащие пыльцу.
  • Аналогичным образом, женские шишки имеют женские гаметофиты с женскими спорами. Женский гаметофит имеет семяпочку
  • Во время опыления пыльца переносится с мужских шишек на женские. Когда пыльца путешествует и достигает яйца, происходит оплодотворение. Это приводит к образованию зиготы
  • Внутри семени эта зигота далее развивается в зародыш
  • Затем это семя прорастает и развивается в спорофитное дерево, таким образом продолжая жизненный цикл
  • На зрелом спорофитном растении начинается жизненный цикл

Примеры голосеменных растений

  • Хвойные: это наиболее распространенные голосеменные растения из отдела Pinophyta.