Подписаться

Цветущее растение

Последняя правка сделана 2021-05-20 09:24:40 Править
Клада семенных растений, производящих цветы

Цветущее растение. Временной диапазон: Ранний меловой период - настоящее, 130–0 Ma до O S D C P T J K Pg N Возможная раннепермская запись
Цветочный плакат 2. jpg
Разнообразие покрытосеменных
Научная классификация e
Домен:Eukaryota
Царство:Plantae
Clade:Tracheophytes
Clade:Spermatophytes
Clade:Покрытосеменные
Группы (APG IV)

Nanjinganthus ?

Базальные покрытосеменные

Сердцевинные покрытосеменные

цветковые растения, также известные как Angiospermae, или Magnoliophyta, самыми распространенными div Другая группа наземных растений, имеющая из 64 порядков, 416 семейств, примерно 13000 известных родов и 300000 известных видов. Как и голосеменные, покрытосеменные являются семенниками. Они отличаются от голосеменных по таким характеристикам, как цветки, эндосперм в их семенах и образование плодов, содержащих семена. Этимологически покрытосемянное означает растение, которое дает семена в вольере; Другими словами, плодоносящее растение. Термин происходит от греческого слов angeion («корпус» или «оболочка») и sperma («семя»).

Предки цветковых растений отделились от голосеменных в триасовый период, 245–202 миллиона лет назад (mya ), и первые цветковые растения известны из ~ 140 миллионов лет назад Они широко диверсифицировались в течение раннего мела, получили широкое распространение на 120 миллионов лет назад и заменили хвойные деревья в качестве доминирующих деревьев от 100 до 60 миллионов лет назад.

Содержание

  • 1 Описание
    • 1.1 Характеристики покрытосеменных растений
    • 1.2 Анатомия сосудов
    • 1.3 Репродуктивная анатомия
  • 2 Таксономия
    • 2.1 История классификации
    • 2.2 Современная классификация
    • 2.3 История эволюции
      • 2.3.1 Палеозой
      • 2.3.2 Триас и юра
      • 2.3.3 Меловой период
  • 3 Галерея фотографий
  • 4 Разнообразие
  • 5 Воспроизведение
    • 5.1 Оплодотворение и эмбриогенез
    • 5.2 Плоды и семена
    • 5.3 Мейоз
    • 5.4 Апомиксис
  • 6 Использование
  • 7 См. Также
  • 8 Примечания
  • 9 Ссылки
  • 10 Библиография
    • 10.1 Статьи, книги и главы
    • 10.2 Сайты
  • 11 Внешние ссылки

Описание

Chamaenerion angustifolium, также известный как кипрей или ивня обыкновенная, является цветущим растением в ивняковые семейство Onagraceae. Человек на снимке сфотографирован в Финляндии, где он довольно обычен.

Характеристики, полученные от покрытосеменных

Покрытосеменные отличаются от других семенных растений используемых способов, описанных в таблице ниже. Эти отличительные особенности, взятые, сделали покрытосеменные растения наиболее разнообразными и многочисленными наземными растениями и наиболее коммерческими группами для человека.

Отличительные черты покрытосеменных
ХарактеристикаОписание
Цветущие органыЦветы, репродуктивные органы цветковых растений, которые являются наиболее примечательной особенностью, отличающей их от других семенных растений. Размножения и, следовательно, способ более легко эволюционировать в разные виды без риска скрещивания с родственными видами. Более быстрое видообразование благодаря покрытосеменному приспособлению к более широкому кругу экологических ниш. Это позволяет цветковым растениям в степени доминировать в наземных экосистемах.
Тычинки с двумя парами пыльцевых мешочковТычинки намного легче органов соответствующих голосеменных растений и способствовали развитию диверсификации покрытосеменных растений во времени с адаптациями к специализированным синдромам опыления, таким как отдельные опылители. Тычинки также претерпели изменения со временем, чтобы предотвратить самооплодотворение, что позволяет продолжить диверсификацию, позволяя покрытосеменным в конечном итоге заполнить больше ниш.
Уменьшение мужских частей, три клетки Мужской гаметофит у покрытосеменных растений значительно меньше в размерах по сравнению с таковыми у семян голосеменных растений. Меньший размер пыльцы сокращает время между опылением - пыльцевое зерно достигает женского растения - и оплодотворением. У голосеменных оплодотворение может происходить тогда в течение года после опыления, как у покрытосеменных оплодотворение начинается очень скоро после опыления. Более короткий промежуток времени между опылением и оплодотворением позволяет покрытосеменным растениям дать семена раньше опыления, чем голосеменным, что дает покрытосеменным явное эволюционное преимущество.
Закрытый плодолистик, охватывающий семяпочки (плодолистик или плодолистик и дополнительные части стать плодом )Закрытый плодолистик покрытосеменных также позволяет адаптироваться к специализированным синдромам опыления и Это помогает предотвратить Эти плодотворные растения служат аттрактантом для животных, рассеивающих семена. В результате этого сотрудничества еще одно преимущество покрытосеменных в процессе расселения.
является одним из преимуществ покрытосеменных в процессе плодов. Уменьшенный женский гаметофит, семь клеток с восемью ядрамиУменьшенный женский гаметофит, как и уменьшенный мужской гаметофит, может быть адаптацией, позволяющей более быстро выполнять набор семян, что в итоге приводит к такой адаптации цветковых растений, как ежегодные жизненные циклы травянистых растений, позволяя цветущим растениям заполнять ть еще больше ниш.
Эндосперм В целом образование эндосперма начинается после удобрения и до первого деления зиготы . Эндосперм - это ткань с высокими питательными веществами, которая может обеспечить пищу развивающемуся эмбриону, семядолям и иногда проростку, когда он впервые появляется.

Анатомия сосудов

Поперечный разрез стебля покрытосеменных льна :. 1. сердцевина, 2. протоксилема, 3. ксилема, 4. флоэма, 5. склеренхима (лубяное волокно ), 6. кора, 7. эпидермис

Стебли покрытосеменных состоят из семи слоев, как показано справа. По объему и сложности тканеобразования у цветковых растений выше, чем у голосеменных. сосудистые пучки стебля расположены так, что ксилема и флоэма образуют концентрические кольца.

У двудольных пучки очень молодого стебля расположены в открытом кольце, отделяющем центральную сердцевину от внешней коры. В каждом пучке, разделяющем ксилему и флоэму, находится слой меристемы или активная формирующая ткань, известная как камбий. Путем образования слоя камбия между пучками (межпучковый камбий) образует полное кольцо, регулярное периодическое увеличение толщины происходит в результате развития ксилемы внутри и флоэмы снаружи. Мягкая флоэмачается измельчение, но твердая сохраняется и составляет основную часть стебля и ветвей древесного многолетника. Из-за различий в характере элементов, образующихся в начале и конце сезона, древесина разделяется поперечным сечением на концентрические кольца, по одному на каждый сезон роста, называемые годичными кольцами..

однодольных пучки более многочисленны в молодом стебле и разбросаны по наземной ткани. Они не содержат камбия, и однажды сформированный стебель увеличивает в диаметре только в исключительных случаях.

Репродуктивная анатомия

Собрание цветов, образующих соцветие.

Характерной чертой покрытосеменных цветок. Цветки демонстрируют замечательные вариации формы и развития и наиболее надежные внешние характеристики для взаимодействия между видами покрытосеменных. Функция цветка заключается в серебре оплодотворения семяпочки и развитие плода, содержащего семена. Цветочный аппарат может окончательно возникнуть на побеге или из пазухи листа (где черешок прикрепляется к стеблю). Иногда, как в фиалках, цветок растет по отдельности в пазухе обыкновенного лиственного листа. Чаще цветоносная часть растения отличается от листвы или вегетативной части и образует более или менее сложную ветвь, называемую соцветием.

Есть два вида репродуктивных клеток. цветами. Микроспоры, которые будут делиться, чтобы стать пыльцевыми зернами, являются «мужскими» клетками и переносятся в тычинки (или микроспорофиллы). «Женские» клетки, называемые мегаспорами, которые будут делиться, чтобы стать яйцеклеткой (мегагаметогенез ), имеющимися в яйцеклетке и заключены в плодолистик (или мегаспорофилл).

Цветок может состоять только из этих частей, как в ива, где каждый цветок состоит только из нескольких тычинок или двух плодолистиков. Обычно присутствуют другие структуры, которые для защиты спорофиллов и для формирования оболочки, привлекательной для опылителей. Отдельные элементы этих окружающих структур известны как чашелистики и лепестки (или листочки околоцветника в цветах, таких как Магнолия, где чашелистики и лепестки расположены не отличимы друг от друга). Наружная серия (чашечка чашелистиков) обычно зеленая и похожа на листья и защищает остальную часть цветка, особенно бутон. Внутренний ряд (венчик лепестков), как правило, белый или ярко окрашенный и имеет более нежную структуру. Он для привлечения опылителей предназначен насекомых или птиц. Привлечение осуществляется за счет цвета, запаха и нектара, которые могут выделяться каким-либо частями цветка. Характеристики, привлекающие опылителей, объясняют популярность цветов и цветковых растений среди людей.

В то время как большинство цветов являются идеальными или гермафродитными (с частями, производящими пыльцу и семяпочки, в одном цветке) структура), цветные растения разработали многочисленные морфологические и физиологические механизмы для уменьшения или предотвращения самооплодотворения. Гетероморфные цветы имеют короткие плодолистики и длинные тычинки, или наоборот, поэтому животные опылители не могут легко передать пыльцу на пестик (восприимчивую часть плодолистика). Гомоморфные цветы могут использовать биохимический (физиологический) механизм, называемый самонесовместимостью, чтобы различать собственные и несамостоятельные частицы зерна. У других видов мужская и женская части морфологически разделены, развиваясь на разных цветках.

Таксономия

История классификации

С 1736 года, иллюстрация классификации Линнея

Ботанический термин «покрытосеменные», от древнегреческого ἀγγεῖον, angeíon (бутылка, сосуд) и σπέρμα, сперма (семя), был придуман в форме Angiospermae Полем Германом в 1690 году, поскольку название одного из его основных подразделений завода королевство. Сюда входили цветковые растения с семенами, заключенными в капсулы, отличные от его Gymnospermae, или цветковые растения с семянками или шизокарпическими плодами, причем весь плод или каждая его часть рассматривалась здесь как семя и голая. И этот термин, и его антоним были поддержаны Карлом Линнеем в том же смысле, но с ограниченным применением в именах орденов его класса. Его использование любым подходом стало возможным после 1827 года, когда Роберт Браун установил существование действительно голых семяпочек у Cycadeae и Coniferae, и применили к ним название голосеменные. С тех пор, пока эти голосеменные, как обычно, считались двудольными цветковыми растениями, ботанические авторы использовали термин покрытосеменные в разной степени в качестве группового названия для других двудольных растений.

ауксанометр, прибор измерения для увеличения или скорости роста

В 1851 году Хофмайстер обнаружил изменения, происходящие в зародышевом мешочке цветущих растений, и определили их правильные отношения с Криптогамия. Это зафиксировало положение голосеменных как класса, отличного от двудольных, и термин "сначала обозначенное обозначение всех цветковых, кроме голосеменных, включая классы двудольных и однодольных". В этом смысле этот термин используется сегодня.

В большинстве таксономий цветковые растения рассматриваются как связная группа. Самым популярным описательным названием было Покрытосеменные, на втором месте - Anthophyta («цветковые растения»). Эти имена не связаны ни с каким рангом. В системе Веттштейна и системе Энглера используется название Angiospermae в присвоенном ранге подразделения. Система Reveal рассматривала цветковые растения как подразделение, но позже разделила его на Magnoliopsida, Liliopsida и Rosopsida. В системе Тахтаджана и системе Кронквиста эта группа рассматривается на подразделения, что ведет к названию Magnoliophyta (от уровня фамилии Magnoliaceae). В системе Дальгрена и системе Торна (1992) эта группа рассматривается в ранге класса, что привело к названию Magnoliopsida. В системе ПНГ 1998 г. и более поздних версийх 2003 и 2009 гг. Цветковые растения как клады, называемые покрытосеменными, без формального ботанического названия. Официальная классификация была опубликована вместе с редакцией 2009 г., в которой цветковые растения образуют подкласс Magnoliidae.

Внутренняя классификация этой группы претерпела значительные изменения. Система Кронквиста, предложенная Артуром Кронквистом в 1968 году и опубликованная в полном виде в 1981 году, до сих пор широко используется, но больше не считается, что она точно соответствует филогенез. Консенсус относительно того, как должны быть установлены цветковые растения, недавно начал формироваться благодаря работе Phylogeny Group покрытосеменных растений (APG), которая опубликовала влиятельную реклассификацию покрытосеменных растений в 1998 году. Обновления, включающие более недавние исследования, были опубликованы как система APG II в 2003 году, система APG III в 2009 году и система APG IV в 2016 году.

Традиционно, цветковые растения делятся на две группы:

, которые в системе Кронквиста называются Magnoliopsida ( в ранге класса, образованного от фамилии Magnoliaceae) и Liliopsida (в ранге класса, образованного от фамилии Liliaceae ). Другие описательные наименования, разрешенные статья 16 ICBN, включают двудольные или Dicotyledoneae и однодольные или Monocotyledoneae, которые имеют долгую историю использования. На английском языке член любой группы может называться двудольные (множественное число двудольных) и однодольных (множественное число однодольных) или сокращенно, как двудольные (множественное число двудольных) и однодольные (множественное число однодольных).). Эти названия получены из наблюдения, что двудольные растения чаще всего имеют две семядоли или зародышевые листья в каждом семени. У однодольных обычно бывает только один, но в любом случае это правило не является абсолютным. С широкой диагностической точки зрения количество семядолей не является ни одной из новостей, ни надежным признаком.

Недавние исследования, такие как APG, показывают, что однодольные образуют монофилетическая группа (клады ), а двудольные нет (они парафилетические ). Тем не менее многих видов двудольных действительно образуют монофилетическую группу, называемую eudicots или tricolpates. Из всех видов двудольных большинства принадлежит к третьей крупной кладе, известный как оставшихся магнолиид, имеющий около 9000 видов. Остальные включают парафилетическую группу таксонов с ранним ветвлением, известными под общим названием базальные покрытосеменные, плюс семейство Ceratophyllaceae и Chloranthaceae.

Современная классификация

Однодольные (слева) и сеянцы двудольных

Существуют восемь групп живых покрытосеменных растений:

Точная связь между этими восемью группами еще не ясна, хотя есть согласие, что первыми тремя группами, которые отклонились от предкового покрытосеменного, были Amborellales, Nymphaeales и Austrobaileyales. Термин базальные покрытосеменные относится к этим трем группам. Среди оставшихся пяти групп (стержневые покрытосеменные) взаимоотношения между тремя самыми широкими из этих групп (магнолииды, однодольные и эвдикоты) остаются неясными. Цзэн и его коллеги (рис. 1) описывают четыре конкурирующих схемы. Из них эвдикоты и однодольные являются самыми крупными и самыми разнообразными, составляя около 75% и 20% видов покрытосеменных, соответственно. Согласно некоторым исследованиям, первыми расходятся магнолии, другие - однодольные. Ceratophyllum, кажется, группируется с эвдикотами, а не с однодольными. В ревизии группы филогении покрытосеменных (APG IV) 2016 г. сохранена общая взаимосвязь более высокого порядка, описанная в APG III.

История эволюции

Палеозой

Ископаемые споры предполагают, что наземные растения (эмбриофиты ) существовали не менее 475 миллионов лет. Ранние наземные растения воспроизводились половым путем с помощью жгутиковых плавающих сперматозоидов, как зеленые водоросли. Адаптацией к земной трансформации было развитие вертикальных мейоспорангиев для распространения спорами в новые места обитания. Этой особенностью не хватает потомкам их ближайших родственников водорослей - зеленых водорослей Charophycean. Поздняя земная адаптация Более качественное место с сохранением нежной бессосудистой половой стадии, гаметофита, в тканях сосудистого спорофита. Это происходило скорее за счет прорастания спор внутри спорангиев, чем за счет высвобождения спор, как у не семенных растений. Текущий пример того, как это могло произойти, можно увидеть в преждевременном прорастании спор у Селагинелла, колючего мха. Результатом для предков покрытосеменных стало заключение их в ящик, семя.

Очевидно внезапное появление современных цветов в летописи окаменелостей изначально поставило такую ​​проблему для теории эволюции, что Чарльз Дарвин назвал это «отвратительной загадкой». Тем не менее, летопись окаменелостей значительно расширилась со времен Дарвина, недавно обнаруженные окаменелости покрытосеменных, такие как Archaefructus, включая дальнейшие открытия ископаемых голосеменных, предположить, как характеристики покрытосеменных возможностей приобретены в несколько этапов.. Несколько групп вымерших голосеменных растений, в частности семенных папоротников, были предложены в качестве предков цветковых растений, но нет постоянных ископаемых свидетельств, как именно развивались цветы. Были предложены некоторые более древние окаменелости, такие как верхний триас.

Первые семенные растения, такие как гинкго и хвойные деревья (такие как сосна и ель ), не производила цветов. Пыльцевые зерна (мужские гаметофиты) гинкго и саговников производят жгутиковых подвижных сперматозоидов, которые «плывут» по развивающейся пыльцевой трубке к самке и ее яйцеклеткам.

Олеанан, вторичный метаболит, продуцируемый цветковыми растениями, был обнаружен в пермских отложениях возраста вместе с окаменелостями гигантоптерид. Гигантоптериды - это группа вымерших семенных растений, которые имеют много общих морфологических черт с цветковыми, хотя, как известно, они не были цветковыми.

Триасовый и юрский период

Пушистые цветки Tetradenia riparia (куст с туманным плюмом) Цветы Malus sylvestris (крабовое яблоко) Цветы и листья Senecio angulatus (ползучая селянка) Два пчелы на составной цветочной головке расторопши, Cirsium arvense

На основании своих данных некоторые предполагают, что предки покрытосеменных произошли от неизвестной группы голосеменных в триасовом периоде. период (245–202 миллиона лет назад). Ископаемая пыльца покрытосеменных из среднего триаса (247,2–242,0 млн лет) предполагает более древнюю их дату происхождения. Тесная связь между покрытосеменными и гнетофитами, предложенная на основе морфологических данных, в последнее время оспаривается на основе молекулярных данных, которые предполагают, что гнетофиты являются более связанными с другими голосеменными.

Ископаемые виды растений Nanjinganthus dendrostyla из ранней юры Китай, кажется, имеют много общих черт исключительно покрытосеменных, как в виде утолщенного сосуда с семязачатками и таким образом, может представлять собой коронную группу или стеблевую группу покрытосеменных. Однако интерпретация структур в этих окаменелелостях очень спорна.

Эволюция семенных растений и более поздних покрытосеменных, по-видимому, является результатом различных циклов дупликации всего генома. Они произошли в 319 миллионов лет назад и 192 миллионов лет назад. Другое возможное событие дупликации всего генома 160 миллионов лет назад, возможно, привело к появлению родовой линии, которая привела к появлению всех современных цветковых растений. Это событие было изучено путем секвенирования генома древнего цветкового растения Amborella trichopoda и непосредственно связано с "отвратительной тайной" Дарвина.

Одно исследование показало, что ранне-средние юрские растения Schmeissneria, традиционно считавшиеся разновидностью гинкго, могут быть самыми ранними из известных покрытосеменных или, по крайней мере, близкими к ним. относительный.

Меловой период

Было высказано предположение, что быстрому возвышению покрытосеменных растений к господству способствовало уменьшение размера их генома. В течение периода раннего мелового периода только покрытосеменные растения претерпели уменьшение размеров генома, в то время как размеры генома папоротников и голосеменных остались неизменными. Меньшие геномы - и меньшие клетки - более высокая скорость деления клеток и меньшие клетки. Таким образом, виды с меньшим геномом могут упаковать больше мелких клеток, в частности жилок и устьиц, в заданный объем листа. Таким образом, уменьшение размеров генома способствовало более высокому уровню газообмена листа (транспирация и фотосинтез) и более быстрым темпам роста. Это могло бы противодействовать некоторым негативным физиологическим эффектом дупликации генома, возбудитель сокращения углекислого газа, возбуждающее сокращение концентраций CO 2 в атмосфере, и позволяло бы цветущим растения вытеснить другие наземные наземные растения.

Самое раннее известное макроскопическое ископаемое, уверенно идентифицированное как покрытосеменное, Archaefructus liaoningensis, датируется примерно 125 миллионами лет назад (меловой период период), тогда как пыльца, которая считается происходящей из покрытосеменных, восходит к ископаемым летам примерно 130 миллионов лет назад, причем Монтсечия представляла собой самый ранний цветок того времени. В 2018 году сообщили, что самые ранние цветы зародились около 180 миллионов лет назад, на 50 миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее. Тем не менее, косвенные химические методы существования покрытосеменных растений были найдены еще 250 миллионов лет назад (см. Палеозойский раздел выше)

В 2013 году были найдены цветы в янтаре, датированные 100 миллионов лет назад. Янтарь заморозил сам процесс полового размножения. На микроскопических изображенийх были видны трубочки, растущие из пыльцы и пронизывающие рыльце цветка. Пыльца была липкой, что наводило на мысль, что ее разносили насекомые. В августе 2017 года ученые представили подробное описание и изображение 3D-модели того, как, возможно, выглядел первый цветок, и выдвинули гипотезу о том, что он, возможно, жил около 140 миллионов лет назад. Байесовский анализ 52 таксонов покрытосеменных показал, что коронная группа покрытосеменных образовалась между 178 миллионами лет назад и 198 миллионами лет назад.

Недавняя ДНК анализ, основанный на молекулярной систематике, показал, что Amborella trichopoda, обнаруженная на тихоокеанском острове Новая Каледония, принадлежит к сестринской группе других цветковых растений, а морфологические исследования показывают, что он имеет черты, которые могут быть характерны для самых ранних цветковых растений. Отряды Amborellales, Nymphaeales и Austrobaileyales разошлись как отдельные линии от остальной клады покрытосеменных на очень ранней стадии эволюции цветковых растений.

Большое разнообразие покрытосеменных излучение, когда в летописи окаменелостей встречается большое разнообразие покрытосеменных, произошло в середине мелового периода (примерно 100 миллионов лет назад). Однако исследование 2007 г. показало, что разделение пяти самых последних (род Ceratophyllum, семейство Chloranthaceae, эвдикоты, магнолииды и однодольные) восьми основных групп произошло около 140 миллионов лет назад. Принято считать, что функция цветов с самого начала заключалась в вовлечении мобильных животных в процессы их воспроизводства. То есть пыльца может быть разбросана, даже если цветок не ярко окрашен или имеет необычную форму, что привлекает животных; однако, расходуя энергию, необходимую для создания таких признаков, покрытосеменные могут заручиться помощью животных и, таким образом, более эффективно размножаться.

Островная генетика предлагает одно из предлагаемых объяснений внезапного появления полностью сформировавшихся цветковых растений. Считается, что островная генетика является общим источником видообразования в целом, особенно когда речь идет о радикальных адаптациях, которые, по-видимому, требовали низших переходных форм. Цветущие растения могли развиваться в изолированной среде, такой как остров или цепочка островов, где растения, несущие их, смогли развить узкоспециализированные отношения с некоторыми конкретными животными (оса, например пример). Такая связь с гипотетической осой, переносящей пыльцу от одного растения к другому, во многом так же, как инжирные осы сегодня, может привести к развитию высокой степени специализации у обоих растений. (s) и их партнеры. Обратите внимание, что пример с осой не случаен; пчелы, которые, как предполагается, возникли благодаря взаимным отношениям растений, произошли от ос.

Животные также участвуют в распространении семян. Плоды, которые образуются в результате увеличения частей цветка, часто являются средством распространения семян, которое привлекает животных, чтобы поесть или потревожить их иным образом, случайно разбрасывая содержащиеся в них семена (см. плодоядные ). Хотя многие такие мутуалистические отношения остаются слишком хрупкими, чтобы пережить конкуренцию и широко распространиться, цветение оказалось необычайно эффективным средством воспроизводства, распространения (независимо от его происхождения) и превращения в доминирующую форму. наземных растений.

Цветок онтогенез использует комбинацию генов, обычно отвечающих за формирование новых побегов. Самые примитивные цветы, вероятно, имели различное количество цветочных частей, часто отделенных друг от друга (но соприкасающихся). Цветки имели тенденцию расти по спирали, быть обоеполыми (у растений это означает и мужскую, и женскую части на одном цветке), и в них преобладала завязь (женская часть). По мере развития цветов в некоторых вариациях развивались части, слившиеся вместе, с гораздо более конкретным числом и дизайном, а также с определенными полами на цветок или растение или хотя бы «яичник-нижний». Эволюция цветов продолжается и по сей день; На современные цветы так сильно повлиял человек, что некоторые из них невозможно опылить в природе. Многие современные одомашненные виды цветов раньше были простыми сорняками, которые прорастали только тогда, когда земля была нарушена. Некоторые из них, как правило, выращивают человеческие культуры, возможно, уже имея симбиотические сопутствующие растения отношения с ними, самые красивые не были сорваны из-за их красоты, что привело к их зависимости и особой адаптации к ним привязанности.

Несколько палеонтологов также предположили, что цветковые растения или покрытосеменные развились в результате взаимодействия с динозаврами. Один из самых сильных сторонников этой идеи - Роберт Т. Баккер. Он предполагает, что травоядные динозавры с их пищевыми привычками оказывали избирательное давление на растения, в результате чего адаптации либо сдерживали, либо справлялись с хищничеством травоядных животных.

В конце мелового периода покрытосеменные. по всей видимости, в окружающей среде преобладали папоротники и цикадофиты, но деревья, образующие кроны, заменили хвойные как доминирующие деревья только ближе к концу мелового периода. 66 миллионов лет назад или даже позже, в начале третичного периода. Облучение травянистых покрытосеменных произошло значительно позже. Тем не менее, многие ископаемые растения, принадлежащие к современным семействам (включая бук, дуб, клен и магнолия ), объявление уже появилось в конце мелового периода. Цветковые растения появились в Австралии около 126 миллионов лет назад. Это также увеличило возраст древних австралийских позвоночных, которые были тогда южным полярным континентом, до 126-110 миллионов лет.

Галерея фотографий

Разнообразие

Количество видов цветковых оценивается в диапазоне от 250 000 до 400 000. Для сравнения: около 12000 видов мха или 11000 видов птеридофитов, нормально, что цветковые растения намного разнообразнее. Количество семей в АПГ (1998 г.) составляло 462. В АПГ II (2003 г.) это не урегулировано; максимум 457, но в пределах этого числа есть 55 необязательных сегрегаций, так что минимальное количество семейств в этой системе составляет 402. В APG III (2009) насчитывается 415 сем.

Разнообразие цветковых распределено неравномерно. Практически все виды принадлежат к кладам эвдикотов (75%), однодольных (23%) и магнолиевых (2%). Остальные 5 кладут всего чуть более 250 видов; т.е. менее 0,1% разнообразия цветковых растений, разделенных на 9 семейств. 43 наиболее разнообразных из 443 семейств цветковых растений по видам в их границах APG:

  1. Asteraceae или Compositae (семейство ромашковых ): 22750 видов;
  2. Orchidaceae (семейство орхидей): 21 950;
  3. Fabaceae или Leguminosae (семейство фасоли ): 19 400;
  4. Rubiaceae (семейство марены ): 13 150;
  5. Poaceae или Gramineae (трава семейство): 10035;
  6. Lamiaceae или Labiatae (мята семейство): 7 175;
  7. Euphorbiaceae (семейство молочай ): 5735;
  8. Melastomataceae или Melastomaceae (семейство меластомов ): 5 005;
  9. Myrtaceae (мирт семейство): 4625;
  10. Apocynaceae (dogbane семейство): 4555;
  11. Cyperaceae (осоковые семейство): 4350;
  12. Malvaceae (мальвы семейство): 4225;
  13. Araceae (arum семейство): 4025;
  14. Ericaceae (пустошь семейство): 3995;
  15. Gesneriaceae (gesneriad семейство): 3870;
  16. Apiaceae или Umbelliferae (петрушка семейство): 3780;
  17. Brassica ceae или Cruciferae (капуста семейство): 3710:
  18. Piperaceae (перец семейство): 3600;
  19. Bromeliaceae (bromeliad семейство): 3540;
  20. Acanthaceae (acanthus семейство): 3500;
  21. Rosaceae (розовое семейство): 2830;
  22. Boraginaceae (семейство бурачников ): 2740;
  23. Urticaceae (семейство крапивных): 2625;
  24. Ranunculaceae (семейство лютиковых ): 2 525;
  25. Lauraceae (семейство лавровых ): 2,500;
  26. Solanaceae (семейство пасленовых ): 2460;
  27. Campanulaceae (семейство колокольчиков ): 2380;
  28. Arecaceae (семейство пальм ): 2361;
  29. Annonaceae (заварное яблоко семейство): 2220;
  30. Caryophyllaceae (розовые семейство): 2200;
  31. Orobanchaceae (семейство заразихи ): 2060;
  32. Amaranthaceae (семейство амарантов ): 2050;
  33. Iridaceae (семейство ирисов ): 2025;
  34. Aizoaceae или Ficoidaceae (ледяное растение семья): 2,020;
  35. Rutaceae (rue семейство): 1815;
  36. Phyll anthaceae (phyllanthus семейство): 1745;
  37. Scrophulariaceae (семейство фигуристых ): 1700;
  38. горечавковые (горечавки семейство): 1650;
  39. Convolvulaceae (вьюнок семейство): 1600;
  40. Proteaceae (протеа семейство): 1600;
  41. Sapindaceae ( семейство мыльных ягод ): 1580;
  42. Cactaceae (семейство кактусов ): 1500;
  43. Araliaceae (Aralia или плющ семейство): 1450.

Из них семейства однодольных - Orchidaceae, Poaceae, Cyperaceae, Araceae, Bromeliaceae, Arecaceae и Iridaceae; Piperaceae, Lauraceae и Annonaceae - двудольные магнолии; остальные семьи - эвдикоты.

Воспроизводство

Оплодотворение и эмбриогенез

Жизненный цикл покрытосеменных

Двойное оплодотворение относится к процессу, при котором две сперматозоиды оплодотворяют клетки в яйцеклетке. Этот процесс начинается, когда зерно пыльцы прилипает к рыльцу пестика (женская репродуктивная структура), прорастает и вырастает длинная пыльцевая трубка. Пока эта пыльцевая трубка растет, гаплоидная генеративная клетка движется по трубке за ядром трубки. Генеративная клетка делится путем митоза с образованием двух гаплоидных (n) сперматозоидов. По мере того как пыльцевая трубка растет, она продвигается от рыльца вниз по почке к завязи. Здесь пыльцевая трубка достигает микропиле семяпочки и переваривается в одну из синергид, высвобождая ее содержимое (в том числе пыль сперматозоиды). Синергид, клетки которого были выпущены в генеративную форму, и один сперматозоид пробивается, чтобы оплодотворить яйцеклетку, производя диплоидную (2n) зиготу. Вторая сперматозоид сливается с ядрами обоих центральных клеток, образуя триплоидную (3n) клетку. По мере, как зигота развивается в эмбрионе, триплоидная клетка развивается в эндосперм, который используется как средство для эмбриона. Теперь завязь разовьется в плод, а семяпочка - в семя.

Плоды и семена

Плоды Aesculus или конского каштана

По мере развития эмбриона и эндосперма внутри зародышевого мешка стенка мешка увеличивается и соединяется с нуцеллус (который также увеличивается) и покров, образующие семенную оболочку. Стенка яичника формирует плод, или околоплодник, форма которого работает с типом системы распространения семян.

Часто влияние оплодотворения ощущается за пределами завязи и других частей принимают участие в формировании плода, например цветоложе у яблока, клубники и др.

Характер кожуры семян имеет определенное отношение к плоду. Они защищают эмбрион и способствуют распространению; они также могут прямого прорастания. Среди растений с нерасцветающими плодами, как правило, плоды обеспечивают защиту зародыша и обеспечивают распространение. В этом случае оболочка семян развита слабо. Если плод растрескивается и семя обнажено, в целом семенная оболочка хорошо развита и выполняет функции, в полном объеме выполняемые плодом.

Мейоз

Цветковые растения генерируют гаметы с помощью специального деления клеток, называемого мейозом. Мейоз происходит в семяпочке (структура внутри завязи, которая используется внутри пестика в центре цветка) (см. Диаграмму, обозначенную «Жизненный цикл покрытосеменных»). Диплоидная клетка (материнская клетка с мегапорами ) в яйцеклетке претерпевает мейоз (включающий два последовательных деления клеток) с образованием четырех клеток (мегаспор) с гаплоидными ядрами. Считается, что базальное число хромосом у покрытосеменных равно n = 7. Одна из этих четырех клеток (мегаспора) претерпевает последовательные митотические деления, чтобы произвести незрелый зародышевый мешок (мегагаметофит) с восемью гаплоидными ядрами. Затем эти ядра разделяются на отдельные клетки цитокинеза с образованием 3 антиподальных клеток, 2 синергидных клеток и яйцеклетки. В центральной клетке зародышевого мешка остается два полярных ядра.

Пыльца также продуцируется мейозом в мужском пыльнике (микроспорангий ). Во время мейоза диплоидная материнская клетка микроспоры претерпевает два последовательных мейотических деления с образованием 4 гаплоидных клеток (микроспор или мужских гамет). Каждая из этих микроспор после дальнейших митозов становится пыльцевым зерном (микрогаметофитом), содержит две гаплоидные генеративные (сперматозоиды) клетки и ядро ​​трубки. Когда пыльцевое зерно соприкасается с женским рыльцем, пыльцевое зерно образует пыльцевую трубку, которая врастает в завязь. В процессе оплодотворения ядра мужского сперматозоида сливается ядро ​​женской яйцеклетки с образованием диплоидной зиготы, которая может развиваться в эмбрионе во вновь формирующемся семени. После прорастания семян новое растение может вырасти и созреть.

Адаптивная функция мейоза в настоящее время является предметом обсуждения. Ключевым событием во время мейоза в диплоидной клетке является спаривание гомологичных хромосом и гомологичная рекомбинация (обмен генетической информацией) между гомологичными хромосомами. Этот процесс производства увеличенного генетического разнообразия среди потомства и рекомбинационной репарации повреждений в ДНК, которые производятся потомству. Чтобы объяснить адаптивную функцию мейоза у цвет растений, авторы подчеркивают разнообразие, некоторые подчеркивают репарацию ДНК.

Апомиксис

Апомиксис (размножение с помощью бесполых семян) естественным образом проявляется примерно у 2,2% покрытосеменных. роды. Один из типов апомиксиса, гаметофитный апомиксис, обнаруженный у одуванчиков, включает образование нередуцированного зародышевого мешка из-за неполного мейоза (апомейоз) и развитие эмбриона из нередуцированного яйца внутри зародышевого мешка без оплодотворения (партеногенез ).

Использование

Сельское хозяйство почти полностью зависит от покрытосеменных растений, которые обеспечивают практически всю растительную пищу, а также дают значительное количество кормов для скота. Из всех семейств растений Poaceae, или семейство злаковых., безусловно, является важным, основную часть всего сырья (рис, кукуруза, пшеница, ячмень, рожь, овес, просо перловое, сахарный тростник, сорго ). На втором месте бобовые Также большое значение имеют пасленовые, или семейство пасленовых (ка ртофель, помидоры и перец и др.); тыквенные taceae, или семейство тыквенных (включая тыквы и дыни ); семейство Brassicaceae или горчичных растений (включая рапс и бесчисленные разновидности капусты видов Brassica oleracea ); и семейство Apiaceae или петрушки. Многие из наших плодов происходят из семейства Rutaceae или рут (включая апельсины, лимоны, грейпфруты и т. Д.), А также Rosaceae, или семейство розовых (включая яблоки, груш, вишни, абрикосы, сливы и т. Д.).

В некоторых частях мира отдельные виды приобретают первостепенное значение из-за разнообразия их использования, например кокосовый орех (Cocos nucifera ) в Тихом океане атоллы и оливковое дерево (Olea europaea ) в.

Цветущие растения также обеспечивают экономические ресурсы в виде древесины, , волокна (хлопок, лен и конопля и др.), лекарства (дигиталис, камфора ), декоративные и ландшафтные растения и многое другое. Основная область, в которой они превосходят другие растения, именно нецветущие хвойные деревья (Pinales ) (голосеменные), - это древесина и производство бумаги.

См. Также

Примечания

Ссылки

Библиография

Статьи, книги и главы

Веб-сайты

Внешние ссылки

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте