Раздел 3. Классификация цветковых растений

Определения и обозначения

Систематика — раздел биологии, который классифицирует организмы и устанавливает родственные связи между ними. Иными словами, систематика помогает распределить растения по группам не случайно, а по сходству и происхождению. Благодаря ей можно описать разнообразие растений и понять, какие из них ближе друг к другу.

Вид — группа сходных растений, способных скрещиваться и давать плодовитое потомство. Это основная единица классификации: именно с неё начинают точное определение растения. У вида есть характерные особенности, по которым его отличают от других видов.

Род — совокупность близких видов, имеющих общие признаки. Например, виды одного рода могут быть похожи строением цветка или плода, хотя каждый вид сохраняет свои отличия. Объединение видов в род помогает показать их близкое родство.

Семейство — систематическая группа, объединяющая близкие роды. У растений одного семейства часто есть сходные особенности цветков и плодов. Семейство позволяет увидеть общие черты у нескольких родов, а не только у похожих видов.

Класс — крупная систематическая группа, включающая несколько родственных семейств. В классификации цветковых растений выделяют, например, классы однодольных и двудольных. Класс нужен, чтобы объединить семейства по общим признакам строения.

Как это устроено

Цветковых растений так много, что перечислять их без системы было бы трудно. Классификация упорядочивает это разнообразие: растения с общими признаками помещают в одну группу, а группы располагают по степени родства. Поэтому классификация помогает не только находить нужное растение, но и сравнивать его с другими.

Систематические группы образуют иерархию: вид входит в род, род — в семейство, семейство — в класс, а класс — в отдел. При переходе к более крупной группе объединяется всё больше растений, поэтому общие признаки становятся менее подробными. Например, два вида могут принадлежать одному роду, а два рода — одному семейству. Так можно записать путь от конкретного растения к большим группам.

Цветковые растения делят на однодольные и двудольные не по одному внешнему сходству, а по комплексу особенностей. Число семядолей связано со строением зародыша семени, а особенности корней, листьев и стебля помогают проверить определение. Ни один признак не всегда работает без исключений, поэтому совпадение нескольких признаков даёт более надёжный результат. Такой подход позволяет не спутать растение из-за случайно похожего листа или цветка.

Чтобы определить класс и семейство, рассматривают разные органы растения. Семядоли находятся в семени; корневая система бывает, например, стержневой или мочковатой; жилки проводят вещества по листу и могут идти сеткой, дугами или почти параллельно. Учитывают также расположение проводящих пучков в стебле и число частей цветка. Для семейства особенно полезны особенности цветка и плода, потому что у родственных растений они часто имеют характерное строение.

Определение начинают с наблюдений: считают части цветка, рассматривают лист, корень, семя и плод, если они доступны. Затем найденные признаки сопоставляют с особенностями однодольных и двудольных и с описаниями семейств. После этого систематическое положение записывают от вида к более крупным группам: вид, род, семейство, класс, отдел. Если какой-то орган не виден, вывод лучше проверить по другим признакам, а не угадывать.

Сравнение классов однодольных и двудольных растений

Сравнивайте растение сразу по нескольким строкам таблицы: совпадение одного признака ещё не гарантирует верный вывод. Слова «обычно» и «чаще» показывают, что в природе возможны исключения. Число семядолей — важный признак, но остальные особенности помогают проверить определение.

Разбор задач

1. Распределить пшеницу, фасоль и лук по классам однодольных и двудольных

Условие: нужно определить класс каждого растения по известным признакам. Сравним их строение с признаками из таблицы, не опираясь только на внешний вид. Проверим типичные особенности семени, корней и листьев.

1. У пшеницы одна семядоля, листья имеют параллельное жилкование, а корневая система обычно мочковатая. Эти признаки соответствуют однодольным.
2. У фасоли две семядоли, жилкование листьев сетчатое, корневая система обычно стержневая. Это признаки двудольных.
3. У лука одна семядоля, листья с параллельным жилкованием, корневая система мочковатая. Несколько признаков указывают на однодольные.

Ответ: пшеница и лук относятся к однодольным, фасоль — к двудольным. Мы проверили несколько особенностей каждого растения, поэтому вывод надёжнее, чем определение только по одному признаку. Если часть признаков неизвестна, следует найти дополнительные сведения о растении.

2. Определить семейство растения по строению цветка и плода

Условие: у растения четыре лепестка, шесть тычинок и плод стручок. Нужно выяснить, к какому семейству относятся эти признаки. Рассуждать удобнее от наиболее характерных особенностей цветка и плода.

1. Отмечаем число лепестков: их четыре. Такое строение часто встречается у растений семейства Крестоцветные, которое также называют Капустными.
2. Проверяем тычинки: их шесть, обычно четыре длинные и две короткие. Это характерная особенность цветка представителей этого семейства.
3. Сопоставляем плод: стручок также типичен для Крестоцветных (Капустных). Совпали признаки и цветка, и плода, поэтому определение подтверждается.

Ответ: растение относится к семейству Крестоцветные (Капустные). Одна особенность могла бы оказаться недостаточной, но сочетание строения цветка и плода указывает на семейство увереннее. Чтобы не перепутать похожие растения, полезно проверить все доступные признаки.

3. Составить систематическое положение гороха

Условие: нужно записать группы, к которым относится горох, начиная с вида и заканчивая отделом. При движении вверх группы становятся всё крупнее. Не следует менять порядок уровней или принимать бытовое название за полный ответ.

1. Наименьшая из перечисленных групп — вид: горох посевной.
2. Близкие виды объединены в род Горох, а род входит в семейство Бобовые.
3. Семейство относится к классу Двудольные, а класс — к отделу Цветковые растения.

Ответ: вид — горох посевной; род — Горох; семейство — Бобовые; класс — Двудольные; отдел — Цветковые растения. Такая запись идёт от конкретного растения к крупной группе. Названия групп могут немного отличаться в разных классификациях, поэтому важно сохранять правильную последовательность уровней.

Типичные ошибки

Ошибка: считать класс, семейство, род и вид равнозначными понятиями. Их могут путать, потому что все они называют группы растений, но эти группы занимают разные места в иерархии. Проверьте себя: вид входит в род, род — в семейство, а семейство — в класс.

Ошибка: определять класс растения только по одному признаку. Это происходит, когда ученик замечает лишь листья или корень и сразу делает вывод. Проверьте минимум несколько признаков: например, число семядолей, жилкование и строение корневой системы.

Ошибка: путать однодольные и двудольные по числу лепестков. Лепестки — части цветка, а семядоли — части зародыша семени, поэтому это не одно и то же. Проверьте, о каком признаке спрашивают: число семядолей устанавливают по семени, а части цветка используют как дополнительную особенность.

Ошибка: называть род или семейство видом растения. В разговоре часто используют короткое бытовое название, и из-за этого уровень классификации может быть неясен. Проверьте ответ по вопросу: называется ли конкретный вид или более крупная группа, объединяющая несколько видов либо родов.

Связь с другими темами

Для этой темы нужны знания о строении семени, корня, стебля, листа, цветка и плода: именно эти органы сравнивают при классификации. Дальше эти умения пригодятся при изучении семейств цветковых растений и определении незнакомых растений. Классификация полезна и в экологии и сельском хозяйстве: она помогает распознавать культурные, лекарственные и сорные растения и устанавливать их родственные связи.

Что запомнить

• Классификация объединяет растения в группы по общим признакам и родству.
• Основная единица классификации — вид.
• Близкие виды объединяют в роды, а близкие роды — в семейства.
• Цветковые растения делят на классы однодольных и двудольных.
• Для определения класса используют совокупность признаков растения.
• Семейство определяют по характерным признакам цветка, плода и других органов.
• Систематическое положение растения записывают от более мелкой группы к более крупной.