На рисунке изображён медуллоза Ноэ — семенной папоротник — вымершее около 270 млн лет назад растение.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который вымирает данный организм, а также его возможного «близкого родственника» в современной флоре (ответ — на уровне отдела).
Какие черты строения характеризуют растение медуллоза Ноэ как высшее семенное растение?
Геохронологическая таблица
ЭРА | Период и продолжительность (в млн лет) |
Животный и растительный мир | |
---|---|---|---|
Название и продолжи- тельность (в млн лет) |
Начало (млн лет назад) | ||
Кайнозойская, 67 | 67 | Антропоген, 1,5 | Появление и развитие человека. Животный мир принял современный облик |
Неоген, 23,5 | Господство млекопитающих и птиц | ||
Палеоген, 42 | Появление хвостатых лемуров, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений | ||
Мезозойская, 163 | 230 | Меловой, 70 | Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных растений. Появление и распространение покрытосеменных растений |
Юрский, 58 | Появление первых птиц, примитивных млекопитающих, расцвет динозавров. Господство голосеменных. Процветание головоногих моллюсков | ||
Триасовый, 35 | Начало расцвета пресмыкающихся. Появление костистых рыб | ||
Палеозой, 340 |
Возможно, 570 | Пермский, 55 | Вымирание трилобитов. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Исчезновение каменноугольных лесов |
Каменноугольный, 75–65 |
Расцвет земноводных. Появление первых пресмыкающихся. Характерно разнообразие насекомых |
Спрятать пояснение
Пояснение.
Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, ориентируемся на указанную дату вымирания — 270 млн лет назад. Находим самую близкую дату — 230 млн лет назад — мезозой, здесь семенных папоротников уже нет, значит, вымерли в предыдущей эре — ПАЛЕОЗОЙСКАЯ, к 230 +55 (Продолжительность Пермского периода) = 285 млн лет назад
в четвертой колонке найдем вымирание папоротников — правильно!; определяем по первой и третьей колонкам эру и период, когда вымирают семенные папоротники.
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений. Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно.
Элементы ответа:
1) Эра: Палеозойская
Период: Пермский (Пермь)
2) «Близких родственников» данного растения в современной флоре: Голосеменные
3) Признаки высших семенных растений:
Тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения. Размножение семенных папоротников происходило с помощью семян. Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцирован. Спорофит разноспоровый, т. е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок. Вода для полового размножения не нужна.
Примечание.
Существует точка зрения, согласно которой семенные папоротники не имели настоящего семени, хотя у них был семязачаток. В связи с этим их, а также современные саговниковые и гинкговые причисляли не к семенным, а к так называемым семязачатковым растениям.
Древовидные растения, внешним обликом и строением листьев напоминавшие настоящие папоротники, но размножавшиеся при помощи семян. Развитие зародыша, скорее всего, происходило уже после опадания семени на землю. Крупные стебли семенных папоротников содержали в себе вторичную ксилему; перистые листья отличались от настоящих папоротников только по строению эпидермы, устьиц и черешков.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
Критерии оценивания ответа на задание С2 | Баллы |
---|---|
Ответ включает все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок | 3 |
Ответ включает 2 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 3 названных выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки | 2 |
Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки | 1 |
Ответ неправильный | 0 |
Максимальное количество баллов | 3 |
Раздел: Основы эволюционного учения
Источник: РЕШУ ЕГЭ
На рисунке изображён медуллоза Ноэ — семенной папоротник — вымершее около 270 млн лет назад растение.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который вымирает данный организм, а также его возможного «близкого родственника» в современной флоре (ответ — на уровне отдела).
Какие черты строения характеризуют растение медуллоза Ноэ как высшее семенное растение?
Геохронологическая таблица
ЭРА | Период и продолжительность (в млн лет) |
Животный и растительный мир | |
---|---|---|---|
Название и продолжи- тельность (в млн лет) |
Начало (млн лет назад) | ||
Кайнозойская, 67 | 67 | Антропоген, 1,5 | Появление и развитие человека. Животный мир принял современный облик |
Неоген, 23,5 | Господство млекопитающих и птиц | ||
Палеоген, 42 | Появление хвостатых лемуров, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений | ||
Мезозойская, 163 | 230 | Меловой, 70 | Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных растений. Появление и распространение покрытосеменных растений |
Юрский, 58 | Появление первых птиц, примитивных млекопитающих, расцвет динозавров. Господство голосеменных. Процветание головоногих моллюсков | ||
Триасовый, 35 | Начало расцвета пресмыкающихся. Появление костистых рыб | ||
Палеозой, 340 |
Возможно, 570 | Пермский, 55 | Вымирание трилобитов. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Исчезновение каменноугольных лесов |
Каменноугольный, 75–65 |
Расцвет земноводных. Появление первых пресмыкающихся. Характерно разнообразие насекомых |
ПОЯСНЕНИЕ:
Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, ориентируемся на указанную дату вымирания — 270 млн лет назад. Находим самую близкую дату — 230 млн лет назад — мезозой, здесь семенных папоротников уже нет, значит, вымерли в предыдущей эре — ПАЛЕОЗОЙСКАЯ, к 230 +55 (Продолжительность Пермского периода) = 285 млн лет назад
в четвертой колонке найдем вымирание папоротников — правильно!; определяем по первой и третьей колонкам эру и период, когда вымирают семенные папоротники.
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений. Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно.
Элементы ответа:
1) Эра: Палеозойская
Период: Пермский (Пермь)
2) «Близких родственников» данного растения в современной флоре: Голосеменные
3) Признаки высших семенных растений:
Тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения. Размножение семенных папоротников происходило с помощью семян. Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцирован. Спорофит разноспоровый, т.е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок. Вода для полового размножения не нужна.
Примечание.
Существует точка зрения, согласно которой семенные папоротники не имели настоящего семени, хотя у них был семязачаток. В связи с этим их, а также современные саговниковые и гинкговые причисляли не к семенным, а к так называемым семязачатковым растениям.
Древовидные растения, внешним обликом и строением листьев напоминавшие настоящие папоротники, но размножавшиеся при помощи семян. Развитие зародыша, скорее всего, происходило уже после опадания семени на землю. Крупные стебли семенных папоротников содержали в себе вторичную ксилему; перистые листья отличались от настоящих папоротников только по строению эпидермы, устьиц и черешков.
Изучая палеозойские и раннемезозойские растения, находимые в земных слоях в виде отпечатков и окаменелостей, палеоботаники нередко встречают ископаемые листья, по строению неотличимые от перистых листьев настоящих папоротников, но несущие семена на своих верхушках или по бокам жилок.
Такое удивительное сочетание признаков семенных растений и папоротников, внервые установленное в 1904 г. выдающимися английскими палеоботаниками Ф. Оливером и Д. Скоттом, и дало повод назвать эту группу растений семенными папоротниками (Pteridospermae).
Это была обширная группа растений, из которой к настоящему времени описано несколько сот видов, объединяемых в четыре основных порядка — лигиноптерисовые (Lyginopteridales), медуллозовые (Medullosales), кейтониевые (Caytoniales) и глоссоптерисовые (Glossopteridales) и около 10 семейств.
Внешний вид этих вымерших растений наиболее удачно передает реконструкция медуллозы Ноэ (Medullosa noei), выполненная американскими палеоботаниками В. Стюартом и Т. Делевориасом по отпечаткам листьев и срезам окаменелых стеблевых частей (рис. 159).
Семенные папоротники — полностью вымершие растения. Они существовали с позднего девона до раннего мела. Наиболее часто их остатки встречаются в отложениях карбона и перми. Одни из них были распространены по всему земному шару, другие, как, например, ангароптеридиум (Angaropteridium), были свойственны только ангарским флорам, а глоссоптерисовые и користоспермовые, напротив, приурочены главным образом к районам, соответствующим древнему материку Гондване, который существовал с середины карбона до конца триаса.
Наиболее распространено мнение, что семенные папоротники карбона были обитателями более возвышенных участков, обрамлявших приморские заболоченные леса. Однако все больше данных за то, что, например, заключительные этапы существования формации карбопового низинного заболоченного леса, как правило, сопровождались пышным развитием семенных папоротников или кордаитовых.
Семенные папоротники были похожи на настоящие папоротники не только по строению перистых листьев, но и по внешнему облику растений: древовидных, лиановидных и травянистых.
Стебли древовидных семенных папоротников были или прямыми, или дихо- и моноподиально ветвящимися. У одних листья сидели в очередном порядке на радиально-симметричном стебле, у других были сближены на верхушке и располагались в виде кроны, как у многих современных древовидных папоротников. Поверхность стебля многих растений была покрыта волосками, а иногда особыми железками, как, например, железками булавовидной формы у калиматотеки (Calymmatotheca), которые выполняли, по-видимому, секреторную функцию. У одних растений стволы были более или менее гладкие, с рубцами от опавших листьев; у других покрыты основаниями опавших листьев, как у медуллозы. У лигиноптерисовых (Lyginopteridaceae) стебли были диаметром 2—4 см, а у медуллозовых (Medullosaceae) их диаметр достигал 20 см. У некоторых семенных папоротников на стебле между листьями и в узлах располагались воздушные корни. Стебли пельтаспермовых (Peltaspermaceae) и кейтониевых (Caytoniaceae) до сих пор не найдены, и обе группы известны только по находкам стерильных и фертильных листьев и семян.
Листорасположение у семенных папоротников было спиральным. Как у лигиноптерисовых, так и у медуллозовых листья были довольно крупными и в основании вильчато делились на две симметричные половины, каждая из которых была перисто рассечена. В почкосложении листья были улиткообразно закручены, как у современных и многих ископаемых папоротников.
У растений из порядка глоссоптерисовых листья сидели спирально или мутовчато (глоссоптерис) в утолщенных узлах тонких стеблей. Они были довольно крупными, но очень различными по форме — цельные, цельнокрайние, линейные, ланцетные, лопатчатые, яйцевидные, сидячие и на коротких черешках. Если у более древнего рода гангамоптерис (Gangamopteris) не было ясно выраженной средней жилки, то у глоссоптериса (Glossopteris) она была развита хорошо.
Размножение семенных папоротников происходило с помощью семян, в которых до сих пор не найдены зародыши. Отсутствие зародыша, констатированное при изучении многих сотен ископаемых семян этих растений, до сих пор представляется загадкой. Существует точка зрения, согласно которой семенные папоротники не имели настоящего семени, хотя у них был семязачаток. В связи с этим их, а также современные саговниковые и гинкговые причисляли не к семенным, а к так называемым семязачатковым растениям. Однако едва ли это решает вопрос. Несомненно, что зародыш должен был развиться до прорастания этого семязачатка. По-видимому, развитие зародыша у семенных папоротников происходило в семязачатках, уже опавших с материнского растения на почву, как это происходит нередко у ныне живущего голосеменного гинкго двулопастного.
Семязачатки развивались на расчлененных папоротниковидных листьях, располагаясь или по краю, или на верхушке листа (рис. 160). У наиболее примитивных родов семязачатки сидели на концах боковых или верхушечных перышек (сегментов), у более подвинутых родов (например, у сфеноптериса тонкого — Sphenopteris tenuis) — на поверхности перышек. Иногда положение семязачатков было вторичноверхушечным за счет редукции и видоизменения перышек в результате их превращения в семяножку.
У большинства семенных папоротников семязачатки были окружены так называемой купулой, т. е. особым покровом, имеющим у различных растений очень разное строение и форму, иногда чашевидную, конусовидную или дисковидную. Считается, что купула возникла из сегментов (долек) листа, окружающих семязачаток. Листовое происхождение купулы подтверждается ее строением у наиболее древних представителей группы.
Семязачатки были одиночными, как у лигиноптерисовых, или многочисленными, как у глоссоптерисовых. У лигиноптерисовых они достигали в длину 5,5 мм, у пельтаспермовых— 7 мм, а у користоспермовых — 3,5—7 мм.
Рассмотрим строение семязачатка на примере калиматотеки Хёнингхауса (Calymmatotheca hoeninghausii, рис. 161). Снаружи семязачаток окружен купулой, несущей железки. Из ножки купулы проводящий пучок переходит в ножку семязачатка, имеющего овальную форму. По строению проводящий пучок ножки сходен с пучком листового черешка. Наружный покров семязачатка (интегумент) возникает, по мнению ученых, в результате длительной эволюции из кольцеобразно расположенных спорангиев, которые, потеряв фертильность и срастаясь между собой, обеспечили защиту центральному, сохранившему фертильность мегаспорангию. Таким образом, семязачаток — это синангии. Подтверждение этому — большое количество примитивно устроенных семязачатков, у которых сохранились признаки синангиальной структуры. Нуцеллус, соответствующий мегаспорангию, обычно тесно спаян с интегументом, но иногда, оставаясь свободным в верхушечной области семязачатка, он образует так называемую колонку пыльцевой камеры, в которой нередко находят пыльцу, причем иногда сохранившуюся в проросшем состоянии. На этом основании сделано предположение, что пыльцевая камера была заполнена сахаристой жидкостью, которая являлась благоприятной средой для прорастания пыльцы. Центральная часть семязачатка занята большой функционирующей мегаспорой, от которой у семенных папоротпиков чаще сохраняется только оболочка, но нередко также ткань гаметофита с архегониями, в которых даже сохраняются яйцеклетки.
Мужские спороношения у растений этой группы — обычного папоротникового типа. Они представлены или краевыми микроспорангиями, как у лигиноптерисовых, или микросинангиями, иногда сложно устроенными, как у медуллозовых и кейтониевых. Пожалуй, наиболее интересны сложно устроенные и очень разнообразные по форме мужские спороношения медуллозовых.
Микроспоры семенных папоротников были разными по величине и строению. Например, у пельтаспермовых они были очень мелкими, диаметром всего 30 мкм, однобороздными, а у лигиноптерисовых и медуллозовых — диаметром до 400—500 мкм, и имели одну дистальную борозду наряду с трехлучевым тетрадным рубцом. Проросшие микроспоры этого типа были найдены в пыльцевых камерах некоторых семян, в частности, у пахитесты (Pachytesta). Предполагают, что гигантские микроспоры переносились на семязачатки, видимо, еще до полного развития мужского гаметофита, который завершал свое развитие в питательной жидкости пыльцевой камеры семязачатка.
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений. Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно. Как уже сказано, листья семенных папоротников часто очень похожи на листья настоящих папоротников или даже неотличимы от них. Это представляет яркий пример параллельного развития гомологичных органов. Но наличие семян, анатомическое строение стебля и корня и способность семенных папоротников к вторичному росту достаточно резко отличают их от настоящих папоротников.
Анатомическое строение стеблей и корней семенных папоротников очень специфично. Так, стебель молодого растения калиматотеки был протостелическим, но с возрастом он становился сифоностелическим с хорошо развитой сердцевиной и гнездами склеренхимных клеток (рис. 161). Вокруг сердцевины располагались многочисленные мезархные пучки, их метаксилема состояла из крупных (в сечении) лестничных, сетчатых и точечных трахеид. Последние несли многорядные окаймленные поры на всех стенках. Как у большинства семенных папоротников, у калиматотеки была довольно мощная вторичная ксилема, состоящая также из точечных трахеид, но с порами только на радиальных стенках. Довольно широкие древесинные лучи, состоящие из паренхимных клеток, разбивали вторичную ксилему на секторы. Интересной особенностью внутреннего строения стебля этого семенного папоротника является структура наружной коры, которая состояла из сложного сетчатого переплетения тяжей склеренхимных клеток. На тангентальном срезе они имели вид ячеистой стенки, а на поперечном — вид радиально вытянутых полос, имеющих форму трабекул. Петли сетки были заполнены паренхимной тканью. Листовые следы имели двухпучковое строение. В основании листа эти два пучка срастались в F-образный (на поперечном срезе) пучок.
У медуллозовых строение как стебля, так и листовых черешков было принципиально иным. Их стела рассечена на ряд элементарных стел (меристел), каждая из которых развивала свои вторичные проводящие ткани — ксилему и флоэму (рис. 159). Число меристел у видов медуллозы было различным. Хотя меристелы имеют вид самостоятельных проводящих систем, они анастомозируют друг с другом, соединяются в узлах, затем снова расходятся. Наружная кора у медуллозовых была обычно более просто устроена, чем у лигиноптерисовых, и состояла из массивной паренхимной ткани, в которой были рассеяны одиночные секреторные каналы, как у мараттиевых и саговниковых. Меристелы были погружены в основную ткань стебля, представленную паренхимой, в наружной части которой проходили многочисленные листовые следы. Листовые следы в своей нижней части близ стелы стебля имели концентрическое строение, а в наружной зоне коры и в листовом черешке были представлены многочисленными коллатеральными пучками. Этим они очень напоминают стебли однодольных растений.
Остатки семенных папоротников играют большую роль в сложении каменных углей СССР, Западной Европы и Северной Америки. Почти на каждом срезе через угольные почки, составляющие окаменевшие участки древнего торфяника, превращенного в уголь, можно найти стебли, корни, семена и пыльцу семенных папоротников.
Группа семенных папоротников взята на вооружение биостратиграфами, занимающимися вопросами расчленения палеозойских и мезозойских отложений. Например, по появлению отпечатков листьев растения каллиптерис (Callipteris) проводится нижняя граница пермского периода.
Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение.
.
1974.
Ископаемые переходные формы — это формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп организмов.
Семенные папоротники сочетали признаки папоротников и семенных растений (семена, сидящие на безлистых осях или листоподобных органах, имели мегаспорангий — семязачаток; прототип стробилы; эустелу; окаймленные поры на трахеидах).
Ихтиостеги — рыболягушки, подотряд вымерших земноводных (лабиринтодонтов), представляющие собой переходную форму между кистеперыми рыбами и амфибиями. Известны из верхнедевонских отложений Гренландии и Австралии. Ихтиостеги имели такие признаки рыб:
- Тело обтекаемой формы.
- Имелся рудиментарный хвостовой плавник.
- Органы боковой линии на черепе, как у рыб, заключены в костные каналы.
- Сходное строение позвонков.
- В черепе сохранились рудиментарные кости жаберных крышек.
- Ноздри, как у двоякодышаших рыб, смещены к краю рта.
Признаки амфибий: имеются плечевой, тазовый пояса и грудная клетка, в конечностях имеются сходные кости.
Зверообразные рептилии — звероящеры, вымершие рептилии (синапсиды, тероморфы), сочетали признаки рептилий и зверей. Они были широко распространены в перми и триасе. Обособились от котилозавров в карбоне. В верхнем карбоне и перми преобладали примитивные звероящеры (пеликозавры). В верхней перми — триасе — преобладали терапсиды.
Звероящеры имели такие признаки млекопитающих:
- одна височная ямка, ограниченная снизу скуловой дугой
- нёбо вторичное костное
- клыки хорошо развиты
- нёбные зубы
- развита большая зубная кость
- нижняя челюсть подвешена непосредственно к черепу, а не при помощи квадратной кости, как у рептилий.
Это были хищники. Их потомки — териодонты. Обнаружены в Европе, Северной Америке, Африке.
Археоптерикс — промежуточная форма между птицами и рептилиями. Имела такие признаки птиц: тело покрыто перьями; маховые крылья крупные, асимметричные; кости конечностей частично полые; передние конечности — крылья, но с тремя пальцами.
На этой странице вы узнаете
- Семя vs спора: какое размножение эффективнее и почему?
- Почему название отдела Голосеменные имеет тот же корень, что и слово “голый”?
- Как семенные растения смогли стать практически независимыми от влажности среды?
Вспомните любое культурное растение: картофель, пшеница, морковь, лук… Все они относятся к семенным. Хорошо, а какие деревья мы увидим, если пойдём по грибы в лес? Ель, сосну, березу, — и это тоже семенные растения. Нигде от них не укрыться: эта группа занимает господствующее положение в современной флоре Земли. А почему — вы узнаете при прочтении этой статьи.
Общая характеристика
К семенным растениям относятся представители отделов
- Голосеменные,
- Покрытосеменные.
Для них характерен ряд признаков:
- Размножение семенами
Это намного эффективнее, чем размножение спорами.
Семя — многоклеточный орган, который имеет в составе зародыш, эндосперм и семенную кожуру. Эндосперм — запас питательных веществ и воды для зародыша.
Все эти структуры делают семя гораздо более крутым органом размножения, чем спора.
Для того, чтобы начать получать эти вещества из почвы, зародышу необходимо сначала “отрастить” корешок и листья, но для этого тоже необходима энергия. Её зародыш получает из эндосперма. Тот играет роль своеобразного “холодильника с продуктами”, который заботливо оставила родительская особь.
Семенная кожура защищает зародыш от воздействия неблагоприятных факторов среды. Даже если семя съест какое-нибудь животное, то оно вполне может беспрепятственно пройти через пищеварительные пути и остаться жизнеспособным!
Зато спор у растения обычно образуется гораздо больше, чем семян. А еще за счёт одноклеточности споры маленькие и лёгкие, а значит, быстрее распространяются ветром на большие расстояния.
- Преобладающее поколение — спорофит
Гаметофит (половое поколение) созревает на спорофите (бесполом поколении) в период полового размножения. Чтобы лучше разобраться с понятиями “гаметофит” и “спорофит”, читайте статью «Споровые растения».
Женский гаметофит семенных называется “зародышевым мешком”, а мужской — “пыльцевым зерном”.
- Разноспоровость
Все семенные растения разноспоровые. Это означает, что существуют женская и мужская споры. Женская называется макроспорой, так как она очень крупная. Мужская спора маленькая, поэтому её называют микроспорой.
- Половой процесс не зависит от воды
У них есть особый артефакт, который помогает им проходить уровень игры “размножение” с бОльшим комфортом, чем другим растениям. Это пыльцевая трубка.
Пыльцевая трубка — специализированный орган, прорастающий из вегетативной клетки пыльцевого зерна и осуществляющий доставку спермиев прямо в зародышевый мешок.
Теперь гаметам необязательно попадать в воду, чтобы встретиться — оплодотворение происходит в женском гаметофите — зародышевом мешке!
Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Всё, что называется “генеративным”, в биологии отвечает за половое размножение. Так и запомним: вегетативная клетка прорастает в пыльцевую трубку, а генеративная делится с образованием двух спермиев.
Как же все эти ароморфозы повлияли на жизнь семенных растений?
Все эти признаки позволяют голо- и покрытосеменным растениям произрастать даже на тех территориях, где обитание споровых невозможно!
Например, они населяют холодные и аридные районы. Семенные растения представлены всем многообразием форм: среди них есть травы, кустарники, лианы, деревья.
Семенные папоротники
Семенные папоротники — это очень древние растения. Именно ими питались в основном динозавры палеозоя. Современные семенные растения произошли именно от них.
Семенные папоротники — предки современных семенных растений.
Это группа вымерших в Палеозойской эре растений, которые обладали признаками как папоротников, так и голосеменных.
Представители: медуллоза Ноэ, алетоптерис, калиматотека.
Признаки папоротников
- Вайи — видоизмененные перисто-рассеченные листья.
- Отсутствие шишек. Семена у семенных папоротников формировались на нижней стороне листа, как споры у папоротников.
Признаки голосеменных
- Размножение семенами, в которых до сих пор не найдены зародыши. Отсутствие зародыша, констатированное при изучении многих сотен ископаемых семян этих растений, до сих пор представляется загадкой.
- Многообразие форм. Семенные папоротники были представлены в основном древесными и лиановидными растениями.
Отдел Голосеменные
Голосеменные — отдел современных семенных растений, включающий более 1100 видов.
Группа названа так, потому что семена этих растений лежат открыто (“голо”) на шишках и не защищены цветком или плодом, в отличие от покрытосеменных.
Общая характеристика
Голосеменные не имеют настоящих сосудов. Их ксилема (проводящая ткань) представлена только трахеидами, что осложняет восходящий ток минеральных веществ по растению. Но несмотря на это, большая часть голосеменных — высокие древесные растения.
Большинство представителей — многолетние вечнозелёные растения. Ель, сосна, лиственница — типичные представители этого отдела. Они не теряют листья зимой и постоянно остаются зелёными. Кстати для самого растения это не очень хорошо: в листьях за год накапливается большое количество токсинов, которые приходится перерабатывать и обезвреживать.
Классификация и представители
Отдел Голосеменные растения включает классы
- Хвойные,
- Гинкговые,
- Гнетовые
- и Саговниковые.
- Класс Хвойные
Представители: ель, сосна, лиственница, кипарис.
Этот класс наиболее многочислен. Представители группы имеют видоизмененные игольчатые (как у ели и сосны) или чешуевидные (как у кипариса) листья.
Хвойные растения не бывают травянистыми, они представлены древесными и кустарниковыми формами. Видимо, когда-то травянистые хвойные растения (или их предки) существовали, но их вытеснила группа покрытосеменных растений, у которых гораздо больше приспособлений к жизни в суровом первом ярусе растительного сообщества.
Древесина развита очень хорошо, в ней присутствует густая сеть смоляных ходов. Хвойные растения выделяют токсические соединения — фитонциды.
Фитонциды — вещества, обладающие лекарственными свойствами для человека.
Фитонцидные лекарственные препараты обладают антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами и оказывают иммуностимулирующее действие. Например, популярное средство от насморка «Пиносол» имеет в составе пихтовое масло.
- Класс Гинкговые
Единственным представителем этого класса в современной флоре Земли является Гинкго двулопастной, который растет только в некоторых районах Восточной Азии. Такие виды, как Гинкго двулопастной, считаются реликтовыми.
Реликты — живые свидетельства существования почти вымершей группы организмов.
Листья Гинкго имеют необычную форму и напоминают вывернутый зонтик:
Экстракт гинкго применяется в медицине как биологически активная добавка (БАД). Препарат, получаемый из него используют для улучшения мозгового кровообращения.
- Класс Гнетовые
К группе относятся вельвичия, гнетум и эфедра.
Гнетум — тропическая лиана.
Эфедра — кустарник, имеющий чешуевидные листья и произрастающий в пустынях.
Вельвичия — единственный представитель семейства Вельвичиевые. Растение выглядит как подземный побег с выходящими на поверхность длинными массивными листьями.
Одно растение вельвичии может расти больше 1000 лет.
- Класс Саговниковые
Представители этой группы — растения с мощной сердцевиной и слабо развитой древесиной. Для саговниковых характерны неветвящиеся стебли. Некоторые роды саговниковых считаются эндемиками.
Эндемики — организмы, живущие только в определённых ареалах и не встречающиеся на других территориях.
Например, представители рода Саговники обитают только в Африке.
Размножение и развитие
Взрослое листостебельное растение сосны (представителя отдела Голосеменные) представлено спорофитом.
- На нём в период полового созревания вырастают шишки.
- В них формируются спорангии. Подробнее об этих органах вы можете прочитать в статье «Споровые растения».
- Женская спора делится митозом и образует зародышевый мешок, мужская — пыльцевое зерно.
- При опылении ветром пыльцевое зерно попадает на женскую шишку.
- Из его вегетативной клетки прорастает пыльцевая трубка. Генеративная клетка делится митозом на 2 спермия.
- По пыльцевой трубке спермии попадают в зародышевый мешок, в котором уже сформировались 2 женские гаметы — яйцеклетки. Происходит оплодотворение, формируется зигота.
У голосеменных сливается только одна пара гамет (спермий + яйцеклетка), вторая пара погибает — она лизируется, и содержащиеся в ней питательные вещества остаются в семязачатке.
- Из зиготы путем нескольких митотических делений образуется зародыш.
- Семена распространяются ветром, попадают в субстрат и прорастают во взрослое растение — спорофит.
Анемохория — распространение семян ветром.
Значение для экосистем
- производят намного больше кислорода, чем покрытосеменные, за счёт увеличенной суммарной площади поверхности листьев;
- вытесняют лиственные деревья из лесов.
Значение для человека
- используются для изготовления бумаги и ценной древесины,
- производства эфирных масел;
- в медицине для получения лекарственных препаратов.
Отдел Покрытосеменные
Покрытосеменные — отдел современных семенных растений, насчитывающий около 272 тысяч видов.
Среди цветковых есть и травы, и кустарники, и деревья, и лианы.
Отличительные признаки покрытосеменных растений
- Наличие цветка и плода
Цветок и плод защищают зародыш, “покрывая” его, именно за счет этого покрытосеменные получили такое название.
Мужские цветки имеют тычинки, женские — пестики.
Пестики и тычинки — это генеративные органы покрытосеменных.
Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца.
Тычинка — из тычиночной нити и пыльника.
- Двойное оплодотворение
При оплодотворении голосеменных сливается только одна пара гамет (спермий + яйцеклетка).
У покрытосеменных один спермий сливается с гаплоидной яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй — с диплоидной центральной клеткой, формируя триплоидный (2n + n = 3n) эндосперм.
- Триплоидный эндосперм
Это усложнение строения семени очень выгодно. В три раза увеличенный набор хромосом позволяет синтезу белка в эндосперме происходить быстрее. А это значит, что у зародыша будет гораздо больше питательных веществ в запасе, и он сможет переживать неблагоприятные условия дольше.
Значение для человека
- Розы, тюльпаны, нарциссы используются людьми как декоративные растения. Их мы дарим на праздники близким, выращиваем в садах и огородах.
- Многие цветковые, например, ромашка, лаванда используются в качестве сырья для производства лекарственных препаратов и бытовой химии (гелей для душа, шампуней).
- Картофель, томат, лук — эти и многие другие цветковые растения люди употребляют в пищу.
Подробнее о представителях различных классов покрытосеменных вы можете прочитать в статье «Классы и семейства покрытосеменных».
Фактчек
- К семенным растениям относятся представители отделов Голосеменные и Покрытосеменные.
- Размножаются семенные растения семенами, что намного эффективнее размножения спорами.
- Семя — многоклеточный орган, имеющий в составе зародыш, эндосперм и семенную кожуру.
- Преобладающее поколение семенных — спорофит.
- Женский гаметофит семенных называется “зародышевым мешком”, а мужской — “пыльцевым зерном”.
Проверь себя
Задание 1.
Чем цветковые растения отличаются от голосеменных?
- они являются разноспоровыми
- преобладающее поколение — спорофит
- они имеют цветки и плоды
- при оплодотворении сливается только одна пара гамет
Задание 2.
Семенные папоротники…
- широко распространены на планете
- обитают в северных районах
- являются вымершей группой растений
- на данный момент представлены только одним родом
Задание 3.
Класс Гинкговые насчитывает…
- один вид
- три рода
- большое количество видов
- около десяти родов растений
Задание 4.
Кипарис относится к…
- покрытосеменным
- голосеменным
- папоротниковидным
- моховидным
Задание 5.
Какой признак папоротниковидных характерен для медуллозы Ноэ?
- наличие корня
- размножение семенами
- размножение спорами
- наличие видоизмененных листьев — вай
Задание 6.
Какой набор хромосом у эндосперма лилии?
- гаплоидный
- диплоидный
- триплоидный
- полиплоидный
Ответы: 1 — 3; 2 — 3; 3 — 1; 4 — 2; 5 — 4; 6 — 3.
Термины
Аридные районы — засушливые территории пустынь и полупустынь.