Систематика растений
- 1. Происхождение покрытосеменных растений. Цветковые как высший этап эволюции наземных растений.
Происхождение покрытосеменных растений.
Первые достоверные известные ископаемые останки датируются началом мелового периода. Их было оч мало, и никакой роли в эволюции они не играли.
Гипотез возникновения много. Две наиболее известные.
1) Цветк-ые имеют низкоширотное происх-е, территория С.Америки. Популярна в конце 19 –нач 20 века.
Данные, которые противоречат этой гипотезе –ископаемые ост-ки, найденные в С.амер-ке, относятся к концу мела.
Авторы этой гипотезы считали, что главной причиной возникновения цвет-х явл-ся внутриматериковое похолдодание в С.Америке на границе юры и мела.
Но Вахромеев доказал, что похолодания не было.
2) Цветковые имеют высокоширотное происхождение. (тропики, с/тропики).Несколько точек зрения.
- цветк. возникли на территории совр.Юго-восточного Китая. Так как здесь сосредоточены ареалы многих древних и приметивных таксонов растений.Из этого района происходило расселение цветковых по всему земному шару.
- возникли в пределах древнего материка, в состав которого до раскола входили материки южного полушария. Подтверждение этому –флора материков южного полушария имеют высокий коэффициент сходства и разделены обширными водными пространствами.
Предполагаемые экологич. условия :
А) возникли в районах тропич. Гор.(Попов)
Б) формиование видового разнообразия происходило в экстремальных эколог. Условиях( повышен. Солнечн. Радиация, резкая смена температур в течение дня и ночи, географ. изоляция мелких популяций).
Предки. По разному считают. Но не от моховидных. Распространенная гипотеза –от голосеменных растений, т.к.
-цветк. имеют полифилетическое происхождение, т.е. разные систематические группы произошли от разных классов голосем-х.
-монофилетическое происхождение, т.е. начало дал какой-то один класс голос-х (Тахтаджян).
Цветковые как высший этап эволюции наземных растений.
Значение цветковых.
В ходе эволюции цветковые выработали ряд прогрессивных черт:
1) Размножение семенами, а не спорами (спора –одноклет. образование, а семя –многоклеточн., имеет зародыш и запас пит. веществ (эндосперм), семенную кожуру.)
2) В отличии от голосеменных , у цветковых семязачатки располагаются в замкнутой завязи пестика, который образован срастанием одного или нескольких плодолистиков.
Внутри завязи поддерживается постоянная влажность, завязь защищает семязачатки от поедания насекомыми и животными.
3) У голосем-х пыльца улавливается микропилем семязачатка, а у покрыт-х –ральцем пестика, который имеет наибольшую площадь, что существенно увеличивает вероятность опыления.
2 функции пестика : -обеспечивает прорастание пыльцы только своего вида; - тормозит прорастание пыльцы других видов.
У покрытосем-х самые миниатюрные гаметофиты в мире.
Женский гаметофит образуется в рез-те трех митотических делений и состоит из 8 ядер. В отличие от голос-х, архегоний не обазуется.
Эволюция цветк-х растений шла по пути ранней сексуализации ( Тахтаджян). Ее значение –экономия материала на гаметофит, увеличение темпов созревания, для мужского гаметофита –легкость в переносе для опыления.
4) Навашин 1898, двойное оплодотворение.
один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй - с ядром центральной клетки зародышевого мешка, давая тем самым начало триплоидному эндосперму. Это, по мнению ряда авторов, уникальный признак цветковых, аргумент в пользу их эволюционного единства и монофилетического происхождения. Эндосперм цветк-х –уникальное образование, которое образуется в результате слияния одного из спермиев с диплоидным центральным ядром зародышевого мешка. (3п)
5) В отличие от голос-х, оплодотворение идет не только ветром.
6) Наличие особой генеративной стр-ры цветка, после оплодотворения из завязи развивается плод.
7) Для цв-х характерно колоссальное разнообразие ж.ф. За счет этого они завоевали различные экологические ниши.
8) Биохимические изменения – эволюция идет в направлении укрепления белковых молекул, это способствует таксификации.
В процессе жизнедеятельности вырабатываются побочные химические вещества (фиры, масла, дубильные вещества и др.)
9) Цветковые образ-т многоярусные фитоценозы (со сложной вертикальной структурой)
Вывод: все эти признаки в совокупности позволили цветковым процветать и доминировать с конца мела и до наших дней.
- Разнообразие цветковых и их роль в современном растительном покрове Земли. Принципы классификации.
Разнообразие цветковых и их роль в современном растительном покрове Земли.
Цветковые – основные вкладчики в биологическую продукцию и биомассу суши. Общее число описанных видов – более 250 тыс. видов. Для сравнения голосеменных – около 700 видов, папоротниковидных – около 10 тыс. видов, моховидных – 25 тыс. видов, водорослей – 30 тыс. видов, грибов – около 100 тыс. видов.
В действительности число больше, так как есть виды, неизвестные науке, обитаю во влажных тропических лесах, истребляемых для плантаций кофе, гевеи и бананов.
Цветковые поражают не только морфологическим разнообразием (в «Системе магнолиофитов» А.Л. Тахтаджян указывает 166 порядков, 533 семейства, около 13 тыс. родов), но и разнообразием жизненных форм и широтой спектра условий среды обитания.
У них наиболее развита стратегия патиентности (выносливость к экстремальным условиям среды), и эксплерентности (способность к быстрому заселению незанятых местообитаний).
Размеры цветковых варьируют от гигантских австралийских эвкалиптов (более 100 м) до крохотных .
Роль. В современную эпоху именно покрытосеменные играют главную роль в растительном покрове нашей планеты, занимая огромные площади. Они определяют характер растительности всех континентов. Цветковые являются доминантами, то есть господствуют, во всех типах фитоценозов Земного шара, кроме хвойных лесов, где доминируют голосеменные.
Цветковые растения издавна использовались человеком как пищевые и кормовые, лекарственные, использовались в строительстве и в ремеслах. Многие цветковые сейчас введены в культуру.
Роль цветковых как главных продуцентов биосферы объясняется совершенством организации, кроме перечисленных и особенностями жизненного цикла и еще большей, чем у голосеменных «заботой спорофита о гаметофите».
1) цветковые - важнейший компонент биосферы ( космическая роль растений, запас энергии)
2) составляют основную часть биомассы земли
3)встречаются практически на всех континентах, во всех экологич. Услов-ях, обеспечивают создание многоярусных сообществ (т.е. более эффективно используют пространство и энергию)
4)практически все культурные растения являются цветковыми.
Принципы классификации.
Отдел Покрытосеменные делят на два класса: Двудольные и Однодольные. Представители этих классов различаются прежде всего строением семени: зародыш семени двудольных имеет две семядоли, однодольных —одну. Другие различия между ними представлены в табл. 9.1.
Однако среди одно- и двудольных встречаются растения, у которых отдельные признаки не совпадают с перечисленными в табл. 9.1.. Так, у вороньего глаза (класс Однодольные) жилкование листа перистое, а у подорожника (класс Двудольные) — дуговидное и имеется мочковатая корневая система. В этой связи судить о принадлежности растения к тому или иному классу можно только по совокупности признаков
Такой принцип используется при объединении в роды, семейства, порядки и другие таксономические категории всех живых организмов.
Классы Двудольные и Однодольные делятся на семейства. Растения каждого из семейств имеют общие признаки. У цветковых растений основными признаками являются строение цветка и плода, тип соцветия, а также особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.
Класс Двудольные включает 418 семейств, около 10 тыс. родов и свыше 190 тыс. видов, что составляет примерно 3/4 видов цветковых растений. К этому классу принадлежат важнейшие плодово-ягодные (яблоня, груша, вишня, виноград, цитрусовые), кормовые (турнепс, брюква, клевер, люцерна), прядильные (лен, хлоп-чатник, конопля), масличные (подсолнечник, клещевина), декоративные (розы, хризантемы, астры, георгины) и др. Все они принадлежат к одному или к разным семействам и отличаются комплексом признаков .
Класс Однодольные образует около 122 семейств, свыше 3 тыс. родов и около 63 тыс. видов. Однодольные обеспечивают человека хлебом. К ним относятся хлебные злаки (пшеница, рис, рожь, ячмень, кукуруза, просо и др.), некоторые овоидные (лук, чеснок, спаржа), декоративные (лилии, тюльпаны, гиацинты, аспарагус, орхидеи) растения.