Описанные в предыдущей статье достижения не спасли голосеменные подклассы от полного и безоговорочного поражения в борьбе с покрытосеменными (конец мезозоя – начало кайнозоя). Почему так получилось? Чтобы уже раз и навсегда завершить эпопею с жизненными циклами, рассмотрим напоследок таковой у победителей и нынешних доминантов растительного покрова земли. Заодно выясним, почему они победили. Иными словами, поговорим как раз о тех самых тычинках и пестиках, которые для не знакомого с ботаникой человека являются очевидными символами этой замечательной науки.
У покрытосеменных в части жизненного цикла сохранились все достижения голосеменных + добавилось еще несколько новых: очень важных и полезных. Так, вместо шишки у них появился более совершенный орган половой репродукции - цветок. Отсюда их второе название: цветковые. В отличие от шишек, цветок в норме обоеполый. Казалось бы, это минус: должна повышаться вероятность нежелательного самооплодотворения. На самом деле, у цветковых есть очень эффективные средства, предотвращающие самооплодотворение. Поэтому обоеполый цветок совершенно не мешает им быстро эволюционировать.
Что нового и хорошего есть в цветке по сравнению с шишкой. Начнем с цветных лепестков, нектарников, запаха. Ничего похожего почти нет у голосеменных, потому что они опыляются по большей части ветром и поэтому вынуждены производить зазря огромную массу пыльцы. Цветковые опыляются, в основном, животными: прицельно. Кстати, тычинка (пыльник на длинной тонкой нити) как продукт эволюции простого микроспорофилла, по-видимому, тоже есть адаптация к опылению насекомыми. Последнее дает огромную экономию ресурсов: пыльцы требуется на несколько порядков меньше. Но главная новация в цветке - это, конечно, пестик с завязью и рыльцем. Завязь как раз и обеспечивает покрытосемянность: в ней, а также в образующемся из нее плоде, семяпочки и семена эффективно защищены на всем протяжении их развития вплоть до созревания. Рыльце также является важнейшим новообразованием (в истории науки были даже попытки назвать покрытосеменные рыльцевыми). Оно улавливает пыльцу: предназначено специально для этого.
Теперь о том, что невооруженным глазом не видно. Тут налицо два важных достижения: дальнейшая редукция гаметофитов и двойное оплодотворение. Как вы помните, у голосеменных путь от микроспоры до спермиев состоял всего из 5 клеточных делений. Неужели можно его еще сократить? Можно: в 2,5 раза! У покрытосеменных путь от микроспоры до спермиев – это всего 2 деления: (1) деление микроспоры на вегетативную клетку (из нее потом образуется пыльцевая трубка) и генеративную клетку, и (2) деление генеративной клетки на 2 спермия. Получается, что у покрытосеменных мужской гаметофит редуцирован до единственной клетки. Просто и ОЧЕНЬ эффективно.
Женский гаметофит голосеменных состоит из большого и неограниченного числа клеток, имеет архегонии, тоже слегка многоклеточные. Чтобы это было проще представить, скажу не совсем корректно, зато понятно: женский гаметофит – это ядро кедрового орешка, которое мы съедаем. У покрытосеменных ничего этого нет. Их женский гаметофит называется «зародышевый мешок». Его размер относительно стандартный: 0,003 мм. Это в сотни раз меньше, чем у голосеменных. Женский гаметофит цветковых состоит строго из 7 клеток: не больше и не меньше. Одна из них – яйцеклетка. Она ведет себя обыкновенно, как у всех: оплодотворяется спермием; из зиготы развивается зародыш.
На остальные 6 клеток зародышевого мешка приходится 7 ядер. Как так? В самом центре зародышевого мешка формируется огромная центральная клетка с двумя ядрами, которые вскоре сливаются, образуя одно диплоидное ядро. Зачем? Об этом чуть позже, а пока вернемся к спермиям. Их всегда образуется два. Один предназначен для оплодотворения яйцеклетки. А второй? Когда мы описывали жизненный цикл голосеменных, этот вопрос был несущественным. Второй спермий у голосеменных просто запасной. В абсолютном большинстве случаев он спокойно рассасывается, не найдя себе применения. Однако покрытосеменные не позволяют себе такой расточительности. У них без толку не пропадает ни единой клетки, тем более, половой.
Второй спермий сливается с диплоидным ядром центральной клетки. Клетка становится триплоидной! Это как бы второе оплодотворение. Из вновь образовавшейся клетки формируется триплоидный эндосперм – питательная ткань семени. Получается, что у цветковых эндосперм имеет совершенно другое происхождение по сравнению с голосеменными. И образуется он не заранее, а лишь тогда, когда уже точно известно, что оплодотворение яйцеклетки произошло. Этим достигается существенная экономия материальных ресурсов. Кроме того, похоже, что триплоидная пища (особенно по сравнению с гаплоидным эндоспермом голосеменных) есть «пища богов». Она более эффективно питает зародыш и проросток цветковых.
Лука Александрович у А.П.Чехова говорил Каштанке так: «Супротив человека ты всё равно, что плотник супротив столяра». Примерно то же самое можно сказать относительно голосеменных и цветковых. Последние не зря оказались победителями. Тем больше голосеменные нуждаются в нашей любви и дружбе. А посему продолжим и перейдем к их разнообразию. Но это будет уже в следующий раз. До встречи!
Статьи на нашем канале внутри каждой подборки логично вытекают одна из другой. Поэтому мы рекомендуем читать их по порядку. Вот ссылка на следующую статью.