Покрытосеменные, или цветковые, растения
Секрет успеха
Покрытосеменные растения появились на Земле около 100–125 млн. лет назад в самом начале мелового периода или даже несколько раньше, во время расцвета динозавров. К середине мела эти «новички» растительного царства уже начали теснить папоротникообразные и голосеменные растения, а сейчас цветковые занимают первое место среди всех прочих растений и по количеству видов, и по биомассе в наземных сообществах. Отдел цветковых включает в себя 235–250 тысяч видов. Для сравнения: папоротников насчитывается всего 12.000 видов, мхов – 9500, плаунов – 1000, голосеменных – 550 видов.
Простое сравнение этих цифр наталкивает на мысль, что цветковые обладают какими–то особенными приспособлениями, которые дают им преимущество перед всеми другими растениями.
Так же как голосеменные, цветковые растения относятся к семенным. Появление семени дало им ощутимое преимущество перед споровыми растениями. Об этих преимуществах мы уже говорили в предыдущей главе. Но помимо семени покрытосеменные приобрели и некоторые другие прогрессивные черты. Часть из них относится к усовершенствованию процесса размножения.
Одна из наиболее уязвимых фаз в жизни растения – период образования семян. Нежные семязачатки при соприкосновении с сухим и теплым воздухом могут легко высохнуть. Именно такой опасности подвергаются семязачатки голосеменных растений, когда чешуи их шишек приоткрываются для того, чтобы произошло опыление. Покрытосеменные растения защищают свое будущее потомство от иссушения и перепадов температур гораздо лучше. Семязачатки у них помещаются не открыто, а под надежной защитой стенок завязи. Дополнительную защиту создают части околоцветника – чашелистики и лепестки.
Схема строения шишки и цветкаСемязачатки (1) голосеменных открыто лежат на чешуях (2) шишки. Семязачатки (1) покрытосеменных находятся внутри завязи (3) пестика (4). Другие части цветка: чашечка (5), цветоложе (6), венчик (7) дополнительно защищают семязачаток, участвуют в привлечении опылителей и образовании плода. При опылении цветковых пыльца (8) попадает на рыльце (9) пестика, поэтому семязачатки не вступают в контакт с окружающей средой
Для многих растений известно, что их цветки закрываются к вечеру, когда становится прохладно, и во время дневного зноя. А лотосу околоцветник позволяет поддерживать повышенную температуру внутри цветка, которая достигает +30–35°С даже при температуре окружающего воздуха равной 10°С. Предполагается, что постоянно высокая температура привлекает к цветам лотоса насекомых–опылителей, ускоряет созревание пыльцы и рыльца пестика и способствует быстрому развитию семязачатков.
Из семязачатка после оплодотворения развивается семя. Покрытосеменные и здесь превзошли голосеменные. У последних семя защищено только семенной кожурой, а у цветковых помимо этого семена дополнительно защищены стенками плода.
В образовании плода всегда принимает участие завязь, часто цветоложе, цветоножка, чашечка и даже столбик пестика. Из завязи цветка вишни формируется всем известный плод, который носит научное название – костянка. И внутренний каменистый слой косточки, и сочная мякоть, и плотная наружная кожица представляют собой разросшуюся стенку завязи. Совсем по–другому устроен плод земляники. Основную его часть составляет сочное разросшееся цветоложе, на поверхности которого видны плодики–орешки. Множество несросшихся плодиков вместе с сочным цветоложем образуют плод – сочный многоорешек, или земляничину. Но как бы разнообразно ни были устроены плоды, все они нужны растению для решения одних и тех же задач: защита семян от высыхания и механических повреждений и их распространение. О том, какие замечательные способы распространения «изобрели» цветковые растения, мы поговорим чуть ниже.
Схема образования плода из цветка земляники (вверху) и вишни (внизу). 1 – семезачатки; 2 – семена; 3 – завязь; 4 – цветоложе; 5 – околоплодник; 6 – чашелистики