Покрытосеменные или цветковые
— эволюционно наиболее молодая и самая многочисленная группа растительного мира, для которых характерно наличие цветка и плода.
Они возникли в середине мезозойской эры и господствуют в современных ландшафтах. В настоящее время на Земле насчитывается свыше 260 тыс. видов цветковых растений, произрастающих во всех климатических зонах. Покрытосеменные растения являются главными пищевыми, кормовыми, лекарственными, техническими, декоративными растениями, а также сорняками.
Особенности организации покрытосеменных:
• Формирование цветка — органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения.
• Образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки (семяпочки) и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды.
• Двойное оплодотворение с образованием триплоидного эндосперма.
• Запасающая (питательная) ткань.
• Редукция гаметофита (мужской гаметофит — пыльцевое зерно — состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной; генеративная делится, образуя 2 спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка.
• Усложнение и высокая степень дифференциации вегетативных органов и тканей (наиболее совершенная проводящая система, обеспечивающая быстрый ток воды и минеральных солей от корней к листьям и цветкам и быстрый отток органических веществ от листьев к стеблю и корням).
Жизненный цикл цветкового растения (яблони) (доминирует спорофит, гаметофиты раздельнополые, крайне редуцированы, мужской гаметофит образуется внутри пыльцевого зерна, женский (зародышевый мешок) — внутри семяпочки).
У более древних представителей голосеменных (саговники, гинкго) оплодотворение женских клеток происходит сперматозоидами, которые имеют жгутики, но передвижение их происходит не в воде, а в жидкости особой пыльцевой камеры. В процессе же эволюции у большинства представителей голосеменных (сосна, ель, кедр, кипарис и др.) сперматозоиды заменяются спермиями, которые утрачивают жгутики. Они пассивно передвигаются к яйцеклетке пыльцевыми трубками. Такой процесс оплодотворения голосеменных является результатом лучшего приспособления к наземному образу жизни, при котором растения не всегда располагают водой, необходимой для переноса сперматозоидов.
У голосеменных происходит чередование двух поколений — бесполого (спорофита) и полового (гаметофита).
Преобладает спорофит — само растение.
Половое поколение — гаметофит — у голосеменных еще в большей степени редуцировано, чем у их предшественников — папоротников:
женский гаметофит состоит из заростка и архегониев
мужской гаметофит представляет собой проросшую микроспору и в отличие от предшествующих высших споровых растений совершенно лишен антеридиев.
Мужские спорангии — пыльники и женские — семязачатки развиваются на чешуях соответственно мужских и женских шишек:
мужская шишка (зеленые) состоит из оси, одетой чешуйками, на нижней стороне которых – два микроспорангия (пыльцевых мешка). В них в результате мейотических делений возникают гаплоидные мелкие микроспоры, дающие начало сильно редуцированному гаметофиту, состоящему из 3 клеток – вегетативной, генеративной и базальной. Гаметы – 2 спермия – образуются при делении генеративной клетки. Мужской заросток с двумя спермиями – пыльцевое зерно (пыльца, формируется в пыльцевых мешках мужских шишек).
Женские шишки (красноватые) также состоят из оси, на которой расположены семенные чешуйки, они возникают на концах побегов текущего года. Чешуи состоят из двух частей: наружной — кроющей и внутренней — семенной. На семенных чешуях формируются по два семязачатка (семяпочки) – выполняет функцию спорангия. Споры из спорангия не выпадают наружу, а прорастают внутри него. Обычно из 4 спор прорастает одна, остальные разрушаются. Из крупной мегаспоры образуется женский заросток с 2 архегониями, в каждом – по 1 яйцеклетке. Семязачатки с женскими заростками находятся на чешуях женских шишек.
Выбрасываемая из пыльцевых мешков пыльца (мужской гаметофит) при помощи ветра попадает на женскую шишку и прилипает, так как семяпочки выделяют сахаристую липкую жидкость. При прорастании пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка, врастающая в архегонии, и освобождает спермии, которые по трубке проводятся к яйцеклетке. Через 12—14 месяцев происходит внутреннее оплодотворение (одним спермием, второй разрушается) без участия воды.
Далее внутри семяпочки из зиготы развивается зародыш — уже следующее поколение спорофита, хорошо защищенное внутри семени (образуется из всего семязачатка в целом).
Попав в благоприятные условия, семя прорастает и дает новый спорофит, который вырастает в дерево.
Таким образом, расселение голосеменных осуществляется с помощью зачатков спорофита — семян. В отличие от покрытосеменных питательная ткань семени у голосеменных растений — гаплоидна (а не триплоидна). Семязачатки и семена развиваются открыто — на верхней поверхности семенных чешуи женских шишек.