Покритонасінні рослини — характеристика та особливості

Відділ квіткових, або покритонасінних, рослин — це найчисленніша і добре пристосована до сучасних умов група представників флори.

Вони досить різноманітні та охоплюють:

• трави;
• чагарники;
• дерева.

Їх основною відмінною рисою є наявність квітки як органу розмноження, а також замкнутого вмістилища у насіння, звідки і походить назва відділу.

Походження та еволюція

Вважається, що предком цієї групи рослин були водорості, що не збереглися до сучасності. Потім вони еволюціонували в папороті, які, своєю чергою, дали початок як покритонасінним, так і голонасінним видам. Вони походять від спільних предків, що розділилися на різні гілки в тріасовому періоді.

Всього квіткові існують близько 140 мільйонів років — перші представники фауни зі схожою будовою з’явилися в юрському періоді. Це були досить примітивні та нечисленні види.

Найдавнішими представниками квіткових вважаються представники родини німфейні або глечикові. У середині крейдяного періоду (близько 100 мільйонів років тому) покритонасінні вже були досить широко поширені у світі.

Наприкінці крейдяного періоду вони стали домінуючою формою життя і покривали значну частину суші. Приблизно тоді ж почали з’являтися предки багатьох сучасних рослин:

• дуба;
• клена;
• магнолії;
• бука.

Однією з головних особливостей еволюції квіткових стала їх висока пристосованість до мінливих умов, що дозволило їм виростати на різних географічних широтах.

Вони відрізняються:

• величезним різноманіттям форм;
• розмірами;
• способами розвитку і розмноження.

Серед квіткових можна знайти водні та наземні, повзучі, кучеряві,  прямостоячі рослини, які ростуть і процвітають у всіх куточках Землі, від тропічних лісів і долин річок до солоних морів і альпійських лугів.

Іншою цікавою особливістю еволюції покритонасінних є велика різноманітність форм водяних рослин.

Вони не походять від водоростей безпосередньо, а еволюціонували від наземного предка в результаті зміни умов, тому відрізняються складною будовою і великою кількістю пристосувальних механізмів.

Для того щоб дати коротку характеристику покритонасінним рослинам, потрібно подивитися на їх основні ознаки. Їх список виглядає так:

• рослина складається зі стебла, кореневої системи, листя і квітки;
• насіння захищене перикарпом – оболонкою, яка забезпечує його збереження при поширенні;
• насінневі зачатки та насіння зберігаються у зав’язі та плоді;
• жіночий заросток являє собою зародковий мішок з вісьмома ядрами, а чоловічий – пилкове зерно, що складається з вегетативних і генеративних клітин;
• подвійне запліднення – спермії (чоловічі гамети) квітки впливають одночасно на яйцеклітину і ядро зародкового мішка;
• для розмноження рослині необхідно запилення, яке може здійснюватися по повітрю або воді, а також за допомогою перенесення пилку птахами та комахами;
• зав’язь заплідненої квітки перетворюється в плід, насінний зачаток – в насіння, зигота – в зародок насіння, вторинне ядро – в ендосперм;
• статеве розмноження з постійною зміною поколінь.

До інших типових ознак покритонасінних відносяться ситовидні трубки на стеблі, широке пластинчасте листя зі складною системою сітчастих жилок, квітки циклічної форми.

Але варто відзначити, що жодна з характерних ознак групи не властива всім без винятку її членам. Належність виду до квіткових визначається за загальною кількістю ознак, але деякі з них можуть бути відсутніми.

Класи покритонасінних

Всіх представників відділу покритонасінних ділять на однодольні та дводольні рослини. Як можна зрозуміти з їх назви, вони відрізняються один від одного за кількістю сім’ядоль.

Порівняльна характеристика цих класів:

• для однодольних характерна коренева система мочковатої форми, що складається, в основному, з додаткових відростків, а для дводольних – потужний головний корінь у формі стрижня;
• листя рослин першого класу мають просту структуру і складаються зі звичайної цільної пластинки, в той час як у другого класу вони можуть мати складнішу будову;
• жилкування у однодольних паралельне або дугове, а у дводольних – сітчасте;
• для рослин з однією сім’ядолею, що характерне кількості частин квітки, кратне трьом, а з двома – чотирьом або п’яти;
• у однодольних покритонасінних немає камбію – твірнох тканини, що забезпечує зростання стебла і коренів в товщину;
• провідні пучки у дводольних розташовані у вигляді кільця, а у однодольного класу — безладно і хаотично.

Відмінності в таблиці вказують на те, що до групи однодольних відносяться більш примітивні рослини, такі як орхідеї, пальми, злакові. Їх загальна кількість налічує 60 тисяч видів.

У клас дводольних входять високорозвинені дерева і чагарники, в тому числі численні плодові та декоративні культури. Їх загальна кількість досягає 180-190 тисяч.

Однодольні

Всього в сучасній класифікації налічується понад 500 родин покритонасінних, з яких 12 — однодольні. Вони відрізняються будовою стебла і листя, формулою квітки, тривалістю життєвого циклу, місцями поширення та багатьма іншими особливостями.

Дивлячись на фото і назви квіткових рослин різних видів, важко не здивуватися їх різноманітності — в один відділ входять найрізноманітніші форми життя, від водяної ряски до величезного дуба.

Одне з найважливіших родин — це злакові. Вони належать до класу однодольних і налічують близько 10 тисяч видів в 700 родах. Ці представники флори добре пристосовуються до будь-яких кліматичних зон і однаково часто зустрічаються в тропіках і місцях помірним кліматом. В арктичних широтах вони складають основну частину рослинності.

Крім того, вони дуже важливі для формування рослинного покриву лугів, лісів, заболочених ділянок і торфовищ, степів, саван і прерій.

Їх пристосовність обумовлена особливостями фізичної і біохімічної будови рослин, серед яких:

• стебло-соломина;
• невеликі коріння з розвиненими придатками;
• листки, що згортаються при спеці;
• прості циліндроподібні квітки, зібрані в злаки;
• сухі плоди;
• запилення вітром.

Інша родина однодольних – лілійні. Їх називають найпримітивнішими представниками покритонасінних. Включають близько 4 тисяч видів у 200 родах, але вчені поки не повністю зійшлися в їх розподілі та систематиці.

Ростуть у багатьох регіонах земної кулі, найбільше поширені в субтропіках, степових зонах напівпустелях, але зустрічаються і на альпійських луках.

Відмінні риси лілійних:

• підземні цибулини або бульбоцибулини, які формуються з пагонів і можуть захистити бруньки від несприятливого впливу зовнішнього середовища під час спеки заморозків;
• пряме або кучеряве надземне стебло, яке називається квітковою стрілкою;
• вузьке м’ясисте листя;
• широке розмаїття суцвіть;
• квітки двостатеві;
• плід – коробочка або ягода;
• запилення комахами, в тропічних широтах також птахами, рідко – вітром.

До прикладів квіткових рослин з родини лілійних можна віднести найрізноманітніші види, від конвалій до цибулі.

Більшу частину з них складають багаторічні трави, рідше зустрічаються дерева і чагарники.

Дводольні рослини

Серед групи дводольних рослин виділяється клас розоцвітих. Ці рослини налічують 300 видів в 100 родах. Поширені в субтропіках і місцях з помірним кліматом. Відрізняються особливою будовою квітколожа. Запилюються комахами,приваблюючи їх нектаром або виділяючи велику кількість пилку, щоб розмножуватися.

Всі представники класу мають дуже схожі квітки. Але їх плоди відрізняються широким розмаїттям – серед них можна знайти:

• ягоди;
• горішки;
• яблука;
• коробочки тощо.

Багато з них пристосовані до поширення тваринами.

Родина бобових отримало свою назву за плоди у вигляді бобів або стручків. Воно складається з 24,5 тисяч рослин, об’єднаних в 946 родів.

До особливостей, які можуть вказати на приналежність до цього класу, відносяться:

• стоячі кучеряві стебла;
• складне за будовою листя з прилистником;
• квіти з п’яти пелюсток.

Квіти двостатеві. Запилюються комахами. До родини пасльонових відносяться трави, кущі і маленькі дерева. До особливостей, які можуть показати приналежність виду до них, відноситься розташування листя. У вегетативної частини вони ростуть поперемінно, а у квітконосної — попарно.

Через це стебла у представників флори здаються розгалуженими на дві або три частини. Інші особливості родини – суцвіття у формі завитків, невелика кількість тичинок рівної довжини, схожі на бруньки насіння, плоди у вигляді ягід або коробочок.

Хрестоцвіті рослини розділені на 4 тисячі видів, які включають 400 різновидів. У родину входить багато дворічних монокарпічних рослин з особливою схемою цвітіння – вони розмножуються тільки один раз на останньому році життя.

До особливостей також відноситься:

• стрижнева коренева система (рідше зустрічаються коренеплоди);
• просте листя без прилистника;
• товсте стебло;
• 6 тичинок;
• плід-стручок;
• кистеподібне суцвіття.

Ще однією цікавою родиною дводольних рослин є Айстрові, або Складноцвіті. Це одна з найбільших груп, яка налічує майже 40 тисяч видів в 1911 родах. Їх можна знайти в будь-якому куточку Земної кулі, від тундри до тропіків.

Основною особливістю родини є суцвіття-кошик, яке утворюється з безлічі дуже дрібних квіток. Крім того, для них характерний розвинений корінь-стрижень і плід-сім’янка, що не містить білка.

Господарське значення

Важко переоцінити те, скільки користі людині приносять покритонасінні рослини. Їх використовують в наступних сферах життя:

• харчова промисловість, виготовлення кормів для тварин;
• медицина – як лікарські рослини в складі різних препаратів;
• дизайн інтер’єру та ландшафту – як декорації;
• ремесло – для виготовлення парфумів, косметичних засобів, барвників, масел та іншого;
• у культурі як подарунки і сувеніри;
• в науці для досліджень генетики.

Існують і більш екзотичні способи застосування квіткових рослин. Наприклад, стебла бамбука в деяких країнах використовують як заміну водопровідних труб, а злаки висаджують для припинення руху пісків в пустелях.

Екологічне становище

Сьогодні покритонасінні є найчисленнішими рослинами, що панують по всій земній кулі. Щоб зрозуміти, чому вони змогли зайняти цю нішу, досить подивитися на їх еволюційний шлях – ці представники флори розвивалися в мезозойську і кайнозойську еру, коли умови були дуже близькі до сучасних.

Ці рослини отримали центральну нішу в екосистемах і певною мірою вплинули на еволюцію майже всіх тварин і птахів, для яких вони були джерелом їжі та основим середовищем проживання. Тим часом велику роль в цій справі зіграла і діяльність людини – зокрема, окультурення рослин і виведення нових сортів, пристосованих під різні умови.

Незважаючи на це, окремі види покритонасінних знаходяться під загрозою зникнення і занесені до Червоної книги.

Причиною цього є, в основному, діяльність людей:

• вирубка лісів;
• пожежі;
• осушення і затоплення зон для ведення сільського господарства;
• накопичення газу в атмосфері.

Покритонасінні рослини – найбільш поширена і різноманітна група представників флори. Вони відіграють дуже важливу роль як в житті людини, так і в розвитку екосистем.

Різні класи, підкласи, родини і види квіткових можуть дуже сильно відрізнятися один від одного і не мати майже ніяких загальних зовнішніх рис і особливостей життєдіяльності, крім захищеного перикарпом насіння.