В растительном мире самой совершенной и многочисленной группой является отдел покрытосеменных или цветковых растений. К ним относятся все растения, которые снабжены органом семенного размножения – цветком.

Всего на планете насчитывается больше 350 тысяч различных видов растений, и из них ¾ части принадлежит к покрытосеменным. Они спокойно могут расти в воде, засушливых пустынях и разноцветным ковром покрывают земли степей. В этой статье будет рассмотрен жизненный цикл покрытосеменных растений, которые отлично приспособились к различным природным условиям и распространены от ледяной Арктики до Антарктиды.

Определение

Покрытосеменными или цветковыми называются растения, органом семенного размножения которых является цветок. К ним принадлежат травы, цветы, кустарники и деревья. В цветках развиваются мужские и женские гаметы (репродуктивные клетки). Семена располагаются внутри завязи, в плодах, отсюда и название — покрытосеменные. Цветки разнятся по форме, величине, строению и окраске. У одних растений они опыляются ветром, у других – насекомыми. Вегетационный период также у всех разный – от нескольких недель (у эфемеров) до сотен лет (у дуба). Все покрытосеменные имеют различную высоту. Существует много растений с прямостоячими стволами, но есть ползучие, стелющиеся и лазающие стебли. Довольно разнообразна корневая система и листья. Несмотря на такое различие существует определенный жизненный цикл покрытосеменных. Все растения объединяются в группы по характерным особенностям. Основным критерием систематики является степень родства растений между собой. Все цветковые делятся на два класса – двудольные и однодольные.

Они имеют огромное значение как в природе, так и в жизни индивида. Некоторые из них употребляют в пищу люди, а другие идут на корм домашним и диким животным. Растительное сырье применяют в различных отраслях промышленности. Декоративные растения используют для озеленения, древесные – для строительства, лекарственные – в медицине традиционной и народной.

Цикл развития покрытосеменных растений

Наблюдается смена поколений. Благодаря мейозу образуются споры, а гаметы – это результат митоза. И те, и другие формируются в цветке. Поэтому его называют органом полового и бесполого размножения. В зернах пыльцы (микроспорах) образуются в больших количествах мужские гаметы, которые переносятся насекомыми или ветром на рыльце пестика.

Такое явление дает возможность покрытосеменным растениям обходится без плавающих сперматозоидов. На всех этапах развития и зародыши, и спермии с яйцеклетками находятся под надежной защитой тканей сапрофита. Результат – высокая жизнеспособность цветковых представителей флоры.

Особенности покрытосеменных растений

Исключительность этих растений заключается в следующем:

  • Двойное оплодотворение. Из одного семени после контакта с яйцеклеткой возникает зигота. Далее из нее образуется зародыш. Из второго образуется триплоидная клетка, впоследствии приводящая к развитию эндосперма, содержащего питательные вещества.
  • Пыльца первоначально попадает на рыльце пестика и далее в пыльцевой вход семяпочки. Последняя защищена от повреждений, так как заключена в пестиковую полость завязи.

  • Наличие цветка дает возможность размножения семенами.
  • Гаметофит женский – это зародышевый мешок, а мужской – пыльцевое зерно. Они довольно быстро развиваются и значительно упрощены, в отличие от других растений. С другой стороны, они находятся под постоянной защитой и зависят от спорофита.
  • В жизненном цикле покрытосеменных преобладает диплоидный спорофит.

Разнообразие

Разнообразие жизненных форм и размеров покрытосеменных поражает воображение индивида. Например, самым миниатюрным представителем считается ряска вольфия, ее диаметр около одного миллиметра. А с другой стороны — гигантский эвкалипт, достигающий в высоту ста метров. Таким образом, среди цветковых существуют:

  • травы;
  • кустарники;
  • деревья;
  • кустарнички;
  • лианы и другие.

Первые три считаются основными. Кустарники и деревья являются многолетними. Деревья некоторых пород способны прожить более тысячи лет. Среди травянистых растений много однолетних. За вегетационный период они проходят весь жизненный цикл покрытосеменных. Кратко это можно описать следующим образом:

  • Вырастают из семян.
  • Цветут.
  • Образуют семена.
  • Отмирают.Довольно много в природе многолетних и двулетних видов трав. В случаях, если они произрастают в местах, где холодные зимы, зеленая наземная часть на период холодов отмирает. Однако в земле остаются клубни или корневища, имеющие некоторый запас питательных веществ. В весеннее время образуется новая зеленая часть растения. Важно помнить, что двулетние растения дают плоды и цветут только на второй год, и затем растение гибнет. А многолетники ежегодно радуют цветением. Вот такая разная продолжительность жизни покрытосеменных растений. Кроме того, среди цветковых встречаются сапрофиты, паразиты и полупаразиты, которые полностью утратили способность к фотосинтезу.

    Основные отличия в размножении покрытосеменных и голосеменных растений

    Исключительностью покрытосеменных считается наличие цветка, в котором появляются и проклевываются споры, образуя женское и мужское половое поколение с гаметами, а также осуществляется опыление, гиногенез и развитие семян. У покрытосеменных гаметофитов семена образуются в пестиках и тычинках, а не в шишках, как у голосеменных. У покрытосеменных семязачатки образуются внутри пестика, в отличие от голосеменных. Благодаря этому они надежно спрятаны и защищены от плохих условий окружающей среды. После оплодотворения образуется семя из семязачатка, а плод возникает из нижней части пестика. Следующим отличием является двойное оплодотворение цветковых, т. е. эндосперм у них образуется после, а у голосеменных до оплодотворения. Кроме того, вегетативный партеногенез есть только у покрытосеменных. Таким образом, жизненный цикл покрытосеменных несколько иной, чем у голосеменных представителей растительного мира.

    Отличие полового размножения от вегетативного

    Цветковым растениям присуще как половое, так и вегетативное размножение. Первое связано с цветком, так как он считается репродуктивным органом. Из образовавшейся в результате слияния гамет зиготы в дальнейшем развивается зародыш нового растения.

    А при вегетативном способе размножения новые представители образуются благодаря регенерации листьев, побегов, корней, т. е. вегетативных органов.

    Голосеменные растения

    При размножении эти представители растительного мира производят семена, а не споры. Кроме того, они не образуют плодов, а их семена не защищены и находятся на поверхности чешуек шишек. Лиственница, сосна, ель – это самые известные экземпляры голосеменных растений. У большей части вместо листьев хвоинки (иголки). Большую группу среди голосеменных составляют хвойные растения, а также они представлены лианами, деревьями и кустарниками. Травы в отделе голосеменных отсутствуют. Все голосеменные – это вечнозеленые многолетники с высокой продолжительностью жизни. Из семязачатков развиваются семена, у которых в кожице имеются питательные вещества, это считается важным преимуществом перед споровыми растениями.

    Цикл голосеменных

    Жизненный цикл голосеменных и покрытосеменных растений имеет некоторые отличия. У первых доминирует бесполое поколение, а гаметофит развивается на спорофите. Рассмотрим более подробно развитие голосеменных на примере вечнозеленого дерева (сосны). Взрослое растение – это спорофит. Созревают споры в так называемых спорангиях, находящихся в шишках. Причем мужские и женские отличаются по цвету: первые желтого оттенка, а вторые – красные на первом году. В конце весны (в мае) и в начале первого летнего месяца мужские споры вываливаются из своих домиков и с помощью ветра перебираются на шишки противоположного рода. Женские споры прорастают внутри спорангиев, образуя заросток с двумя органами. Именно в них и происходит развитие яйцеклетки, т. е. заросток – это гаметофит. Он и есть новое поколение сосны и одновременно материнский организм для будущего зародыша. Мужской гаметофит – это пыльца, из которой образуются спермии.

    В первый год гаметы обоих полов недозрелые, поэтому оплодотворения нет. Женские шишки после опыления закрываются, и на протяжении года в них развиваются гаметы мужские и женские. Через год в женских позеленевших и одревесневших шишках осуществляется оплодотворение. Первой клеткой спорофита является зигота, которая делится и образуется из новых клеток зародыш, имеющий корень и побег, т. е. вегетативные органы. Вокруг него возникает оболочка и откладываются питательные вещества. Так формируется семя в женской шишке. На третий год они приобретают коричневый оттенок и раскрываются. В результате семена попадают в почву и прорастают, появляется молодая сосна – спорофит.

    Заключение

    Известно более 350 семейств, около тринадцати тысяч родов и более трехсот тысяч видов покрытосеменных растений. Эти автотрофные организмы являются важным компонентом оболочки Земли.

    Цветковые растения доминируют над голосеменными. Они дают возможность существовать животному миру. Доказано, что некоторые группы животных зародились только после того, как Землю заполонили покрытосеменные растения. Это, пожалуй, единственная группа, представленная среди высших растений, экземпляры которой смогли заново освоить морскую среду, т. е. вместе с водорослями в соленой воде обитают различные виды цветковых.

    Цикл развития и размножение саговниковых

    Автор: mobilspy · Опубликовано 26.10.2017 · Обновлено 30.09.2018

    Для рассмотрения цикла развития в качестве представителя саговниковых мы рассмотрим род Cycas, саговник, встречающийся в тропической Азии (рис. 145). На верхушке стволов на одних экземплярах развиваются мужские шишки, достигающие 50—70 см в длину.

    На оси такой шишки помещаются листочки (микроспорофиллы), на которых образуются микроспорангии, содержащие большое количество микроспор (рис. 145, 2). Микроспорофиллы у семенных растений получают название тычинок. Микроспоры называют пыльцой (пылинки).

    На других экземплярах Cycas на верхушке образуются мегаспорофиллы, напоминающие обыкновенные вегетативные листья, но меньших размеров и окрашенные в желтоватый цвет. На них образуются мегаспорангии величиной со сливу.

    Мегаспорофиллы у семенных растений называются плодолистиками, а мегаспорангии — семяпочками (рис. 145, 3).

    У других родов саговников мегаспорофиллы собраны в женские шишки.

    Пылинки (микроспоры) прорастают, еще находясь внутри микроспорангия, и дают вначале 3 клетки. Одна из них, более мелкая, является единственной вегетативной клеткой мужского заростка; средняя клетка — антеридиальная дает в дальнейшем начало сперматозоидам; из третьей клетки (более крупной) образуется далее пыльцевая трубка (рис.

    В такой трехклетной стадии пыльца переносится обычно ветром на семяпочку. Семяпочка (мегаспорангий) имеет сложное строение (рис. 147).

    Снаружи она покрыта покровом (интегументом), состоящим из трех слоев клеток — внутреннего и наружного — сочных и среднего каменистого. На вершине семяпочки интегумент не срастается, и здесь образуется канал (пыльцевход, микропиле), ведущий к внутренним частям семяпочки.

    За интегументом расположен слой мелкоклетной ткани — так называемый нуцеллус, или ядро семяпочки, далее следует эндосперм, представленный тесно придвинутыми друг к другу клетками. Они имеют тонкие стенки и набиты крахмалом.

    В верхней части эндосперма помещаются обычно два архегония, каждый с крупной яйцеклеткой и с двумя маленькими клетками шейки. К моменту созревания архегониев вершина нуцеллуса растворяется и образуется углубление — пыльцевая камера.

    Развитие семяпочки идет следующим образом.

    В центре молодой семяпочки располагается ее нуцеллус. В подэпидермальном слое нуцеллуса возникает несколько крупных клеток.

    Одна из них разрастается больше других и делится редукционно на две клетки, каждая из которых еще разделится. Получаются четыре клетки (мегаспоры), расположенные одна над другой.

    Далее 3 из них отмирают, а нижняя, четвертая делится и образует ткань эндосперма с архегониями в верхней его части. Таким образом, эндосперм, образовавшийся от прорастания мегаспоры, является, очевидно, женским заростком, несущим архегонии, как и у папоротников.

    Нуцеллус является стенкой мегаспорангия, в котором образуются первоначально 4 мегаспоры, но развивается далее в заросток лишь одна, остальные отмирают.

    Интегумент — образование новое для семенных растений, у папоротников не встречается. Интересно отметить, что в клетках заростка саговников (эндосперм) содержатся лейкопласты и, будучи вычлененными из семяпочек, заростки могут зеленеть, что указывает на прежнее их свободное существование.

    Трехклетная микроспора (пыльца) попадает на вершину семяпочки (мегаспорангия), проникает через микропиле на нуцеллус и здесь прорастает. Оболочка микроспоры лопается.

    Вегетативная клетка вытягивается в пыльцевую трубочку, которая нижним концом внедряется в ткань нуцеллуса, всасывая оттуда питательные вещества, — это так называемая гаустория. В шаровидно разрастающуюся на другом конце пыльцевую трубочку входят образовавшиеся из второй (антеридиальной) клеточки 2 сперматозоида, имеющих форму детской игрушки — волчка и несущих венец жгутиков на переднем конце.

    Далее трубочка вскрывается на конце, и сперматозоиды попадают в жидкость, наполняющую пыльцевую камеру (от расплывшихся клеток нуцеллуса). Поплавав здесь некоторое время, сперматозоид проникает в архегоний и сливается с яйцеклеткой, производя оплодотворение.

    Голосеменные. Урок биологии №75.

    Сосна обыкновенная

    Сосна обыкновенная (лат. Pinus sylvestris) – одно из популярнейших деревьев на территории России. Вечнозеленое, однодомное растение, произрастающее во многих азиатских и европейских регионах. Деревья этого вида вызывают повышенный интерес не только со стороны ботаников, но и у ландшафтных дизайнеров. Сосны становятся украшением парков, дворов и скверов.

    Сосна 5-летнего возраста может быть высотой до 3 метров.

    Сколько лет живут сосны? Сосна обыкновенная может жить от 100 до 600 лет, ее жизненный цикл состоит их следующих циклов развития:

    • Семена попадают в почву, напитываются водой и пробиваются.
    • Зачаток корней направляется вглубь почвы.
    • Семядоли начинают приподниматься над поверхностью.
    • Весь запас питательных веществ из семени активно используется для дальнейшего роста.
    • Формируется вертикальный новый побег, на котором есть небольшая хвоя, расположенная по спирали.
    • По достижении двух лет на побеге появляются небольшие прозрачные чешуйки, в пазухах которых есть мелкие хвоинки.
    • В конце цикла сосна становится взрослым деревом, схема повторяется вновь.

    Ареал произрастания

    Сосна обыкновенная массово произрастает на территории России. Ее можно увидеть в большинстве стран материка, на островах. В большом количестве произрастает на территории Великобритании, на испанских берегах, в восточноевропейских регионах. На территории Монголии есть особый подвид, официально признанный ботаниками.

    В местах, где растет сосна, свежий и бодрящий воздух. Она образует частые насаждения вместе с лиственными деревьями вроде дубов и берез. Не очень требовательна к видам почвы, может произрастать на неугодных для других деревьев площадях – болота и пески. Ареал обитания в РФ – в основном дальневосточные территории. Светолюбивые деревья, служащие основным способом быстрого и эффективного восстановления лесов после пожаров.

    Особенности корневой системы

    Корневая система сосны обыкновенной преимущественно стержневая. На территории болот она может быть поверхностного типа, для обеспечения растения кислородом. Подобная картина встречается в условиях вечной мерзлоты, однако на подобных участках сосну практически не найти.

    В песках и обычной рассыпчатой почве формируются стержневые корни. В свежей песчаной почве сосны пытаются ухватить корнями любые капли влаги, поэтому от основного стержня развиваются длинные отростки. При обычном стержневом типе корневой системы сосны обыкновенной отростки прорастают на глубину до 30 метров, поэтому дерево сложно свалить ветрами и ураганами.

    Срок жизни дерева

    Возраст сосны в естественных условиях редко переваливает за 80 лет. Это происходит из-за постоянной вырубки лесов и множества вредителей и болезней, которые поражают ее на протяжении всего развития. К 70 дерево достигает до 25 метров в высоту.

    В действительности срок жизни сосен составляет гораздо больше! В заповедных зонах есть экземпляры, которые живут до 300 лет!

    Общего потенциала деревьев хватит до 600 лет жизни. Кедровые разновидности сосен живут до 1000 лет, а некоторые виды – до 5000. Такие долгожители находятся только в местах, недоступных для людей – на горных склонах и в густых чащах.

    Посадка и уход

    Успешное приживание молодых сосен невозможно без правильного выбора саженцев.

    Растения должны продаваться только с закрытой корневой системой.

    Такие деревья просто пересаживать, не опасаясь за то, что дерево не укоренится. В таких случаях обеспечивается лучший симбиоз с микоризой, которая обеспечивает дальнейшее питание растений, что очень важно при адаптации видов к типу почвы и внешним условиям.

    Деревья с открытыми корнями быстро умирают из-за невозможности сохранить микроорганизмы в грунте, в пакетах или мешках грибок сразу же погибает. Контейнерные саженцы достаются из емкостей только в момент непосредственной посадки. Дерево старше 5-ти лет пересадить не получится.

    Посадка производится в несколько этапов:

    1. Выкапывая посадочную яму, нужно обратить внимание на размер корней – он приблизительно равен габаритам контейнера. Прибавляется несколько сантиметров в ширину и глубину, после чего выкапывается яма.
    2. На дно ямы выкладывается 3-сантиметровый слой битого кирпича, шифера или гальки, сверху насыпают плодородную почву. В состав почвы обязательно должны входить: торф, перегной, немного речного песка и дерна. Дополнительно можно добавить примерно 1 чайную ложку нитроаммофоски, тщательно размешав все составляющие.
    3. Получившийся слой должен быть не более 2 см.
    4. Контейнер разрезается, из него аккуратно вынимается саженец. Перемещать растение в яму нужно очень аккуратно, не задевая ком земли с микроорганизмами.
    5. Корневая шейка не должна быть глубоко – после закапывания она должны быть на одном уровне с краем углубления.
    6. Все засыпается подготовленной смесью и утрамбовывается.
    7. Сразу после пересадки необходимо полить дерево десятью литрами воды.
    8. Далее место мульчируется, во избежание пересыхания почвы.
    9. В жару можно дополнительно поливать растение.

    Семена сосны обыкновенной нужно предварительно подготавливать к высадке. Их помещают в раствор с высоким содержанием марганцовокислого калия, после чего проращивают в смоченной ткани в течение 2-3 недель. Особенности высадки семян:

    • Пересаживать нужно в отдельные емкости с хорошим дренажом и сосновой почвенной смесью.
    • Семена аккуратно заглубляют, стараясь не повредить корень.
    • Земля увлажняется из пульверизатора.
    • Контейнеры размещают на хорошо освещенном месте, периодически поливая по мере высыхания почвы.

    Сосне требуется проведение мероприятий по уходу и формообразованию кроны. Это важно для молодых деревьев. Весной подрезают поломанные от снега и засохшие ветви, это нужно сделать до того, как в ветви лиственных деревьев начнет поступать сок. Для конусовидных сортов необходима обрезка центрального проводника, так они не будут расти вверх. Так ухаживать за деревом нужно каждую весну.