Отдел покрытосеменные (Angiospermae) или магнолиевые (Magnoliophyta)

Общая характеристика. Покрытосеменные – самый крупный отдел растений, насчитывающий около 250 тыс. видов, 13 тыс. родов и более 500 семейств. По численности они превосходят все остальные отделы высших растений, вместе взятые.

Покрытосеменные господствуют на Земле: они представлены огромным количеством особей во всех средах обитания, играют решающую роль в формировании растительного покрова. Все важнейшие современные культурные растения, которые кормят человечество, принадлежат к покрытосеменным.

Покрытосеменные занимают в царстве растений такое же место, как млекопитающие в царстве животных. Такой высокий уровень развития обеспечили прогрессивные изменения генеративных и вегетативных органов.

В первую очередь это появление нового органа размножения – цветка. Отсюда название покрытосеменных – цветковые растения. В цветке образуются споры и гаметы, происходят опыление и оплодотворение, развитие зародыша и образование плода с семенами.

Важнейшей частью цветка является пестик, образованный одним или несколькими плодолистиками (мегаспорофиллами). При срастании мегаспорофиллов мегаспорангии (семязачатки) оказались скрытыми внутри пестика.

В нижней его части формируется замкнутое половое вместилище – завязь, где и находятся надежно защищенные семязачатки; в верхней – рыльце, улавливающее пыльцу.

Пестик по форме напоминает сосуд, отсюда и название Angiospermae (от греч. angeion – сосуд, sperma – семя). После оплодотворения семязачатки превращаются в семена, а вся завязь – в плод. С этим связано название покрытосеменные (в отличие от голосеменных, у которых семена лежат на мегаспорофиллах открыто, голо). Плод не только обеспечивает защиту развивающихся семян, но и играет важную роль в распространении растений.

Максимальная редукция гаметофита (мужской – пылинка, женский – зародышевый мешок) – также одна из характеристик покрытосеменных. С ней связано возникновение двойного оплодотворения.

Биологический смысл процесса в том, что развитие эндосперма происходит только одновременно с развитием зародыша (а не раньше, как у голосеменных). Достигается максимальная экономия пластических веществ.

Вегетативные органы покрытосеменных отличаются высокой пластичностью и совершенством. Жизненные формы покрытосеменных крайне разнообразны – деревья, кустарники, полукустарники, лианы, многолетние и однолетние травы.

Разнообразие жизненных форм позволяет этим растениям образовывать многоярусные сообщества, т. е. наилучшим образом использовать условия окружающей среды. Преобладающим становится симподиальное нарастание побегов. Прогрессирует проводящая система – появляются сосуды, возникают ситовидные трубки с клетками-спутницами, регулирующими их деятельность. Движение восходящего и нисходящего тока ускоряется.

У покрытосеменных произошли существенные прогрессивные эволюционные изменения, которые и сделали их победителями в борьбе за существование.

Происхождение покрытосеменных. Первые немногочисленные покрытосеменные появились в юрском периоде; со второй половины мелового периода они начали быстро распространяться по всей Земле, вытесняя господствовавшие в то время папоротники и голосеменные.

К концу мелового периода покрытосеменные завоевали сушу. Такая сравнительно быстрая смена растительности связана с изменением влажности воздуха и освещенности Земли, что привело к вымиранию или резкому уменьшению архегониальных растений, за исключением более засухоустойчивых хвойных.

Высокая морфологическая и экологическая пластичность, совершенная проводящая система, возникновение цветка и широкое распространение насекомоопыления (необходимы меньшее количество пыльцы, меньшая затрата пластических веществ), двойное оплодотворение – все эти факторы и обеспечили победу покрытосеменных.

Предположительное место возникновения покрытосеменных – горы тропиков и субтропиков Северного полушария. Предполагаемые предки – какие-то примитивные вымершие голосеменные с обоеполым стробилом (от греч. strobilus – шишка), из которого сформировался цветок (стробилярная, или эвантовая, теория происхождения цветка).

На удлиненной оси стробила располагались многочисленные вегетативные листья (будущий околоцветник), микроспорофиллы (будущие тычинки) и мегаспорофиллы (будущие пестики). Если исходить из этой теории, то наиболее примитивными являются цветки с многочисленными свободными, спирально расположенными на длинном цветоложе листочками околоцветника, тычинками и пестиками. Такие цветки характерны для магнолиевых, кувшинковых и лютиковых.

Другая теория происхождения цветка – псевдантовая, или теория ложного цветка. Согласно этой теории обоеполый цветок возник как собрание однополых стробилов, у которых не развиты кроющие листья.

По этой теории более примитивными являются мелкие однополые ветроопыляемые цветки с невзрачным околоцветником и малым числом частей, такие, как у березовых, буковых, ивовых.