Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 1 (страница 26)

Процесс развития эндосперма также изображен на рис. 3.37. Из эндосперма образуются запасы питательных веществ, а сам способ их образования уникален и присущ только покрытосеменным.

Двудольные и однодольные

Покрытосеменные растения делятся на две большие группы, которым можно дать статус классов или подклассов в зависимости от того, какой систематической схемой пользоваться. Чаще всего эти две группы называют однодольными и двудольными. В табл. 3.9 перечислены основные признаки, по которым они различаются. Немногие из этих признаков в отдельности имеют систематическое значение, поскольку существуют многочисленные исключения, и лишь сочетание нескольких признаков позволяет точно идентифицировать такие растения. По современным представлениям однодольные — более совершенная группа; полагают, что они, вероятно, произошли от примитивных двудольных.

Таблица 3.9. Основные различия между двудольными и однодольными

Покрытосеменные растения бывают травянистые (т. е. не одревесневшие) и деревянистые. Деревянистые растения — это кустарники и деревья. У таких растений образуется большое количество вторичной ксилемы (древесины), которая служит внутренней опорой для ствола и, кроме того, выполняет функции проводящей ткани. Ксилема возникает в результате активности клеток камбия. Травянистые растения, или травы, полагаются только на тургесцентность клеток и на небольшое количество механических тканей, таких, как колленхима, склеренхима или ксилема; немудрено, что и сами они не очень велики. У травянистых растений либо совсем нет камбия, либо, если он и имеется, его активность незначительна. Многие травянистые растения однолетние, т. е. они за один год завершают свой цикл развития от семени до семени. У некоторых травянистых растений образуются многолетние органы типа луковиц, клубнелуковиц или клубней, которые перезимовывают или же переживают такие неблагоприятные условия, как засуха (разд. 20.1.1). В этом случае они бывают двулетними или многолетними, т. е. они либо образуют семена на второй год и отмирают, либо живут год за годом. Кустарники и деревья — многолетние растения и могут быть либо вечнозелеными, т. е. образуют и сбрасывают листву круглый год, и поэтому на растении всегда есть листья, либо листопадными, т. е. полностью сбрасывают листья в холодное или засушливое время. Чтобы проиллюстрировать, насколько разнообразны покрытосеменные, на рис. 3.38-3.42 показано строение некоторых представителей этого класса.

Рис. 3.38. Строение листа однодольных (А) и двудольных (Б) растений

Рис. 3.39. Строение цветка и вегетативных органов однодольного травянистого растения — овсяницы луговой (Festuca pratensis). Это многолетнее растение высотой 30-120 см образует большие дерновины, встречается по всей Великобритании на заливных лугах, пастбищных угодьях, старых пастбищах и по обочинам дорог. Вторые листья на рисунке обозначены серым цветом. Листья, как правило, расположены двумя рядами попеременно то на одной, то на противоположной стороне стебля. А. Строение вегетативных органов. В узле имеется меристема, из которой вырастают лист и междоузлия; не полый в отличие от междоузлий. Для листовой пластинки характерно параллельное жилкование. Ушки представляют собой небольшие заостренные выступы (имеются не у всех злаков). Стебель неразветвленный; быстро удлиняется перед самым цветением, и тогда его называют соломиной. Влагалище второго листа цилиндрическое и частично закрывает междоузлие между вторым и третьим узлами. Придаточные корни отрастают от основания стеблей; образуют мочковатую корневую систему без стержневого корня. Молодой побег с еще не удлиненными междоузлиями; узлы расположены близко друг к другу и спрятаны во влагалища у основания побега. Стебель образуют узлы и междоузлия, а лист — листовая пластинка и влагалище. Б. Строение соцветия. В. Детали строения одиночного открытого цветка, или цветочка; не изображены две небольшие лепестковидные структуры (пленочки, или лодикулы), которые покрывают завязь

Рис. 3.40. Строение цветка и вегетативных органов двудольного травянистого растения — лютика ползучего (Ranunculus repens). Это обычное многолетнее растение встречается на мокрых лугах, в сырых лесах, садах и на брошенных пашнях по всей Великобритании. Цветки имеют пять раздельных блестящих лепестков золотисто-желтого цвета; тычинок и плодолистиков много; цветет с мая по август

Рис. 3.41. Строение цветка и вегетативных органов дикого рододендрона (Rhododendron ponticum) — вечнозеленого двудольного кустарника, достигающего в высоту 3 м. Цветки рододендрона, появляющиеся в мае-июне, собраны в соцветия на конце побега; каждый цветок имеет довольно крупные размеры и по форме колоколообразный. Листья вдоль стебля располагаются поочередно, а вокруг верхушечной почки собраны в мутовку. Рододендроны обычно высаживают в парках и садах. Исходно интродуцированное, это растение успешно акклиматизировалось и хорошо растет на кислых почвах (песчаных или торфяных) на тех же местах, что и вереск, или в лесу

Рис. 3.42. Строение цветка и вегетативных органов конского каштана (Aesculus hippocastanum) — широколиственного двудольного дерева, теряющего листву на зиму. Высота дерева достигает 30 м и более

3.5.4. Краткое перечисление адаптационных приспособлений голосеменных и покрытосеменных растений к жизни на суше

Проблемы, связанные с переходом от водного образа жизни к наземному, мы уже затрагивали в разд. 3.3. Теперь, когда мы познакомились с представителями всех основных групп наземных растений, можно вновь вернуться к этому вопросу и обсудить, почему же голосеменные и покрытосеменные так хорошо приспособились к жизни на суше. Основное преимущество этих растений над всеми остальными, конечно же, связано с их способом размножения. Здесь можно выделить три главных аспекта:

1. Гаметофитное поколение очень редуцировано. Гаметофит полностью зависит от спорофита и всегда находится под его защитой. А у мхов и печеночников, у которых преобладает гаметофит, и у папоротников, у которых есть свободноживущий заросток, гаметофит не защищен и очень легко высыхает.

2. В отличие от всех других растений, у которых сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, покрытосеменным для оплодотворения не нужна вода. Мужские гаметы семенных растений неподвижны и переносятся ветром или насекомыми вместе с пыльцевыми зернами. На конечном этапе опыления мужские гаметы проникают к яйцеклетке через пыльцевую трубку, а сами яйцеклетки при этом заключены внутри семязачатков.

3. Из всех современных растений только у семенных есть особые структуры-семена. Возникновение семени стало возможным благодаря тому, что семязачатки вместе со всем своим содержимым остаются на родительском спорофите.

Другие характерные особенности покрытосеменных, помогающие им жить на суше, перечислены ниже. Подробнее мы обсудим их в соответствующих разделах этой книги.

а) У всех сосудистых растений ткани ксилемы и склеренхимы лигнифицированы и дают внутреннюю опору. У многих семенных растений наблюдаются вторичный рост и отложение большого количества древесины (вторичной ксилемы). К таким растениям относятся кустарники и деревья.

б) Настоящие корни, которые тоже характерны для сосудистых растений, позволяют эффективно извлекать влагу из почвы.

в) От высыхания эти растения защищены эпидермисом и нерастворимой в воде кутикулой или же пробкой, образующейся при вторичном утолщении.

г) Эпидермис наземных органов, и в особенности эпидермис листьев, пронизан устьицами, что способствует лучшему газообмену между растением и атмосферой. д) У растений есть и другие приспособления к жизни в жарких безводных местах (ксероморфные адаптации); об этих приспособлениях речь пойдет в разд. 18.2.3 и 19.3.2.

3.6. Сравнительная сводка признаков наземных растений

На рис. 3.43 перечислены некоторые ключевые признаки наземных растений, рассмотренных в этой главе. Особое внимание обращено на особенности жизненного цикла у разных растений.

Рис. 3.43. Сравнение мохообразных, папоротникообразных и семенных растений

Глава 4. Разнообразие жизни на Земле: животные

В настоящее время исследователи склонны считать, что в какой-то момент времени эволюция первых клеток пошла по двум самостоятельным направлениям (гл. 2). Появились две группы организмов — прокариоты, у которых ядерный материал не был ограничен оболочкой, и эукариоты, у которых имелось настоящее ядро, окруженное ядерной оболочкой.

В начале гл. 3 говорилось о том, что водоросли, грибы, миксомицеты и простейшие, по-видимому, произошли от примитивной группы предковых эукариот, среди которых были и жгутиковые формы. Ныне живущих жгутиковых принято делить на три группы. К первой группе относят организмы, которые имеют хлорофилл и, следовательно, способны к фотосинтезу как зеленые растения (автотрофный тип питания); они не могут питаться гетеротрофно, но передвигаются и реагируют на раздражение подобно животным. Представители второй группы утратили хлорофилл, вероятно, в результате мутации и питаются только гетеротрофно. И наконец, третья группа способна как к фотосинтезу, так и к гетеротрофному питанию.

Существование организмов, которые сочетают в себе одновременно признаки животных и растений, позволяет предположить, что на ранних этапах эволюции выраженных различий между животными и растительными клетками не было. И ближе всего к общему предку животных и растений находятся, видимо, жгутиковые.