Как и в организме животных, у растений есть отдельные транспортные механизмы, которые отвечают за доставку питательных веществ к отдельным клеткам и тканям. Сегодня мы обсудим особенности строения растений.
Что это такое?
Проводящими тканями называются те, по которым происходит движение растворов питательных веществ, необходимых для роста и развития растительного организма. Причиной их возникновения является выход первых растений на сушу. От корня к листьям, как несложно догадаться, движется восходящий поток растворов солей и прочих питательных веществ. Соответственно, нисходящий ток идет в обратном направлении.
Восходящий транспорт осуществляется посредством сосудов в древесной ткани (ксилемы), нисходящая же доставка - при помощи ситовидных структур в лубе коры (флоэмы). В общем-то, форма ксилем напоминает таковую у сосудов животных. Клетки их вытянутые, имеют выраженную продолговатую форму. Какие еще имеются особенности строения проводящей
Какими они бывают?
Следует знать, что бывают первичные и вторичные ткани этого типа. Давайте приведем стандартную их классификацию, так как наглядность материала улучшает его усвоение. Итак, вот простейшее строение проводящей ткани растений, представленное в виде таблицы.
Как вы уже могли понять, ксилема и флоэма относятся к сложной разновидности, так как за счет своей разнородной структуры они способны выполнять столь широкий перечень функций.
Проводящая ткань | Структурные элементы |
||
Проводящие структуры | Механические элементы | Ткани запасающего типа |
|
Ксилема | Трахеиды, стандартные сосуды | Волокна древесины | Паренхима древесного волокна |
Флоэма | Трубки «сита», клетки-спутницы | Лубяные клетки и волокнистые структуры | Паренхима лубяного типа |
Как видите, строение проводящей ткани растений какой-то сверхъестественной сложностью не отличается. Во всяком случае, оно намного проще, нежели у клеток высших млекопитающих.
Ксилема. Проводящие элементы
Самыми древними элементами всей проводящей системы являются трахеиды. Так называются клетки специфической формы, имеющие характерные, заостренные концы. Именно от них впоследствии произошли обычные волокна древесной ткани. Они имеют одеревеневшую стенку значительной толщины. Форма трахеид может быть самой различной:
- Кольцевидной.
- Спиралевидной.
- В форме точек.
- Споровидной.
Следует помнить, что попутно растворы питательных веществ фильтруются сквозь множественные поры, а потому скорость передвижения их достаточно низкая. Эти важные особенности строения проводящей ткани растений зачастую забываются.
У каких растений может встречаться этот структурный элемент?
Трахеиды можно найти практически у всех высших спорофитов. Низшие голосеменные в большинстве своем также имеют в своем строении данные структурные элементы, причем даже у них они играют весьма важную роль. Дело в том, что прочные стенки трахеид, о которых мы уже писали выше, позволяют им выполнять не только непосредственно проводящую функцию, но и быть поддерживающей, механической структурой. Это - важнейшие особенности строения проводящей ткани растений, от которых зависит очень многое.
Зачастую только они являются единственной поддерживающей структурой, которая придает телу растения необходимую прочность. Любопытно, но у всех (!) хвойных растений в древесине полностью отсутствуют какие-то специальные а прочность обеспечивается исключительно за счет обсуждаемых нами трахеид. Длина этих удивительных проводящих элементов может колебаться в пределах от нескольких миллиметров до пары сантиметров.
В общем-то, изучает эти особенности строения проводящей ткани растений 5 класс любой общеобразовательной школы, но зачастую вопрос о самых длинных сосудах у растений ставит в тупик даже студентов биологических факультетов.
Характеристика сосудов
Они представляют собой весьма характерный элемент в ксилеме покрытосеменных растений. На вид похожи на длинные и пустотелые трубки. Каждая из них образуется в результате слияния удлиненных клеток по схеме «стык в стык». Члеником сосуда называется каждая клетка, которая по своему функциональному строению повторяет таковое для трахеиды. Отметим, впрочем, что членики намного шире и короче их.
Какая категория учащихся должна знать эти особенности строения проводящей ткани растений? 5 класс, который начал проходить ботанику и строение растительного организма, уже может ориентироваться в самых простых вопросах данной тематики.
Процесс образования сосудов
Та ксилема, которая первой появляется в процессе развития растения, называется первичной. Ее закладка происходит в корнях и верхушках молодых побегов. В этом случае разделенные членики сосудов ксилемы нарастают на дистальных концах прокамбиальных тяжей. Сам сосуд появляется после их слияния, вследствие разрушения внутренних перегородок. Убедиться в этом можно, если посмотреть на их срез в микроскоп: внутри сохраняются ободки, которые как раз таки и являются остатками разрушенной перегородки.
Давайте вспомним, благодаря каким структурным элементам образуется проводящая ткань растений, и какие из них находятся в корне растения:
- Эпидермальная оболочка.
- Кора.
- Протодерма, которая постоянно обновляет лежащие выше слои.
- Верхушечная меристема, которая является основной зоной роста корня растения.
- От повреждения более нежные ткани защищает корневой колпачок.
- Внутри корня располагаются знакомые нам ткани: ксилема и флоэма.
- Образуются они, соответственно, из протофлоэмы и протоксилемы.
- Эндодермис.
Протоксилема (то есть первые образующиеся в растении сосуды) появляется на самой верхушке всех молодых осевых органов. Образование происходит непосредственно под слоем меристемы, то есть там, где окружающие сосуды клетки продолжают интенсивно расти и вытягиваться. Нужно отметить, что даже зрелые сосуды протоксилемы ничуть не теряют своей способности к растягиванию, так как их стенки еще не подверглись одеревенению.
Как правило, проводящие ткани цветковых растений такому уплотнению подвергаются достаточно рано, так как стеблю требуется поддерживать достаточно массивный и уязвимый цветок.
Вспомним, что отвечает за процесс затвердевания? Лигнин. А он как раз-таки откладывается в стенках «заготовок» сосудов или по спирали, или в кольцевидном направлении. Такое положение его слоев не мешает сосуду растягиваться. В то же время этот лигнин обеспечивает вполне приличную прочность молодых сосудов в растении, что предотвращает их разрушение при механических воздействиях.
Вот почему так важна проводящая ткань растений. Рисунок, который имеется на страницах этой статьи, наверняка поможет вам лучше разобраться в этом вопросе, так как наглядно демонстрирует основные составные части упомянутой ткани.
Образование метаксилемы
В процессе роста появляются новые сосуды, которые значительно раньше подвергаются процессу одеревенения. Когда заканчивается их формирование в зрелых частях растения, завершается процесс роста метаксилемы. Как же должен рассматривать школьный курс биологии строение проводящей ткани растений? 5 класс, как правило, ограничивается только лишь тем фактом, что в существуют сосуды. Дальнейшее изучение входит в программу обучения более старших учеников.
В то же время первые сосуды, образовавшиеся из протоксилемы, сначала растягиваются, а потом разрушаются полностью. Зрелые же структурные образования, которые возникли из метаксилемы, к вытягиванию и росту не способны в принципе. Фактически, это мертвые, очень жесткие и полые трубки.
Несложно обдумать биологическую целесообразность протекания данного процесса именно в этом направлении. Если бы эти сосуды появлялись сразу, они бы очень сильно мешали формированию всех окружающих тканей. Как и у трахеид, утолщения стенок сосудов можно разделить по следующим группам (в зависимости от их формы):
- Кольцевидные.
- Спиралевидные.
- Лестничной формы.
- Сетчатые.
- Пористые.
Обращаем ваше внимание на то, что длинные и полые трубки ксилемы, обладающие достаточной механической прочностью - идеальная система для доставки воды и растворов минеральных солей на большие расстояния. Движение жидкости по их полостям ничем не затрудняется, потерь воды и питательных веществ практически нет. Какие еще есть особенности строения проводящей ткани растений? Биология (6 класс среднего образовательного учреждения) рассматривает также взаимную проводимость стенок ксилем. Поясним.
Будучи схожими в этом отношении с трахеидами, ксилемы допускают перетекание воды посредством пор в стенках. Так как в них много лигнина, они обладают высокой механической прочностью, а потому не деформируются, кроме того, практически полностью отсутствует риск разрыва под давлением питательной жидкости. Впрочем, мы уже говорили о высочайшей важности этой отличительной черты ксилем, благодаря которой древесина многих видов деревьев отличается высокой прочностью и упругостью.
Именно крепким и одновременно упругим ксилемам обязаны своей прочностью древние корабли. Незаметная, но прочная проводящая ткань растений обеспечивала высокую стойкость длинных сосновых мачт, которые крайне редко ломались даже в самые жестокие штормы.
Проводящие структуры флоэмы
Рассмотрим проводящие материи, которые имеются в тканях флоэмы.
Во-первых, ситовидные структуры. Материалом их возникновения служит прокамбий, локализованный в первичной флоэме. Отметим, что при росте окружающих ее тканей протофлоэма быстро растягивается, после чего часть ее структур отмирает и полностью перестает функционировать. Метафлоэма заканчивает свое созревание после (!) того, как рост растения прекращается.
Прочие особенности
Так какие еще следует знать особенности строения проводящей ткани растений? 7 класс общеобразовательной школы должен изучать, помимо всего вышеописанного, еще и характеристики ситовидных структур, а также их клеток-спутниц. Давайте распишем этот вопрос чуть более подробно.
Особенно характерное строение имеют членики ситовидных структур. Во-первых, у них чрезвычайно тонкие в состав которых входит довольно много целлюлозы и пектина. Этим они сильно напоминают клетки паренхимы. Важно! В отличие от последних, при созревании у этих клеток полностью отмирает ядро, а цитоплазма «усыхает», распределяясь тонким слоем по внутренней стороне клеточной оболочки. Как ни странно, но они остаются живыми, но при этом зависящими от клеток-спутниц (напоминает отношения нейронов и астроцитов в мозгу животных).
Конечно, эти особенности строения проводящей ткани растений 6 класс обычно не рассматривает, но знать их полезно. Хотя бы для того, чтобы представлять себе сущность процессов, протекающих в растительном организме.
и клетки-спутницы
Итак. Членики ситовидной структуры образуют одно целое, будучи тесно связаны между собой. Клетка-спутница уникальна своей цитоплазмой: она у нее крайне густая, содержит огромное количество митохондрий и рибосом. Вы могли догадаться, что они обеспечивают питание не только самой «спутницы», но и ситовидного членика. Если клетка-спутник по какой-то причине погибает, гибнет и вся структура, которая с ней связана.
Сами ситовидные трубки легко отличить по имеющимся в их составе ситовидным пластинкам. Даже при использовании слабого светового микроскопа их легко можно заметить. Возникает она в том месте, где образовалось сочленение торцевых концов двух члеников. Логично, что эти пластинки находятся точно по ходу роста этих самых члеников.
Типы проводящих пучков
Есть ли еще какие-то особенности строения проводящей ткани растений? Биология считает таковыми некоторые аспекты строения проводящих пучков, о которых мы вкратце расскажем.
В любом высшем растении можно встретить упомянутые структуры. Они представляют собой специфического вида тяжи, располагающиеся в корнях, молодых побегах и прочих частях, которые постоянно растут. В состав этих пучков входят сосуды и уже обсуждаемые нами ранее механические поддерживающие элементы. Каждая такая структурная единица состоит из двух частей:
- Древесинный отдел. Состоит из сосудов и одеревенелых волокон.
- Лубяной участок. В его состав входят ситовидные структуры и
Очень часто вокруг пучков образуется защитный слой, который состоит из живых или отмерших паренхимных клеток. Кроме того, по своему строению они делятся на два вида:
- Полные - содержат ксилему и флоэму.
- Неполные - в их структуру входит только одна из этих тканей.
Классификация проводящих пучков по Лотовой
В настоящее время достаточно распространенной является стандартная классификация Лотовой, которая подразделяет проводящие пучки на следующие разновидности:
- Закрытые, коллатерального типа.
- Закрытые, биколлатеральной разновидности.
- Концентрического типа - ксилема располагается снаружи.
- Разновидность предыдущего вида, в которой ксилема - внутри.
- Радиальные пучки.
В общем-то, это практически все сведения, которые следует знать при изучении проводящих тканей растения в рамках школьной программы.
Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения
ВАРИАНТ 1
В каждом задании выберите один верный ответ из четырех предложенных.
А1. Генеративным органом покрытосеменных является
2) стебель
3) цветок
А2. Одна из сущностных особенностей покрытосеменных, которая присуща только этой группе растений, — это
1) наличие цветков
2) размножение семенами
3) почвенное питание
4) осуществление фотосинтеза на свету
АЗ. Сосуды у цветковых растений образованы клетками ткани
1) покровной
2) проводящей
3) запасающей
4) механической
А4. Видоизмененный побег цветкового растения - это
3) цветок
4) стебель
А5. Семязачатки цветковых растений расположены в
1) чашелистике
2) завязи пестика
3) лепестке венчика
4) пыльнике тычинки
А6. Из оплодотворенной яйцеклетки цветковых растений развивается
1) тычиночная нить
2) зародыш семени
3) рыльце пестика
4) спермий
А7. После двойного оплодотворения у цветковых растений из семяпочки развивается
1) семя
4) соцветие
Б1.
А. Корневая система цветковых растений включает главный, боковые и придаточные корни.
Б. Листья на тропических цветковых растениях сохраняются в течение всей жизни растения.
1) Верно только А
2) Верно только Б
3) Верны оба суждения
4) Неверны оба суждения
Б2. Выберите три верных утверждения. Признаки однодольных растений
1) одна семядоля в семени
2) параллельное жилкование листьев
3) сетчатое жилкование листьев
4) стержневая корневая система
5) мочковатая корневая система
6) цветок пятичленного типа
БЗ. Установите соответствие между семейством цветковых растений и его принадлежностью к классу.
СЕМЕЙСТВО РАСТЕНИЙ
А, Злаковые
Б. Розоцветные
В. Бобовые
Г. Лилейные
Д. Пасленовые
ЦВЕТКОВЫХ КЛАСС
1) Однодольные
2) Двудольные
Б4.
2) Псилофиты (первые наземные растения)
3) Водоросли
4) Цветковые растения
5) Папоротники
Ответ: 3, 2, 5, 1, 4.
В1. Задание на работу с рисунком 3.
А. К какому семейству относят цветковое растение, изображенное на рисунке 3?
1) Злаковые
2) Бобовые
3) Лилейные
4) Крестоцветные
Б.
1) сетчатое жилкование
2) параллельное жилкование
3) сложный лист
4) округлая форма
В.
1) одиночные цветки
2) наличие соцветия
3) яркий венчик
4) сочные плоды
ВАРИАНТ 2
А1. Семяпочка покрытосеменных растений расположена
1) на обратной стороне листа
2) под корой стебля
3) в завязи пестика
4) на верхушке побега
А2. Толщина ствола дерева у цветковых растений определяется функционированием
3) камбия
4) сердцевины
АЗ. В результате деления клеток камбия в стебле происходит формирование
3) сердцевины
4) годичных колец
А4. К главным частям цветка относят
1) пестик
3) чашечку
4) цветоложе
А5. Цветок, который содержит пестик и тычинку, называют
1) пестичный
2) тычиночный
3) однополый
4) обоеполый
А6. В оплодотворении цветковых растений принимают участие спермин, которые формируются из
1) пыльцевого зерна
2) рыльца пестика
3) лепестка венчика
4) тычиночной нити
А7. В семенах цветковых растений эндосперм представляет собой
1) зародыш
3) запас воды
4) запас питательных веществ
Б1. Верны ли следующие утверждения?
А. Побег тополя состоит из стебля, листьев и почек.
Б. Самоопыление происходит между двумя цветками растений одного вида.
1) Верно только А
2) Верно только Б
3) Верны оба суждения
4) Неверны оба суждения
Б2. Выберите три верных утверждения. Признаки двудольных растений
1) дуговое жилкование листьев
2) сетчатое жилкование листьев
3) две семядоли в семени
4) мочковатая корневая система
5) стержневая корневая система
6) число частей цветка кратно трем
БЗ. Установите соответствие между видом растения и классом, к которому его относят.
ВИД РАСТЕНИЯ
А. Яблоня домашняя
Б. Картофель
В. Рожь посевная
Г. Лук порей
Д. Капуста белокочанная
ЦВЕТКОВОГО КЛАСС
1) Однодольные
2) Двудольные
Запишите в таблицу соответствующие цифры.
Б4. Установите последовательность этапов эволюции в мире растений.
1) Папоротники
2) Многоклеточные водоросли
3) Псилофиты (первые наземные растения)
4) Цветковые растения
Ответ: 5, 2, 3, 1, 6, 4.
В1. Задание на работу с рисунком 4.
А. К какому семейству относят цветковое растение, изображенное на рисунке?
1) Злаковые
2) Бобовые
3) Розоцветные
4) Сложноцветные
Б. Особенность строения листьев этого растения
1) дуговое жилкование
2) параллельное жилкование
3) сетчатое жилкование
4) игольчатая форма
В. Характеристика генеративных органов этого растения
1) число частей цветка кратно трем
2) число частей цветка кратно пяти
3) простой околоцветник
4) венчик отсутствует
Перечислить все покрытосеменные растения, пожалуй, просто невозможно. Да и назвать виды, которые имеют самое важное значение в природе и жизни человека, будет достаточно сложно. Ведь эти растения уже давно обрели важнейшее практическое значение, а их представители известны как пищевые, технические, декоративные и кормовые культуры. Какие признаки имеет отдел Покрытосеменные? Общая характеристика и значение этих растений будут рассмотрены в нашей статье. Итак, приступим.
Биология: отдел Покрытосеменные
Все семенные растения обладают целым рядом особенностей строения, которые и делают их господствующими на Земле. Все они возникли в процессе эволюции в результате адаптации организмов к изменяющимся условиям окружающей среды. Отдел Покрытосеменные, по данным систематики, на данный период насчитывает более двухсот пятидесяти тысяч тысяч видов. В то время как их предшественники - отдел Голосеменные - всего восемьсот.
Основные признаки отдела Покрытосеменных:
Наличие цветка;
Формирование плода;
Развитие зародыша внутри семенного зачатка;
Двойное оплодотворение;
Наличие семени, окруженного околоплодником.
В совокупности все эти признаки и определяют те преимущества, благодаря которым представители отдела Покрытосеменные смогли распространиться по планете, освоив условия разных климатических зон и поясов.
Голо- и Покрытосеменные: сходства и отличия
Но вернемся к истокам. Все семенные растения объединяются в два отдела: Голо - и Покрытосеменные. Экземпляры первой систематической группы в основном представлены Это растения с преобладанием древесной жизненной формы, со стержневой корневой системой. Листва представлена тонкими листьями - хвоинками. Благодаря им и наличию смоляных ходов, которые предотвращают процесс излишнего испарения, эти растения остаются вечнозелеными на протяжении всех времен года. Но главным признаком данного отдела является отсутствие цветков, а значит, и плодов. Семена у них располагаются на чешуйках шишек открыто, они ничем не защищены. Поэтому вероятность того, что они прорастут, не так уж и велика, поскольку питательных веществ для этого недостаточно.
Отдел Покрытосеменные объединяет растения, у которых образуется цветок, а соответственно, и плод. Внутри этого семена надежно защищены от любых неблагоприятных воздействий окружающей среды, согреты и обеспечены необходимым запасом питательных веществ.
Преимущества
Покрытосеменные - отдел высших растений, которые имеют несомненные плюсы. Кроме защищенности семени и создания благоприятных условий для развития зародыша к ним еще стоит отнести приспособление семян к распространению. Например, плоды клена имеют специальные лопасти, благодаря которым они легко разносятся ветром. А коробочка мака сама растрескивается при созревании, распространяя семена. Вкусные плоды плодовых деревьев распространяются животными, которые их съедают, и выделяют непереваренные остатки пищи на некотором расстоянии. Голосеменные не имеют плодов. Их семена находятся в шишках, которые совсем не являются плодами. Это видоизмененные побеги, служащие местом формирования и развития семени. Ни запаса необходимых для развития зародыша веществ, ни приспособлений для распространения семян и расселения растений они не имеют.
Особенности классификации
Отдел Покрытосеменные объединяют в два класса. Основной признак данного подразделения - количество семядолей в зародыше семени. Семейства отдела Покрытосеменных - Одно- и Двудольные - имеют и другие характерные особенности.
Отдел Покрытосеменные: общая характеристика Однодольных
Отдел Покрытосеменые, класс Однодольные, включает более 600 тысяч видов. Жизненными формами, которыми он представлен, являются в основном травы. Кроме одной семядоли в зародыше семени для представителей данного класса характерны наличие простых листьев с параллельным, а реже - с дуговым или перистым типом жилкования. Камбий - боковая стебля, у однодольных растений отсутствует. По этой причине они и не образуют мощных стволов. Класс однодольные включает несколько более мелких систематических единиц - семейств.
Семейство Злаковые
Характерной чертой всех злаковых растений является наличие полого стебля. Он называется соломиной. Формируется такой стебель благодаря тому, что образовательная ткань располагается в узлах. Представителями семейства являются пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, пырей и другие растения. Еще одной характерной чертой злаковых является необычный цветок, у которого венчик преобразуется в чешуи. Количество тычинок варьируется от трех до шести, иногда их больше. Такие необычные цветки собраны в соцветия - метелку или сложный колос. Завязь образована двумя плодолистиками. Сидячие листья злаковых без черешков, с состоят из трех частей: влагалища, язычка и непосредственно пластинки.
Все злаковые являются весьма ценными пищевыми культурами. Большинство из них используют для изготовления круп, муки, выпечки разных сортов хлеба. Одним из представителей злаковых растений является и сахарный тростник.
и Лилейные
Характерной чертой представителей данного семейства является наличие подземного видоизменения побега - луковицы. Именно в ней содержится запас питательных веществ, благодаря которому эти растения сохраняют жизнеспособность в течение всего неблагоприятного периода. Честнок и лук порей являются типичными представителями семейства. А вот лилейные растения также образуют луковицы, иногда корневища. Тюльпан, пролесок, гиацинт, ландыш, рябчик.. Эти растения являются первым признаком весны. До наступления засушливого периода они успевают вырасти и отцвести. Потом их надземная часть отмирает, а луковица под землей остается жизнеспособной на протяжении всего периода существования представителей семейства Лилейные.
Класс Двудольные: характерные признаки
Продолжаем рассматривать отдел Покрытосеменные, классы которого всем хорошо известны. Кстати, Двудольные являются самым многочисленным из них. Они имеют две семядоли в зародыше семени, стержневую корневую систему, простые или сложные листья с перистым, пальчатым или дуговым жилкованием. В стебле двудольных расположен камбий - боковая образовательная ткань. Она обусловливает их рост в толщину. Поэтому для таких растений характерны такие жизненные формы: травы, кустарники и деревья. Семейства, которые принадлежат данному классу, многочисленны. Поэтому мы рассмотрим только некоторые из них.
Семейство Розоцветные
Это целых три тысячи видов плодовых культур. Яблоня, груша, абрикос, слива, айва, черешня, персик - вот только некоторые представители Их легко отличить от других по характерным признакам: пятичленный цветок с множеством тычинок и двойным околоцветником. Соцветия - кисть или щиток. А основными типами плодов являются костянка и яблоко. Эти культуры человек употребляет в пищу и консервирует, ведь они обладают ценными вкусовыми качествами.
Семейство Бобовые
Данная систематическая единица имеет еще одно название - Мотыльковые. Эти растения носят его благодаря строению цветка, лепестки которого разной формы и внешне напоминают бабочку со сложенными крыльями. А первому своему названию они обязаны типу плодов - бобу. Он сухой и раскрывается двумя створками по шву. На каждой из них располагаются семена. К семейству относятся лекарственные, масличные, кормовые, пищевые и декоративные растения. Их типичными представителями являются соя, горох, фасоль, клевер, солодка, акация, арахис и другие растения.
Семейство Пасленовые
Наиболее известными культурами, представляющие семейство Пасленовые, кроме одноименного растения являются, картофель, томат, баклажан, сладкий перец и табак. Их цветки также пятичленные, но чашелистики и лепестки сросшиеся, а типами плодов являются ягода или коробочка. Наибольшее хозяйственное значение среди них имеют овощи и технические культуры, к которым относятся табак и махорка. А вот пасленовые дурман, белена и красавка являются ядовитыми растениями, способными вызвать сильное отравление организма человека.
Семейство Капустные
Данная систематическая единица, названная подобным образом благодаря самому типичному представителю, также известна как Крестоцветные. Все дело в том, что цветок имеет четыре лепестка, расположенных напротив друг друга. Внешне это напоминает форму креста. Кроме разных видов капусты к ним относятся релис, репа, редька, хрен, горчица и рапс.
Значение покрытосеменных в природе и жизни человека
Отдел Цветковые (Покрытосеменные) растения прежде всего является неотъемлемой частью практически всех сообществ, звеном в цепи питания, основой зеленой органической массы.
Среди пищевых культур особое значение имеют представители семейств Злаковые, Бобовые, Розоцветные, Крестоцветные. Многие растения используются для изготовления лекарственных средств. Это солодка, алтей, валериана, пижма, зверобой, чистотел. Плоды цветковых растений богаты витаминами, особенно С. Это земляника, черника, калина, шиповник, чеснок и лук.
Ни один культурный ландшафт невозможно представить без декоративных цветковых, среди которых наиболее часто встречаются розы, нарциссы, георгины, астры, петуньи, маргаритки, лилии, тюльпаны и другие.
Многие культуры являются медоносными. Их цветки имеют приятный аромат и сладкий нектар, который привлекает опыляемых насекомых. Среди таких растений можно назвать разные виды акаций, липу, гречиху.
А вот с некоторыми цветковыми человеку все-таки приходится бороться. Это злостные сорняки: пырей, лебеда, осот, ежовник и другие. Встречаются и ядовитые виды. Так, при неправильном применении чистотел способен вызвать сильные судороги, а дурман - галлюцинации, бесконтрольность сознания и бред.
Характеристики отдела Покрытосеменные свидетельствуют об их высокой организации, которая позволила им занять лидирующее положение в системе растительного мира.
Ткань - группа клеток, структурно и функционально взаимосвязанных друг с другом, сходных по происхождению, строению и выполняющих определенные функции в организме.
Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли у покрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшие ткани растений:
Образовательные,
Покровные,
Проводящие,
Механические
Основные.
Ткани могут быть простыми и сложными. Простые ткани состоят из одного вида клеток (например, колленхима, меристема), а сложные - из различных по строению клеток, выполняющих кроме основных и дополнительные функции (эпидерма, ксилема, флоэма и др.).
Образовательные ткани , или меристемы , являются эмбриональными тканями. Благодаря ним долго сохраняющейся способности к делению (некоторые клетки делятся в течение всей жизни) меристемы участвуют в образовании всех постоянных тканей и тем самым формируют растение, а также определяют его длительный рост.
Клетки образовательной ткани тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны делиться в разных направлениях.
По происхождению меристемы бывают первичные и вторичные. Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами - камбием и феллоге-ном. По расположению в теле растения различают верхушечные (апикальные), боковые (латеральные), вставочные (интеркаляр-ные) и раневые (травматические) меристемы.
Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию - защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. В зависимости от происхождения различают три группы покровных тканей -эпидермис, перидерму и корку.
Эпидермис (эпидерма, кожица) - первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов (рис. 8.1). Она состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто одета кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица, которые регулируют транспирацию и газообмен растения.
Перидерма - вторичная покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних (реже однолетних) растений (рис. 8.2.). Ее образование связано с деятельностью вторичной меристемы -феллогена (пробкового камбия), клетки которого делятся и дифференцируются в центробежном направлении (наружу) в пробку (феллему), а в центростремительном, (внутрь) - в слой живых паренхимных клеток (феллодерму). Пробка, феллоген и феллодерма составляют перидерму.
Рис. 8.1. Эпидерма листа различных растений: а -хлорофитум; 6 - плющ обыкновенный: в - герань душистая; г - шелковица белая; 1 - клетки эпидермы; 2 - замыкающие клетки устьиц; 3 - устьичная щель.
Рис 8.2. Перидерма стебля бузины (а - поперечный разрез побега, б - чечевички): I -выполняющая ткань; 2 - остатки эпидермы; 3 -пробка (феллема); 4 - феллоген; 5 - феллодерма.
Клетки пробки пропитаны жироподобным веществом - суберином -и не пропускают воду и воздух, поэтому содержимое клетки отмирает и она заполняется воздухом. Многослойная пробка образует своеобразный чехол стебля, надежно предохраняющий растение от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Для газообмена и транспирации живых тканей, лежащих под пробкой, в последней имеются особые образования -чечевички; это разрывы в пробке, заполненные рыхло расположенными клетками.
Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке. В более глубоко лежащих тканях коры закладываются новые участки феллогена, формирующие новые слои пробки. Вследствие этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают, На поверхности стебля постепенно образуется комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Толстая корка служит более надежной защитой для растения, чем пробка.
Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида проводящей ткани - ксилему (древесину) и флоэму (луб).
Ксилема -это главная водопроводящая ткань высших сосудистых растений, обеспечивающая передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения (восходящий ток). Она также выполняет опорную функцию. В состав ксилемы входят трахеиды и трахеи (сосуды) (рис. 8.3), древесинная паренхима и механическая ткань.
Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры - углубления, затянутые мембраной. Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встречаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственным проводящим элементом ксилемы. У покрытосеменных растений наряду с трахеидами имеются сосуды.
Рис 8.3. Элементы ксилемы (а) и флоэмы (6): 1-5 - кольчатая, спиральная, лестничная и пористая (4, 5) трахеи соответственно; 6 - коль чатая и пористая трахеиды; 7 - ситовидная трубка с клеткой-спутницей.
Трахеи (сосуды) -это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках на поперечных стенках образуются сквозные отверстия - перфорации, или эти стенки полностью разрушаются, благодаря чему скорость тока растворов по сосудам многократно увеличивается. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность. В зависимости от характера утолщения оболочек различают трахеи кольчатые, спиральные, лестничные и др. (см. рис. 8.3).
Флоэма проводит органические вещества, синтезированные в листьях, ко всем органам растения (нисходящий ток). Как и ксилема, она является сложной тканью и состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами (см. рис. 8.3), паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными плазмодесмами и, по-видимому, выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ).
Ксилема и флоэма находятся в тесном взаимодействии друг с другом и образуют в органах растения особые комплексные группы - проводящие пучки.
Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву. Основными характеристиками строения механических тканей, обеспечивающими их прочность и упругость, являются мощное утолщение и одревеснение их оболочек, тесное смыкание между клетками, отсутствие перфораций в клеточных стенках.
Механические ткани наиболее развиты в стебле, где они представлены лубяными и древесинными волокнами. В корнях механическая ткань сосредоточена в центре органа.
В зависимости от формы клеток, их строения, физиологического состояния и способа утолщения клеточных оболочек различают два вида механической ткани: колленхиму и склеренхиму, (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Механические ткани: а -уголковая колленхима; 6 - склеренхима; в -- склереиды из плодов алычи: 1 - цитоплазма, 2 -утолщенная клеточная стенка, 3 - поровые канальцы.
Колленхима представлена живыми паренхимными клетками с неравномерно утолщенными оболочками, делающими их особенно хорошо приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Будучи первичными, клетки колленхимы легко растягиваются и практически не мешают удлинению той части растения, в которой находятся. Обычно колленхима располагается отдельными тяжами или непрерывным цилиндром под эпидермой молодого стебля и черешков листьев, а также окаймляет жилки в листьях двудольных. Иногда колленхима содержит хлоропласты.
Склеренхима состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает на ранних стадиях. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Эта ткань широко представлена в вегетативных органах наземных растений и составляет их осевую опору.
Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна - это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна). Склереиды - это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер.
Основная ткань , или паренхима , состоит из живых, обычно тонкостенных клеток, которые составляют основу органов (откуда и название ткани). В ней размещены механические, проводящие и другие постоянные ткани. Основная ткань выполняет ряд функций, в связи с чем различают ассимиляционную (хлоренхиму), запасающую, воздухоносную (аэренхиму) и водоносную паренхиму (рис. 8.5).
Рис 8.5. Паренхимные ткани: 1-3 - хлорофиллоносная (столбчатая, губчатая и складчатая соответственно); 4-запасающая (клетки с зернами крахмала); 5 - воздухоносная, или аэренхима.
Клетки ассимиляционной ткани содержат хлоропласты и выполняют функцию фотосинтеза. Основная масса этой ткани сосредоточена в листьях, меньшая часть - в молодых зеленых стеблях.
В клетках запасающей паренхимы откладываются белки, углеводы и другие вещества. Она хорошо развита в стеблях древесных растений, в корнеплодах, клубнях, луковицах, плодах и семенах. У растений пустынных местообитаний (кактусы) и солончаков в стеблях и листьях имеется водоносная паренхима, служащая для накопления воды (например, у крупных экземпляров кактусов из рода карнегия в тканях содержится до 2-3 тыс. л воды). У водных и болотных растений развивается особый тип основной ткани - воздухоносная паренхима, или аэренхима . Клетки аэренхимы образуют крупные воздухоносные межклетники, по которым воздух доставляется к тем частям растения, связь которых с атмосферой затруднена
Чешуя лука под микроскопом
Отличительные особенности покрытосеменных
Покрытосеменные (цветковые, пестичные) по времени появления на Земле являются самой молодой и в то же время наиболее высокоорганизованной группой растений. В процессе эволюции представители этого отдела появились позднее других, но они очень быстро заняли господствующее положение на земном шаре.
Наиболее характерной отличительной особенностью покрытосеменных является наличие у них своеобразного органа -- цветка, который отсутствует у представителей других отделов растений. Поэтому покрытосеменные и называются чаще еще цветковыми растениями. Семяпочка у них скрытая, она развивается внутри пестика, в его завязи, поэтому покрытосеменные называются иначе пестичными. Пыльца у покрытосеменных улавливается не семяпочками, как у голосеменных, а особым образованием -- рыльцем, которым заканчивается пестик.
После оплодотворения яйцеклетки из семяпочки образуется семя, а завязь разрастается в плод. Следовательно, семена у покрытосеменных развиваются в плодах, поэтому этот отдел растений и называется покрытосеменные.
Покрытосеменные (Angiospermae), или цветковые (Magnoliophyta) - отдел наиболее совершенных высших растений, имеющих цветок. Ранее включались в отдел семенных растений вместе с голосеменными. В отличие от последних семязачатки цветковых заключены в завязь, образованную сросшимися плодолистиками.
Цветок является генеративным органом покрытосеменных растений. Он состоит из цветоножки и цветоложа. На последнем располагаются околоцветник (простой или двойной), андроцей (совокупность тычинок) и гинецей (совокупность плодолистиков). Каждая тычинка состоит из тонкой тычиночной нити и расширенного пыльника, в котором созревают спермии. Плодолистик цветковых растений представлен пестиком, который состоит из массивной завязи и длинного столбика, вершинная расширенная часть которого называется рыльце.
Покрытосеменные имеют вегетативные органы, обеспечивающие механическую опору, транспорт, фотосинтез, газообмен, а также запасание питательных веществ, и генеративные органы, участвующие в половом размножении. Внутреннее строение тканей наиболее сложно из всех растений; ситовидные элементы флоэмы окружены клетками-спутницами; почти все представители покрытосеменных имеют сосуды ксилемы.
Содержащиеся внутри пыльцевых зёрен мужские гаметы попадают на рыльце и прорастают. Гаметофиты цветковых крайне упрощены и миниатюрны, что значительно сокращает длительность цикла размножения. Образуются они в результате минимального количества митозов (трёх у женского гаметофита и двух у мужского). Одна из особенностей полового размножения - двойное оплодотворение, когда один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй - с полярными ядрами, образуя эндосперм, служащий запасом питательных веществ. Семена цветковых растений заключены в плод (отсюда их второе название - покрытосеменные).
Первые цветковые растения появились в начале мелового периода около 135 миллионов лет назад (или даже в конце юрского периода). Вопрос о предке покрытосеменных в настоящее время остаётся открытым; наиболее близки к ним вымершие беннеттитовые, однако, более вероятно, что вместе с беннеттитами покрытосеменные обособились от одной из групп семенных папоротников. Первые цветковые растения были, по-видимому, вечнозелёными деревьями с примитивными цветками, лишёнными лепестков; ксилема у них всё не имела сосудов.
В середине мелового периода всего за несколько миллионов лет происходит завоевание покрытосеменными суши. Одним из важнейших условий быстрого распространения покрытосеменных была их необычайно высокая эволюционная пластичность. В результате адаптивной радиации, обусловленной экологическими и генетическими факторами (в частности, анеуполидией и полиплоидизацией), образовалось огромное количество различных видов покрытосеменных, входящих в самые разные экосистемы. К середине мелового периода образовалось большинство современных семейств. С цветковыми растениями тесно связана эволюция наземных млекопитающих, птиц и, особенно, насекомых. Последние играют исключительно важную роль в эволюции цветка, осуществляя опыление: яркая окраска, аромат, съедобная пыльца или нектар - всё это средства привлечения насекомых.
Цветковые растения распространены по всему миру, от Арктики до Антарктики. В основе их систематики лежит строение цветка и соцветия, пыльцевых зёрен, семени, анатомия ксилемы и флоэмы. Почти 250 тысяч видов покрытосеменных делятся на два класса: двудольные и однодольные, различающиеся, прежде всего, по количеству семядолей в зародышах, строению листа и цветка.
Цветковые растения являются одним из ключевых компонентов биосферы: они производят органические вещества, связывают углекислоту и выделяют в атмосферу молекулярный кислород, с них начинаются большинство пастбищных цепей питания. Многие цветковые растения используются человеком для приготовления пищи, строительства жилища, изготовления различных хозяйственных материалов, в медицинских целях.
Покрытосеменные - самый крупный тип растений, к которому относится более половины всех известных видов, - характеризуются рядом четких, резко отграничивающих их признаков. Наиболее характерно для них наличие пестика, образованного одним или несколькими плодолистиками (макро- и мегаспорофиллами), сросшимися своими краями, так что в нижней части пестика образуется замкнутое полое вместилище - завязь, в которой развиваются семяпочки (макро- и мегаспорангии). После оплодотворения завязь разрастается в плод, внутри которого находятся развившиеся из семяпочек семена (или одно семя). Кроме того для покрытосеменных характерны: восьмиядерный, или производный из него, зародышевый мешок, двойное оплодотворение, триплойдный эндосперм, образующийся только после оплодотворения, рыльце у пестика, улавливающее пыльцу, и для подавляющего большинства - более или менее типичный цветок с околоцветником. Из анатомических признаков для покрытосеменных характерно наличие настоящих сосудов (трахей), тогда как у голосеменных развиты только трахеиты, а сосуды встречаются крайне редко.
Ввиду большого количества общих признаков нужно предположить монофилетическое происхождение покрытосеменных от какой-то более примитивной группы голосеменных. Наиболее ранние и очень отрывочные ископаемые остатки покрытосеменных (пыльца, древесина) известны из юрского геологического периода. Из нижнемеловых отложений известны тоже немногочисленные достоверные остатки покрытосеменных, а в отложениях середины мелового периода они встречаются сразу в больших количествах и в значительном разнообразии форм, которые все принадлежат ко многим различным ныне живущим семействам и даже родам.
В качестве предполагаемых предков покрытосеменных указывали различные группы нижестоящих в системе растений - кейтониевые, семенные папоротники, беннеттиты, гнетомые. У кейтониевых были завязь, рыльце, но у них завязь формировалась иначе, чем у покрытосеменных; у них не было даже подобия цветков, спорофиллы их простые и, вероятно, они представляют слепую ветвь эволюции. У беннеттитов были обоеполые своеобразные «цветки», но не было пестиков, и семена их были лишь скрыты между бесплодными чешуями, а не находились внутри плодов, образованных мегаспорофиллами. У семенных папоротников не было цветков, не было покрытосемянности.
Теория происхождения покрытосеменных из гнетомых предполагает, что наиболее примитивные покрытосеменные имели мелкие однополые цветки без околоцветника или с невзрачным околоцветником. Но по ряду соображений в настоящее время более примитивными цветками считают крупные, обоеполые цветки. Поэтому можно предположить, что предками современных покрытосеменных были какие-то вымершие, очень примитивные голосеменные с обоеполыми цветками типа шишки (стробилами), в которых на длинном цветоложе (оси) были спирально расположены свободные (несросшиеся друг с другом) листочки однородного околоцветника, микроспорофиллы (тычинки) и мегаспорофиллы (плодолистики). В системе голосеменных эта группа должна была стоять где-то между семенными папоротниками и уже более специализированными беннеттитами и саговниками.
Покрытосемянность несомненно представляла большое преимущество в смысле защиты семяпочек и развивающихся семян от всяких неблагоприятных внешних воздействий и в первую очередь от сухости воздуха. Но одной покрытосемянностью все же трудно объяснить быстрое мощное развитие покрытосеменных и вытеснение ими господствовавших ранее на земле архегониальных растений. Русский ботаник М.И. Голенкин высказал (в 1927г) интересную гипотезу о причинах победы покрытосеменных в борьбе за существование. Он предполагает, что в середине мелового периода по каким-то общим космогоническим причинам по всей Земле произошло резкое изменение освещения и влажности воздуха. Густые облака, окутывавшие ранее постоянно Землю, рассеялись и дали доступ ярким солнечным лучам, в связи с чем, резко увеличилась сухость воздуха. Громадное большинство высших архегониальных растений того времени, не приспособленных и не сумевших приспособиться к яркому освещению и сухости воздуха, начало вымирать или резко сократило области своего распространения (кроме хвойных, наиболее ксерофитных).
Наоборот, покрытосеменные, имевшие до того очень ограниченное распространение и представление небольшим числом форм, выработали способность хорошо переносить яркий солнечный свет и сухость воздуха. Это обстоятельство, а также чрезвычайная эволюционная пластичность их, способность к возникновению разнообразнейших приспособлений к различным внешним условиям и обусловили быстрое победное распространение покрытосеменных по всей Земле и вытеснение ранее господствовавших групп высших архегониальных растений.
Победа покрытосеменных повлекла за собой изменения и в животном населении Земли; особенно она должна была сказаться в быстрой эволюции насекомых, млекопитающих и птиц, питающихся насекомыми, затем хищных и плодоядных. В свою очередь и у покрытосеменных постепенно возникали в процессе эволюции бесчисленные приспособительные изменения формы, химизма и функций в связи со сложными и разнообразными взаимоотношениями их с животным миром. Победа покрытосеменных была переломным этапом, глубокой революцией в судьбах всего животного населения Земли.
По вопросу о месте первоначального возникновения покрытосеменных высказывались разные предположения. Одни считают, что они впервые появились на гипотетическом тропическом материке, расположенном между Америкой, Азией и Австралией и впоследствии погрузившемся в воды Тихого океана. Другие считают колыбелью их области современной арктической суши, третьи - горы субтропической и умеренно теплой зоны северного полушария. Большинство ботаников в настоящее время считают, что первичные покрытосеменные были древесными растениями, имевшими невысокие стволы, моноподиальной разветвлявшиеся на немногочисленные толстые ветви. Из них уже развились более крупные симподиально ветвящиеся деревья с многочисленными толстыми и тонкими ветвями. Из древесных же форм в разное время и разных филогенетических линиях развивались кустарники, полукустарники и травянистые формы, вначале многолетние, затем в различных родах в связи cо специфическими условиями климата и местообитаний - двулетники и однолетники.
Благодаря большой пластичности покрытосеменных, у них в процессе эволюции выработалось огромное разнообразие вегетативных органов, особенно в листьях, многочисленные метаморфозы, а также бесконечное разнообразие в цветках и плодах. Сложность и разнообразие химического состава и физиологических реакций также очень характерно для них.
Эволюция цветка, на строении которого главным образом базируется систематика покрытосеменных, говоря в общем, и схематическом виде шла у них от цветков с длинным цветоложем (типа шишки) от обоеполых, актиноморфных со спиральным расположением свободных (несросшихся) и не фиксированных в числе членов, с верхней завязью и многочисленными семяпочками - к цветкам циклическим, зигоморфным, раздельнополым, со строго фиксированным числом более или менее сросшихся членов на плоском цветоложе, с нижней одногнездною завязью и немногими или одной семяпочкой. Эта эволюция цветка покрытосеменных происходила в разных эволюционных рядах их независимо друг от друга.
Распространены покрытосеменные повсюду почти до крайних пределов растительности и определяют характер ландшафтов везде, кроме хвойных лесов, торфяных болот и некоторых типов тундр.
В жизни и хозяйственной деятельности человека роль покрытосеменных неизмеримо больше, чем остальных групп растений. Пища, одежда, фураж для скота, ароматические, наркотические, лекарственные, дубильные вещества, каучук и гуттаперча, пробка и многое другое получается из покрытосеменных; материал для жилищ, топливо поделочные материалы, бумага тоже в значительной степени поставляются покрытосеменными.
Покрытосеменные разделяют на два класса - двудольные и однодольные. Для двудольных характерны: две семядоли в семени, открытые проводящие пучки (с камбием), сохранение в течение всей жизни главного корня (у особей, родившихся из семян), перистое и сетчатое жилкование листьев, 5-4-2-членный тип цветков. Однодольные характеризуются противоположными признаками: одна семядоля в семени, закрытые проводящие пучки (без камбия), раннее отмирание главного корня и развитие придаточной корневой системы, параллельное или дуговое жилкование, трехчленный тип цветков. Отдельные признаки одной группы могут встречаться и у представителей другой группы, поэтому важна вся совокупность признаков.
Отдел цветковых растений объединяет два класса: двудольных и однодольных.
Самый существенный признак - строение семени. Но одного признака недостаточно для определения принадлежности растения к тому или иному классу. Необходимо знать все признаки данного растения.
Класс двудольных наиболее многочисленный, он включает в себя около 80% видов покрытосеменных растений, которые объединяются в 325 семейств. Семейства цветковых растений выделяют главным образом на основании строения цветка и плода.
Класс однодольных включает около 25% цветковых растений. Это преимущественно травы. Лишь в немногих семействах встречаются древесные формы, да и те обитают в основном в тропиках. Наиболее простоорганизованная группа однодольных обитает в водоемах, болотах. К ней относятся стрелолист, частуха, рдесты. Но среди однодольных много видов, достигших высокого уровня организации, например злаки.
Типичным семейством класса однодольных является семейство лилейных. Среди растений этого семейства преобладают многолетние травы, у которых хорошо развиты корневища или луковицы, ланцетной или линейной формы листья с дуговым или параллельным жилкованием. Многие из лилейных эфемеры или эфемероиды - имеют короткий период вегетации.
Цветки у лилейных крупные, разнообразной окраски, одиночные или собраны в кисть. Околоцветник простой, венчиковидный, состоит из шести сросшихся или свободных листочков, расположенных в два круга. Тычинок шесть, также расположенных в два круга, пестик один (из трех сросшихся плодолистиков). Плод лилейных - ягода или коробочка.
Среди лилейных много декоративных растений (лилии, тюльпаны), пищевых (лук репчатый, чеснок), лекарственных (ландыш, алоэ, купена лекарственная) и др.
Наиболее крупное семейство в классе однодольных - злаки. Насчитывают свыше 10 тыс. видов злаков. Распространены они по всему земному шару. Это процветающее семейство, достигшее высокого уровня организации.
Почти все злаки - травянистые многолетние, реже однолетние растения. Они составляют основу травостоя многих растительных сообществ: лугов, степей и др. Из деревянистых злаков известны бамбуки. Растения этого семейства можно узнать по полому стеблю - соломине с узлами и междоузлиями. Узлы заполнены рыхлой тканью. Стебли злаков растут в длину в результате деления клеток в междоузлиях. Такой рост называется вставочным.
Злаки можно узнать и по листьям: они узкие, длинные, с параллельным жилкованием. Лист имеет широкое основание в виде трубки - влагалище. Оно защищает от повреждения нежные клетки междоузлий, за счет деления которых стебель растет.
Для злаков также характерна мочковатая корневая система. Таким образом, злаки можно отличить от растений других семейств по особенностям строения вегетативных органов (листьев, корней и стебля).
Цветки у злаков мелкие, неяркие, собраны в колоски. Из множества колосков образуются соцветия: сложный колос, метелка и др. В каждом колоске от 1 до 10 и больше цветков. Цветок злака имеет три тычинки и один пестик, но у него нет чашечки и венчика. Большинство злаков ветроопыляемые растения. Злаки имеют типичный для этого семейства плод - зерновку, богатую белками и крахмалом.
Размножаются злаки семенами, а также вегетативно с помощью корневищ и укореняющихся побегов.
Злаки составляют основу питания человека и сельскохозяйственных животных. К ним относятся важнейшие кормовые и пищевые культурные растения. Дикорастущие злаки составляют основной корм скота. В тропиках образуют заросли бамбук и сахарный тростник. На плантациях специально выращивают сахарный тростник и из него получают сахар, ром, спирт и патоку. Злаки используются также для производства бумаги, в текстильной, химической и строительной промышленности.
В современную эпоху, когда экологические условия ухудшаются, некоторые виды злаков оказались под угрозой исчезновения. В Красную книгу занесено 23 вида злаков: ковыль камнелюбивый, ковыль мелкоопушенный, ковыль уклоняющийся, мятлик разноцветный, пырей ковыль листный и др.
Однодольные растения (лат. Liliopsida , лат. Monocotyledones , англ. monocots ) -- класс покрытосеменных, или цветковых, растений, самым многочисленным семейством которого являются Орхидные, отличающиеся чрезвычайно сложными, красивыми цветами. На втором месте по количеству видов стоит весьма важное в хозяйственном отношении семейство Злаки.
Традиционным латинским названием для этой группы растений является Monocotyledones , хотя в последнее время, например в системе Кронквиста (Cronquist ) их официальное название -- Liliopsida (лилиопсиды ). Так как однодольные -- группа рангом выше семейства, выбор названия ничем не ограничен. Статья 16 МКБН позволяет как описательное название, так и имя, образованное от типового рода группы.
Традиционное название однодольные , Monocotyledones или Monocotyledoneae , происходит от того факта, что зародыши большинства членов группы имеют только одну семядолю в противоположность двудольным, у которых их обычно две. С диагностической точки зрения определение количества семядолей не является ни легко доступным способом, ни надёжной отличительной характеристикой растения. Различение однодольных и двудольных впервые было использовано в систематике растений ещё в начале XVIII века английским натуралистом Дж. Рэем.
Тем не менее, у однодольных имеются более наглядные отличительные признаки. Зародышевый корешок обыкновенно скоро перестаёт расти и заменяется придаточными корнями. Стеблевые сосудистые пучки замкнутые, рассеянные по всему сечению стебля; камбия нет, поэтому утолщения стеблей по типу двудольных или голосеменных не наблюдается. Стебли редко ветвятся. Листья большей частью стеблеобъемлющие, всегда без прилистников, обыкновенно узкие и дугонервные. Цветы обыкновенно построены по тройному типу: околоцветник из двух трехчленных кругов, тычинок также 3 + 3, плодолистиков 3, реже вместо числа 3 в цветке наблюдаются числа 2 или 4.
Однодольные представляют собой монофилетическую группу, возникшую на заре истории развития покрытосеменных растений. Древнейшие ископаемые растения, которых можно отнести к однодольным, имеют возраст начала мелового периода.
Система научной классификации APG II, разработанная группой APG (англ. Angiosperm Phylogeny Group ), определяет однодольные как одну из двух крупнейших групп среди покрытосеменных растений. Вторая группа -- «эудикоты» (eudicots ), по устоявшейся традиции иногда называется «палеодикоты» (palaeodicots ). Среди однодольных выделяются десять порядков и два семейства, которые ещё окончательно не приписаны ни к одному из порядков. Эти порядки распределены следующим образом:
Основные однодольные
· Семейство Петросавиевые (Petrosaviaceae ) / en:Petrosaviaceae
· Порядок Аироцветные (Acorales ) / en:Acorales
· Порядок Частухоцветные (Alismatales ) / en:Alismatales
· Порядок Спаржецветные (Asparagales ) / en:Asparagales
· Порядок Диоскореецветные (Dioscoreales ) / en:Dioscoreales
· Порядок Лилиецветные (Liliales ) / en:Liliales
· Порядок Панданоцветные (Pandanales ) / en:Pandanales
· Семейство (Dasypogonaceae ) / en:Dasypogonaceae
· Порядок Пальмоцветные (Arecales ) / en:Arecales
· Порядок Коммелиноцветные (Commelinales ) / en:Commelinales
· Порядок Злакоцветные (Poales ) / en:Poales
· Порядок Имбирецветные (Zingiberales ) / en:Zingiberales
Более традиционной классификацией является система Кронквиста (1981), согласно которой все однодольные разбивались на пять подклассов со следующими порядками:
Алисматиды (Alismatidae )
· Порядок Частуховые (Alismatales)
· Порядок Водокрасовые (Hydrocharitales)
· Порядок Наядовые (Najadales)
· Порядок Триурисовые (Triuridales)
Арециды (Arecidae )
· Порядок Пальмы (Arecales)
· Порядок Циклантовые (Cyclanthales)
· Порядок Панданоцветные (Pandanales)
· Порядок Аронниковые (Arales)
Коммелиноцветные (Commelinidae )
· Порядок Коммелиноцветные (Commelinales)
· Порядок Эриокаулоновые (Eriocaulales)
· Порядок Рестиевые (Restionales)
· Порядок Ситникоцветные (Juncales)
· Порядок Осокоцветные (Cyperales)
· Порядок Гидателловые (Hydatellales)
· Порядок Рогозовые (Typhales)
Имбирные (Zingiberidae )
· Порядок Бромелиевые (Bromeliales)
· Порядок Zingiberales
Лилииды (Liliidae )
· Порядок Лилиецветные (Liliales)
· Порядок Орхидоцветные (Orchidales)
Класс Двудольные относится к отделу Цветковых (Anthophyta ), или Покрытосеменных ( Magnoliophyta , или Angiospermae ) растений. Этот класс значительно разнообразнее и больше по объёму второго класса из этого отдела -- Однодольных (Monocotiledonae или Liliopsida ). Из общего числа цветковых растений на долю Двудольных приходится около 80%.
Класс Двудольные характеризуется наличием следующих признаков, отличающих его от Однодольных:
1. Зародыш с двумя семядолями.
2. Главный корень хорошо развит и сохраняется в течение всей жизни, поэтому преобладает стержневая (реже мочковатая) корневая система.
3. Стебель способен к вторичному утолщению благодяря наличию камбия; проводящие пучки открытые.
4. Листья разнообразны по форме и рассечению, имеют пальчатое или перистое жилкование, форма края листовой пластинки может быть разной.
5. Цветки ациклические, полуциклические и циклические. Число членов каждого круга кратно 5, редко 2, еще реже 3.
К классу Двудольных относятся около 200 000 видов , 10 000 родов , около 300 семейств (в зависимости от принятой классификации). Это травянистые и древесные растения.
Систематикой цветковых растений, начиная, с 18 века занималось множество учёных-ботаников, как отечественных, так и зарубежных. Все они внесли бесценный вклад в современное построение филогенетической (естественной) системы цветковых растений. Однако, общепринятой системы классификации покрытосеменных растений до сих пор нет.
Наиболее спорным является вопрос, какие группы покрытосеменных наиболее близки к древним предковым формам. В системах известных ботаников-филогенетиков А. Энглера и Р. Веттштейна за наиболее примитивные группы принимаются семейства с однопокровными и беспокровными, невзрачными, анемофильными цветками (ивовые, березовые и др.). В более современных системах в качестве примитивной группы рассматривают семейства с хорошо развитыми многочленными, раздельнолистными, энтомофильными цветками, так называемые многоплодниковые (семейства магнолиевые, лютиковые и др.). Семейства с однопокровными цветками считаются вторичноупрощенными. Такими системами являются системы ботаников Н. А. Буша, А. А. Гроссгейма, А. Л. Taxтаджяна, Гетчинсона (Англия) и др. Одной из последних систем, в которой учитывается наибольшее число признаков, является система А. Л. Тахтаджяна (1970).
Согласно А. Л. Тахтаджяну, класс Двудольные включает 7 подклассов : Magnoliidae, Ranunculidae, Hamamelididae, Caryophyllidae, Dilleniidae, Rosidae и Asteridae . В пределах каждого подкласса, его семейства объединены в порядки. Весь класс Двудольные включает 71 порядок. Первые по счету охватывают наиболее примитивные семейства, последние -- филогенетически более продвинутые.
Основные порядки класса Двудольных:
Подкласс раздельнолепестные (Choripetalae): порядок магнолиецветные (Magnoliales), порядок лютикоцветные (Ranunculales), порядок макоцветные (Papaverales), порядок каперсоцветные (Capparales), порядок розоцветные (Rоsales), порядок бобовоцветные (Fabales), порядок мальвоцветные (Malvales), порядок гераниецветные (Geraniales), порядок терпентинные (Terebinthales), порядок зонтикоцветные (Umbellales), порядок центросеменные (Centrospermae), порядок гречихоцветные (Polygonales), порядок букоцветные (Fagales).
Подкласс спайнолепестные (Sympetalae): порядок норичникоцветные (Scrophulariales), порядок тыквенноцветные (Cucurbitales), порядок астроцветные (Asterales).
Литература
· Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 6. Цветковые растения. / Под ред. А.Л. Тахтаджяна. -- М.: Просвещение, 1982. -- 543 с, ил, 34 л. ил.
· Лесная энциклопедия: В 2-х т., т.2/Гл. ред. Воробьев Г.И.; Ред. кол: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.-631 с., ил.
