Властелины растительного царства

21-03-2014, 04:38
Наряду с двойным оплодотворением, цветок и плод стали главными приобретениями покрыто-семенных, которые позволили этим растениям в относительно короткие сроки занять господствующее положение в наземных экосистемах Земли.
Действительно, еще в начале мелового периода (135 млн. лет назад) цветковые растения играли незначительную роль в растительном покрове Земли. Однако уже в середине мелового периода (приблизительно 100 млн. лет назад) происходит одно из наиболее резких изменений растительного мира суши, в результате которого цветковые растения широко распространяются по всему земному шару и быстро достигают Арктики и Антарктики.
Все другие представители флоры того времени, по-видимому, оказались менее экологически пластичными. Так, в отличие от голосеменных, среди которых не известны настоящие травянистые формы, у цветковых возникло очень большое разнообразие трав. Они оказались единственной группой растений, способной к формированию многоярусных сообществ — фитоценозов. Это способствовало более полному и интенсивному использованию экологических ресурсов, а в результате более успешному завоеванию новых территорий и мест обитания.
Такое положение цветковые растения сохранили до настоящего времени. Именно они играют ведущую роль в экологических системах Земли, в частности в почвообразовании, а также в жизни человека. Попытаемся оценить те преимущества, которые дали покрытосеменным растениям цветок и плод.
Цветок — это укороченный и ограниченный в росте побег. Он представляет собой целую систему органов, функции которых на разных стадиях развития цветка различны. Вначале в цветке формируются органы бесполого размножения — спорангии, а в них споры (мужские — микроспоры и женские — макроспоры). Позднее, как мы видели, в цветке развиваются органы полового размножения мужской и женский гаметофиты, затем — гаметы и происходит весьма сложное оплодотворение. Здесь же начинается не менее сложный процесс формирования зародыша, семени и плода.
На этом видоизмененном побеге развиваются видоизмененные листья: стерильные (чашелистики и лепестки) и фертильные (тычинки и плодолистики, образующие один или несколько пестиков).
Чрезвычайное разнообразное строение этих органов цветка определяет многообразие выполняемых ими функций. Чашелистики играют в основном защитную роль. Они защищают тычинки и пестики, особенно до распускания цветка (в бутоне), от внешних повреждений.
Видоизмененные тычинки-лепестки наряду с защитной функцией имеют ключевое значение для опыления. В цветках энтомофильных (опыляемых насекомыми) растений формируются особые железки — нектарники, выделяющие сахаристую жидкость (нектар), привлекающую насекомых.
Анемофильные (ветроопыляемые) растения имеют невзрачные цветки, часто с редуцированными лепестками и чашелистиками. Они лишены окраски, запаха и нектара. Напротив, у энтомофильных растений мы наблюдаем разнообразную окраску цветков, которая, безусловно, имеет приспособительное значение, привлекая насекомых-опылителей.
Цветковые растения хорошо приспособлены к различным условиям опыления. На открытых пространствах — в степях и пустынях, на лугах и болотах, в саваннах и на морских побережьях господствуют ветроопыляемые растения. То же наблюдается в листопадных лесах среди лесообразующих пород и рано цветущих травянистых эфемеров.
В тропической зоне, в первую очередь в дождевых тропических лесах, складываются неблагоприятные условия для опыления ветром (мощная завеса листьев, ежедневные ливневые дожди, вымывающие пыльцу из атмосферы и т. п.). Поэтому здесь преобладают растения, опыляемые насекомыми, а также некоторыми птицами и млекопитающими.
Пестик играет ключевую роль в опылении и оплодотворении, он же обеспечивает защиту семязачатков (семяпочек). Верхняя часть пестика формирует столбик и рыльце, а нижняя — завязь. Столбик обеспечивает вынос рыльца в положение, благоприятное для улавливания пыльцы. Рыльце выделяет вещества, стимулирующие прорастание пыльцы (сахара, липиды, ферменты), а завязь вначале обеспечивает защиту формирующегося зародыша, а позднее участвует в образовании плода.
Эти особенности строения цветка в совокупности обуславливают «покрытосемянность» важное отличие цветковых растений от голосеменных. Благодаря этим приспособлениям покрытосеменных растений, опыление и оплодотворение у них протекают более эффективно, чем у голосеменных.
Плод — это орган размножения цветковых растений, который формируется после цветения из завязи или цветка в целом. Формирование плодов происходит одновременно с образованием семян после двойного оплодотворения. Функции плода — формирование, защита и распространение семян.
Как же плоды помогают в распространении семян? Одни растения распространяют свои плоды самостоятельно, вблизи материнского растения. Тяжелые желуди дуба или сухие костянки грецкого ореха падают к подножию ствола. Бобы люпина или стручки капусты в зрелом состоянии растрескиваются и разбрасывают семена на 1-2 м.
Другие растения имеют плоды, приспособленные к распространению ветром (плоды клена, березы, ясеня) или водой (плоды кокосовой пальмы, болотных растений — осок, частух).
Животные распространяют многие плоды, имеющие разнообразные приспособления. Большинство сочных плодов поедают животные (из них птицы — около 80 %), при этом семена проходят неповрежденными через их пищеварительный тракт. Сухие плоды имеют разнообразные крючки, щетинки (цепкие плоды моркови, репейника, череды) или ослизняющиеся покровы (лен, ситник).
Млекопитающие и птицы, делающие запасы (грызуны, сойки, дятлы) играют существенную роль в распространении дубов, орешника и других растений. Например, одна сойка за месяц переносит около 4 тыс. желудей, часть которых она теряет при перелете.
Человек распространяет плоды непреднамеренно теми же способами, что и животные, или специально, расширяя площади культивируемых растений. Например, американские кукуруза и подсолнечник «разъехались» по всему миру, а азиатская пшеница «освоила» Америку.
И это вполне закономерно — ведь растениеводство занимается в основном производством плодов и семян. А наиболее важны для человека сухие плоды и семена. Их ценность заключается в том, что они содержат много питательных веществ и мало воды. Благодаря этому их очень удобно запасать впрок и транспортировать. С ними человек получает крахмал (пшеница, рожь, кукуруза, гречиха), белки (соя, фасоль, горох, чечевица), жиры (подсолнечник, маслина, соя, рапс). Сочные плоды также важны в жизни человека, поскольку содержат много витаминов, сахаров, минеральных веществ. Ho большое содержание воды несколько снижает их ценность, поскольку затрудняет заготовку впрок и транспортировку.
Таким образом, возникновение цветка и плода, наряду с двойным оплодотворением, кардинально повысило эффективность размножения и расселения растений. Благодаря этому цветковые сегодня заняли доминирующее положение среди семенных растений Земли и среди культурных растений, возделываемых человеком.
Итак, мы вспомнили о тех особенностях семенных растений, которые отражают их заботу о потомстве. Подведем некоторые итоги. Можно назвать, по крайней мере, три главные преимущества, которые приобрели семенные растения по сравнению с бессемянными (споровыми) растениями.
1. Развитие женского гаметофита и оплодотворение происходят внутри семязачатка (мегаспорангния). Это обеспечивает защищенность гамет и независимость оплодотворения от воды, а значит, и более высокую приспособленность растений к разнообразным природным условиям Земли.
2. В процессе развития семязачаток превращается в семя-единицу размножения и расселения растений, более совершенную, чем спора. Семя содержит запас питательных веществ, необходимых для начального развития спорофита, обеспечивает его защиту от внешних воздействий и эффективное распространение.
3. Внутри семени развивается зародыш — спорофит с корешком и стебельком. Он готов к самостоятельной жизни на границе двух сред (почвы и атмосферы) сразу же, как только прорастет семя.

Все эти преимущества повысили организацию половой репродукции семенных растений, обеспечили их интенсивное размножение, расселение и прогрессивную эволюцию. Они же определили и то огромное значение, которое имеют семенные растения в биосфере нашей планеты и в жизни человека.

  • Растения в агроландшафте
  • Вода (H2O) как экологический фактор
  • Союзники растений
  • Оплодотворение «простое» и «двойное» сходство, различия и последствия
  • Мужской гаметофит приобретает летучесть
  • О трагической судьбе и возрождении гаметофита
  • О гаметанигиях и половом диморфизме
  • Забота о потомстве
  • Из колыбели жизни на границу двух миров
  • Растения в экосистемах Земли

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования