§54. Отдел Цветковые, или Покрытосеменные

Определения и обозначения

Покрытосеменные, или цветковые, — растения, у которых семязачатки находятся внутри завязи цветка, а семена после созревания заключены в плод. Семязачаток — часть завязи, из которой развивается семя. Название «покрытосеменные» напоминает, что семена не лежат открыто: их окружают ткани плода, который образуется из завязи.

Цветок — орган размножения покрытосеменных; в нём образуются половые клетки, а после опыления и оплодотворения развиваются семена и плод. Его части выполняют разные задачи: тычинки образуют пыльцу, а в завязи пестика находятся семязачатки. Благодаря такому устройству опыление может привести к образованию новых растений.

Плод — орган, который развивается из завязи цветка после оплодотворения и содержит семена. Он защищает их от повреждений и помогает им распространяться: семена могут разноситься ветром, водой или животными. Плоды бывают сухими и сочными, поэтому плодом считается не только то, что люди называют фруктом.

Двойное оплодотворение — характерный для цветковых процесс, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой зародышевого мешка. Спермии — мужские половые клетки, доставляемые к зародышевому мешку по пыльцевой трубке. В результате образуются зародыш будущего растения и ткань с запасом питательных веществ для его развития.

Как это устроено

Название «покрытосеменные» связано с тем, где располагаются семязачатки. Они развиваются не открыто, а внутри завязи пестика, поэтому до оплодотворения защищены её стенками. После оплодотворения семязачатки превращаются в семена, а завязь — в плод, и семена остаются внутри него. Такое расположение отличает покрытосеменные от голосеменных, у которых семязачатки находятся открыто.

Строение цветка помогает растению размножаться. Пыльца образуется в тычинках, а женская часть цветка — пестик — имеет завязь с семязачатками. Пыльца переносится на рыльце пестика, и так начинается путь к оплодотворению. Размещение мужских и женских частей в цветке позволяет после переноса пыльцы доставить клетки к семязачатку.

Опыление и оплодотворение — разные этапы. Опыление происходит, когда пыльца попадает на рыльце пестика; затем пыльцевое зерно прорастает и образует тонкую пыльцевую трубку. Она проходит к зародышевому мешку внутри семязачатка, и по ней перемещаются спермии. Так половые клетки достигают нужного места, где возможно оплодотворение.

У цветковых растений оплодотворение двойное, потому что в нём участвуют два спермия. Один соединяется с яйцеклеткой, и из образовавшейся клетки развивается зародыш. Второй сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, из которой формируется запас питательных веществ. После этого семязачаток становится семенем, а завязь — плодом, содержащим семена.

Цветковые растения освоили разные местообитания, потому что их строение и способы размножения разнообразны. Цветки могут отличаться размером и формой, а плоды — быть сухими или сочными, раскрываться или оставаться закрытыми. Эти особенности помогают растениям размножаться в разных условиях. Семена распространяются, например, ветром, водой или животными, и могут попасть туда, где смогут прорасти.

Основные признаки покрытосеменных растений

Сравнивайте растения по строкам: так проще увидеть, где находятся семязачатки и семена и какие органы участвуют в размножении. Особенно полезно различать наличие цветка и плода, а также расположение семян. Эти признаки помогают определить, к какой из двух групп относится растение.

Разбор задач

Условие: у растения обнаружены цветки, а семена после созревания находятся внутри плода. Нужно определить отдел растения и назвать признак, который подтверждает ответ. Здесь достаточно сопоставить строение растения с характерными особенностями двух групп. Наличие цветка и плода указывает на покрытосеменные.

1. Замечаем, что растение образует цветки.
2. Проверяем второй признак: зрелые семена находятся внутри плода.
3. Сопоставляем оба признака с определением покрытосеменных.

Ответ: растение относится к отделу Покрытосеменные, или Цветковые. Основание — наличие цветка и семян, заключённых в плод. Для определения особенно показательно, что семена развиваются внутри плода.

Условие: пыльца попала на рыльце пестика. Требуется расположить дальнейшие события: образование пыльцевой трубки, доставка спермиев к зародышевому мешку и оплодотворение. Чтобы найти порядок, нужно проследить путь от пыльцы на рыльце до встречи половых клеток. Оплодотворение не может произойти раньше, чем спермии достигнут зародышевого мешка.

1. После попадания пыльцы на рыльце она прорастает, образуя пыльцевую трубку.
2. По трубке спермии перемещаются к зародышевому мешку.
3. Когда спермии достигают зародышевого мешка, происходит оплодотворение.

Ответ: сначала образуется пыльцевая трубка, затем она доставляет спермии к зародышевому мешку, после этого происходит оплодотворение. Эта последовательность показывает, почему перенос пыльцы ещё не означает слияния половых клеток. Между двумя событиями есть путь, который проходят спермии.

Условие: после оплодотворения в цветке образовались семена, заключённые в сочный орган. Нужно установить, из каких частей цветка развились семена и этот орган, а также объяснить значение плода. Сочный вид не меняет происхождения органов. Для ответа нужно вспомнить, во что превращаются семязачаток и завязь.

1. Семена образовались из семязачатков, находившихся внутри завязи.
2. Сочный орган развился из завязи пестика; это плод.
3. Указываем роль плода: он защищает семена и может помогать их распространению.

Ответ: семена развились из семязачатков, а плод — из завязи. Плод окружает семена и снижает риск их повреждения. Его особенности также могут помогать переносить семена на новые места.

Типичные ошибки

Опыление иногда принимают за оплодотворение, потому что оба события связаны с размножением цветка. Но опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика, а оплодотворение — слияние половых клеток, которое происходит позднее. Проверь себя вопросом: пыльца только попала на рыльце или спермий уже соединился с яйцеклеткой? Если речь о переносе, это опыление.

Ещё одна ошибка — говорить, что семена развиваются прямо из завязи. Такое предположение возникает потому, что семена оказываются внутри плода, который образуется из завязи. На самом деле семязачатки превращаются в семена, а завязь — в плод. Для самопроверки проследи два пути отдельно: семязачаток — семя, завязь — плод.

Пыльцу могут путать со спермиями, поскольку именно пыльца переносится к пестику. Однако пыльца сама не является мужской половой клеткой: внутри неё формируются клетки, участвующие в оплодотворении, а спермии движутся по пыльцевой трубке. Проверь себя: если говорится о переносе на рыльце, речь идёт о пыльце; если о слиянии с яйцеклеткой — о спермии.

Плодом ошибочно считают только сочное съедобное образование, например то, что обычно называют фруктом. Такое представление возникает из повседневного употребления слова «плод», но в биологии плод определяется происхождением: он развивается из завязи и содержит семена. Плоды бывают и сухими, и сочными, раскрывающимися и нераскрывающимися. Чтобы проверить себя, выясни, из какой части цветка возник орган, а не оценивай его вкус или мягкость.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение цветковых, нужно знать строение цветка и назначение тычинок и пестика. Также важно различать опыление и оплодотворение: первое переносит пыльцу, второе связано со слиянием половых клеток. Представление о развитии семени и плода помогает объяснить, как растения размножаются и распространяются. Сравнение с голосеменными показывает, как признаки размножения используют для классификации растений.

Что запомнить

• Цветковые растения называют покрытосеменными, потому что их семязачатки находятся внутри завязи.
• Цветок — орган полового размножения покрытосеменных.
• Опыление предшествует оплодотворению, но не заменяет его.
• Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
• Семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи.
• Плод защищает семена и способствует их распространению.