novoevmire.biz
Образование

Голосеменные и покрытосеменные растения: органы, способы размножения, чем отличаются и в чем сходство

Голосеменные и покрытосеменные являются представителями двух групп семенных растений, последовательно появившиеся на Земле и распространившиеся по ней.

Покрытосеменные растения иначе именуют Цветковыми. Они относятся к высшим растениям, которые «обзавелись» цветком, как органом полового размножения и местом, где формируется завязь, а потом плод.

Цветок покрытосеменных растений – это ключевой орган генеративного или полового размножения. В нем происходит двойное оплодотворение, открытое у представителей группы Навашиным. Суть его в том, что из мужского гаметофита, представленного пыльцевым зерном, прорастает 2 спермия. Первый оплодотворяет яйцеклетку – семязачаток, другими словами —  видоизмененный женский спорангий. При этом образуется зигота, тотипотентная клетка, способная произвести на свет новую, получившую свой комплект генов от обоих родителей.

Второй спермий сливается с полярными тельцами. Они находятся в «свободном плаванье» в центре зародышевого мешка. После завершения процесса слияния-оплодотворения в архегонии образуется первичный эндосперм, обладающий полиплоидным набором хромосом. Большинство покрытосеменных имеют триплоидный хромосомный комплект.


Эндосперм нужен для того, чтобы обеспечивать семя питательными веществами, поступающими из материнского организма. Здесь же происходит импритинг генов, явление, при котором наследственная информация, несомая нуклеотидами ДНК, преобразуется в функциональную среду – белки и РНК. Здесь же находятся гормоны цитокинины, стимулирующие деление клеток и формирование органа зародыша.

Весь процесс происходит у покрытосеменных в полости завязи, нижней вздутой части пестика цветка. Завязь защищает семязачаток от высыхания, температурных колебаний и атак насекомых. После удачного завершения процесса оплодотворения завязь становится плодом, в середину которого надежно упрятаны семена, образованные из семязачатка.

Строение зародыша семени позволило выделить у Покрытосеменных 2 класса – Двудольных и Однодольных растений. Популярными представителями первого являются магнолии, лютики, гвоздики, капуста, жимолость, колокольчик. Во вторую группу вошли лилии, пальмы, орхидеи, аир и спаржа.

Голосеменные растения появились в палеозое, в девоне. Они считаются прародителями покрытосеменных. К этой группе относятся гинковые, саговниковые, хвойные и самые продвинутые — гнетовидные, удивительные растения, семена которых покрыты оболочкой. Почему удивительные? – Вельвичия, пенек с двумя листками, лианы и эфедра являются яркими представителями класса.


Вельвичия удивительная (лат. Welwítschia mirábilis)

Основной особенностью голосеменных является незащищенность семязачатка, а впоследствии – семян. Завязь представлена чешуйкой женской шишки, на которой посажены одна или несколько семяпочек. Из него развивается семя – зародыш, покрытый защитной семенной кожурой. Эндосперм, накапливающий питательные вещества, формируется из тела женского гаметофита до начала процесса оплодотворения.

Выводы TheDifference.ru

  1. Обе группы растений имеют разный возраст появления на Земле. Голосеменные появились раньше – в середине палеозоя. Покрытосеменные появились намного позже – в конце мезозоя.
  2. Различна численность обоих групп. Цветковых больше, около 350 тысяч видов. Голосеменных меньше – около 800 видов, которые сохранились на сегодняшний день на планете.
  3. Семязачаток покрытосеменных защищен завязью цветка, семяпочка голосеменных, кроме гнетовидных, не имеет никакого специального покрытия, дающего дополнительную гарантию сохранения и распространения вида.
  4. Первичный эндосперм у голосеменных появляется до оплодотворения, у покрытосеменных – после двойного оплодотворения Навашина.
  5. Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение. У голосеменных его нет.
  6. Покрытосеменные образуют плод, которым «укрыты» семена. У голосеменных плод отсутствует.
  7. Покрытосеменные являются более высоко организованными организмами, чем голосеменные.

Основные признаки голосеменных

Современные голосеменные представлены древовидными формами и кустарниками. Именно к этому отряду принадлежать самые высокие деревья на Земле – секвойи. Форма ствола у этих растений довольно разнообразная – встречаются как прямые, так и сильно разветвленные формы. У крайне небольшого количества видов форма тела напоминает лиану.

Голосеменные

Особую внешность и анатомию имеют листья голосеменных: лиственный покров выглядит как хвоя или чешуйки. У некоторых представителей листья похожи на небольшие рассеченные пластинки (гинкго). Стоит отметить, что подавляющее число голосеменных – вечнозеленые растения, которые меняют отдельные листья только по мере их износа.

Отряд голосеменных


У различных видов голосеменных, женские и мужские половые органы могут располагаться как на одном, так и на двух отдельных растениях. Опыление, чаще всего, происходит при помощи ветра: он сдувает с мужских шишек созревшую пыльцу, некоторая часть которой попадает на женские шишки. В результате этого, женские и мужские половые клетки сливаются, образуя зародыш будущего растения – зиготу. Со временем (от нескольких месяцев до нескольких лет – в зависимости от вида) зиготы превращаются в зрелые семена, которые можно разглядеть между чешуек шишки.

Размножение голоеменных

К настоящему моменту, науке известно около одной тысячи видов голосеменных. Хоть это и не очень значительное число, на некоторых территориях голосеменные составляют основу всего растительного покрова (например, в тайге).  Среди них как хорошо всем известные сосны и ели, так и более экзотические саговники, напоминающие по своей форме небольшие пальмы и растущие в тропиках. Люди используют прочную и гибкую древесину голосеменных для постройки домов и кораблей, а эфирные масла, добываемые из их семян находят применение в медицине и косметологии.

Основные признаки покрытосеменных

Покрытосеменные  или цветковые – это подавляющее большинство растений, знакомых обычному обывателю. Они представлены разнообразными деревьями, кустами и травами. Встречаются как наземные, так и полуводные формы. Почти все хозяйственно важные растения, культивируемые человеком, относятся к этому отряду.


Покрытосеменные растения

Как уже было упомянуто, морфологические формы покрытосеменных крайне разнообразны, а их анатомическое строение – самое сложное во всем растительном мире. Сложные сообщества растений, состоящие из нескольких ярусов (такие как леса), зачастую состоят только из цветковых растений.

Основным признаком, роднящим между собой всех представителей отряда покрытосеменные, является цветок. Это специализированный орган размножения, который, также, служит для привлечения опылителей – насекомых, птиц или млекопитающих. Именно эта особенность позволила покрытосеменным стать доминирующей группой растений на всем земном шаре.

Магнолия беловатая

После опыления и следующего за ним оплодотворения, основа цветка (так называемая завязь) разрастается и превращается в плод. Плоды имеют самую разнообразную форму – это и хорошо всем знакомые фрукты и овощи, и зерновка —  тонкая оболочка, плотно срастающаяся со стенками семени (так плоды выглядят у злаковых).

Плод служит как для защиты семян от негативных воздействий окружающей среды, так и для привлечения разнообразных животных, которые, съедая плоды, переносят семена на значительные расстояния (семена могут без вреда проходить сквозь пищеварительный тракт).


Растение с цветком

По разным данным, в природе насчитывается около 270 тысяч видов цветковых растений. В жизни человека покрытосеменные играют необычайно важную роль – все фрукты, овощи и злаковые, употребляемые в пищу, относятся именно к этим растениям. Многие деревья используют для строительства и производства мебели, а травянистые формы – для создания разнообразных лекарств.

Основные отличительные признаки между двумя отрядами

Надежно и быстро отличить упомянутые отряды растений друг от друга можно, используя несколько простых и хорошо заметных признаков:

  1. Жизненная форма: важно помнить, что среди голосеменных нет травянистых форм. Любое травянистое растение – покрытосеменное.
  2. Листья: на территории стран СНГ большинство голосеменных – вечнозеленые хвойные деревья. Исключение составляет лиственница, которая сбрасывает хвою на зиму.
  3. Органы размножения. Самый важный признак: у покрытосеменных в определенное время года можно наблюдать цветы, а, спустя некоторое время, и плоды в том или ином виде. У голосеменных цветов никогда не бывает, а внешние органы размножения представлены шишками.

Происхождение

Происхождение и возраст — это основное, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. Голосеменные — очень древняя группа растительных организмов. Они существуют на Земле с Девонского периода (Палеозойская эра), это около 370 млн лет назад. Считается, что они были потомками семенных папоротников (лат. Pteridospermae) — полностью вымерших растений, многочисленные отпечатки которых часто находят в отложениях позднего девона и раннего мела.

чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных

Цветковые или покрытосеменные растения появились 120-150 млн лет назад на границе юрского и мелового периода (Мезозойская эра) и быстро заняли господствующее положение на планете. Считается, что их предками были древние голосеменные растения.

Разнообразие видов и форм жизни

Голосеменные растения насчитывают примерно 1 000 видов, существующих в данный момент в природе. Другие представители этой группы являются полностью вымершими и часто обнаруживаются палеонтологами в ископаемом виде. Формы жизни — вечнозеленые деревья и кустарники, а также редковстречаемые лианы. Отдел голосеменных представлен несколькими классами:


  1. Саговниковые: саговник поникающий, стангерия шерстистая, бовения и др.
  2. Беннеттитовые: вильямсония, нильсониоптерис (полностью вымерший класс).
  3. Гнетовые: эфедра хвощевая, веливичия мирабилис.
  4. Гинкговые: гинкго билоба.
  5. Хвойные: ель, пихта, сосна, можжевельник, кедр и др.

 голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием

Значительно большее видовое разнообразие — это то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Покрытосеменных насчитывается около 300 тыс. видов — это более половины всех растений планеты. Они существуют в форме деревьев, кустарников, многолетних и однолетних трав, лиан. Их классификация отличается большим разнообразием и сложностью, а именно:

  • Класс Однодольные:

Семейства:

Злаки: рожь, овес, пшеница и др.

Лилейные: лилия, тюльпан, чеснок, лук и др.

  • Класс Двудольные:

Семейства:

Пасленовые: картофель, табак, паслен, дурман, белена и др.

Астровые: подсолнечник, полынь, одуванчик, топинамбур и др.

Бобовые: соя, нут, горох, фасоль и др.

Крестоцветные: капуста, редька, редис, репа и др.

Розоцветные: роза, шиповник, рябина, вишня др.

чем отличаются покрытосеменные от голосеменных

Органы размножения


Основное отличие покрытосеменных и голосеменных растений — орган полового размножения. У первой группы это цветок, в завязи которого формируются семена (плод) после оплодотворения. Он состоит из тычинок — мужских половых органов, пестика — женского полового органа (из него будет развиваться плод), венчика с лепестками, цветоложа и цветоножки. Цветок различается по форме, окраске и цвету в зависимости от вида растения.

чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных кратко

У голосеменных растений эту функцию выполняет видоизмененный побег — шишка, которая может быть мужской или женской, о чем легко судить по ее размерам. Именно на ее чешуйках развиваются семязачатки, и впоследствии образуется семя.

Оплодотворение

Процесс оплодотворения — это ключевое, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У голосеменных он достаточно прост. В пыльцевых мешках происходит постепенное созревание пыльцевых зерен, которые затем переносятся на женский гаметофит. Один спермий (мужская гамета) оплодотворяет только одну яйцеклетку, после чего образуется семя. Процесс протекает в семязачатках или мегаспорангиях.


У цветковых происходит иначе. Здесь имеет место двойное оплодотворение, это то, чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных. Кратко этот процесс был описан отечественным ученым С.Г. Навашиным в 1898 году. Происходит он следующим образом: из пыльцевого зерна внутрь завязи прорастают два спермия, один из них оплодотворяет яйцеклетку, из которой развивается семя, второй — центральную клетку, дающую начало эндосперму — запасу питательных веществ для зародыша.

Образование плода

После оплодотворения цветковые растения образуют плоды — то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Образование плода с семенем внутри происходит путем видоизменения стенок завязи. Но иногда в его формировании принимают участие околоцветник, тычинки и чашечка, все зависит от вида растения. В это время движение минеральных и органических веществ в растении направлено в сторону плода, что может истощить другие ткани. Плоды, как и видовой состав покрытосеменных, характеризуются разнообразием форм.

чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных коротко

Голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием плодов. Их семена располагаются открыто на чешуйке шишки и ничем не защищены. Однако они имеют специальные приспособления, позволяющие распространяться на большие расстояния.

Распространение

Способ распространения семян — важное обстоятельство, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У первой группы это происходит единственным путем — при помощи ветра. Поэтому семена снабжены выростами, придатками крыловидной формы и перепончатого строения. Движения воздуха способны распространять такие семена на значительные расстояния, чем обеспечивается расширение ареала того или иного растения.

отличие покрытосеменных и голосеменных растений

У покрытосеменных растений способы распространения семян более разнообразны. Это происходит при участии ветра, насекомых, птиц, млекопитающих, людей. Некоторые семена имеют прицепки и выросты, способные цепляться за одежду или шерсть животных и так преодолевать большие расстояния. Многие плоды имеют сладкую сочную мякоть, съедобную для людей и животных, что также обеспечивает распространение семян.

Строение проводящих тканей

Устройство проводящей системы — это то, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У более древних растений движение воды и питательных веществ в тканях не является интенсивным. Жидкость двигается медленно по трахеидам — полым трубкам с толстыми одревесневшими стенками и перфорированными перегородками. Они входят в состав ксилемы и обеспечивают восходящий ток жидкости — от корней к листьям. Трахеиды хорошо заметны при рассмотрении их под микроскопом.

голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием

Проводящая система покрытосеменных более совершенна. У этих растений трахеиды преобразовались в сосуды. Это очень длинные трубки (у некоторых лиан они достигают десятки метров), по которым осуществляется усиленный ток жидкости и питательных веществ. Эта особенность строения способствует более активному протеканию многих важных физиологических процессов в растении: образование хлорофилла, фотосинтез, дыхание.

Эволюционные преимущества

Голосеменные растения существуют на Земле гораздо дольше, чем покрытосеменные. Но, несмотря на это, они не достигли разнообразия видов и форм, свойственного более молодым цветковым растениям. Чем отличаются покрытосеменные от голосеменных? Какие преимущества позволили им занять господствующее положение в растительном мире планеты? Есть несколько моментов, определивших это, а именно:

  • появление цветка, привлекательного для насекомых, позволило повысить шансы растения на опыление;
  • разнообразие вариантов опыления;
  • завязь защищает семязачаток от возможных повреждений;
  • двойное оплодотворение позволяет зародышу семени получать достаточно питания для своего развития;
  • сочный плод обеспечивает сохранность находящегося внутри него семени;
  • увеличение способов распространения семян;
  • разнообразие форм жизни (деревья, травы, кустарники) позволяет заселить больше экологических ниш;
  • проводящая система усилена сосудами, что активизирует многие необходимые физиологические процессы растительного организма.

отличие покрытосеменных и голосеменных растений

Основные отличия. Краткий итог

Итак, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Коротко основные отличия представителей обоих групп представлены в таблице.

Сравнительная характеристика голо- и покрытосеменных растений
Признак Голосеменные Покрытосеменные
Происхождение Палеозойская эра Мезозойская эра
Исторический возраст Около 370 млн лет 125-150 млн лет
Видовое разнообразие Около 1000 видов Примерно 300 тыс. видов
Разнообразие форм жизни В основном деревья и кустарники Деревья, кустарники, травы
Расположение семени Располагается открыто, ничем не защищено Находится внутри плода
Опыление Ветром Ветром, насекомыми, птицами, самоопыление
Оплодотворение Простое Двойное
Наличие плода Нет Есть
Передвижение воды в тканях По трахеидам (медленный восходящий ток) По сосудам (усиленный восходящий ток)

Возникшие эволюционным путем, такие приспособления, как защита семени, двойное оплодотворение, опыление насекомыми, а также более совершенная проводящая система, позволили покрытосеменным растениям занять доминирующее положение на планете в мире флоры.


Еще по теме

Adblock detector