Чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних? Основні відмінності

Голонасінні (лат. Gymnospermae ) і покритонасінні, або квіткові (лат. Magnoliophyta ) - це дві різні групи царства рослин (подцарство Вищі рослини), що з'являлися послідовно в еволюційному розвитку природи. Вони відіграють важливу роль у життєзабезпеченні планети, складаючи її зелений покрив. Деякі представники цих груп в даний час є повністю вимерлими і відносяться до розряду копалин відкладень. Зараз на Землі існують і голо-, і покритонасінні рослини. Є основні відмінності, що характеризують обидві групи.

Походження

Походження та вік - це основне, чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних. Голонасінні - дуже древня група рослинних організмів. Вони існують на Землі з Девонського періоду (Палеозойська ера), це близько 370 млн років тому. Вважається, що вони були нащадками насінних папоротей (лат. Pteridospermae ) - повністю вимерлих рослин, численні відбитки яких часто знаходять у відкладах пізнього девону і раннього крейди. Квіткові або покритонасінні рослини з'явилися 120-150 млн років тому на кордоні юрського і крейдового періоду (Мезозойська ера) і швидко посіли панівне становище на планеті. Вважається, що їх предками були давні голонасінні рослини.

Різноманітність видів і форм життя

Голонасінні рослини налічують приблизно 1000 видів, що існують в даний момент в природі. Інші представники цієї групи є повністю вимерлими і часто виявляються палеонтологами у викопному вигляді. Форми життя - вічнозелені дерева і чагарники, а також редковстречаемые ліани. Відділ голонасінних представлений декількома класами:

Саговниковые: саговник пониклий, стангерия шерстиста, бовения та ін.

Беннеттитовые: вильямсония, нильсониоптерис (повністю вимерлий клас).

Гнетовые: ефедра хвощова, веливичия мірабіліс.

Гінкгові: гінкго білоба.

Хвойні: ялина, ялиця, сосна, ялівець, кедр та ін

Значно більше видове різноманіття - це те, чим відрізняються покритонасінні від голонасінних. Покритонасінних налічується близько 300 тис. видів, - це більше половини всіх рослин планети. Вони існують у формі дерев, чагарників, багаторічних і однорічних трав, ліан. Їх класифікація відрізняється великою різноманітністю і складністю, а саме:

Клас Однодольні:

Сімейства: Злаки: жито, овес, пшениця та ін. Лілейні: лілія, тюльпан, часник, цибуля та ін

Клас Дводольні:

Сімейства: Пасльонові: картопля, тютюн, паслін, дурман, блекота та ін. Айстрові: соняшник, полин, кульбаба, топінамбур та ін. Бобові: соя, нут, горох, квасоля та ін Хрестоцвіті: капуста, редька, редиска, ріпа та ін Розоцвіті: троянда, шипшина, горобина, вишня ін.

Органи розмноження

Основна відмінність покритонасінних і голонасінних рослин - орган статевого розмноження. У першої групи це квітка, в зав'язі якого формуються насіння (плід) після запліднення. Він складається з тичинок - чоловічих статевих органів, маточки - жіночого статевого органа (з нього буде розвиватися плід), віночка з пелюстками, квітколожа і квітконіжки. Квітка розрізняється за формою, забарвленням і кольором в залежності від виду рослини.
У голонасінних рослин цю функцію виконує видозмінений пагін - шишка, яка може бути чоловічого чи жіночого, про що легко судити з її розмірами. Саме на її лусочках розвиваються семязачатки, і згодом утворюється насіння.

Запліднення

Процес запліднення - це ключове, чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних. У голонасінних він досить простий. У пилкових мішках відбувається поступове дозрівання пилкових зерен, які потім переносяться на жіночий гаметофит. Один спермій (чоловіча гамета) запліднює тільки одну яйцеклітину, після чого утворюється насіння. Процес протікає в семязачатках або мегаспорангиях. У квіткових відбувається інакше. Тут має місце подвійне запліднення, це те, чим покритонасінні рослини відрізняються від голонасінних. Коротко цей процес був описаний вітчизняним ученим Ц. Р. Навашиним у 1898 році. Відбувається наступним чином: з пыльцевого зерна всередину зав'язі проростають два спермія, один з них запліднює яйцеклітину, з якої розвивається насіння, другий - центральну клітину, яка дає початок ендосперму - запасу поживних речовин для зародка.

Освіта плода

Після запліднення квіткові рослини утворюють плоди - те, чим відрізняються покритонасінні від голонасінних. Освіта плоду з насінням всередині відбувається шляхом видозміни стінок зав'язі. Але іноді в його формуванні беруть участь оцвітина, тичинки і чашечка, все залежить від виду рослини. У цей час рух мінеральних і органічних речовин у рослині спрямоване в бік плоду, що може виснажити інші тканини. Плоди, як і видовий склад покритонасінних, характеризуються різноманітністю форм. Голонасінні рослини відрізняються від покритонасінних відсутністю плодів. Їх насіння розташовуються відкрито на лусочці шишки і нічим не захищені. Однак вони мають спеціальні пристосування, що дозволяють поширюватися на великі відстані.

Поширення

Спосіб поширення насіння - важлива обставина, чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних. У першої групи це відбувається єдиним шляхом - за допомогою вітру. Тому насіння забезпечені виростами, придатками крилоподібні форми і перетинчастого будови. Руху повітря здатні поширювати такі насіння на значні відстані, чим забезпечується розширення ареалу того чи іншого рослини.
У покритонасінних рослин способи поширення насінин більш різноманітні. Це відбувається за участю вітру, комах, птахів, ссавців, людей. Деякі насіння мають причіплювання і вирости, здатні чіплятися за одяг або шерсть тварин і так долати великі відстані. Багато плоди мають соковиту солодку м'якоть, їстівну для людей і тварин, що також забезпечує поширення насіння.

Будова провідних тканин

Пристрій провідної системи - це те, чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних. У більш давніх рослин рух води та поживних речовин у тканинах не є інтенсивним. Рідина рухається повільно по трахеидам - порожнистим трубках з товстими здерев'янілими стінками і перфорованими перегородками. Вони входять до складу ксилеми і забезпечують висхідний струм рідини - від коріння до листя. Трахеиды добре помітні при розгляді їх під мікроскопом. Провідна система покритонасінних більш досконала. У цих рослин трахеиды перетворилися в судини. Це дуже довгі трубки (у деяких ліан вони досягають десятки метрів), за якими здійснюється посилений струм рідини і поживних речовин. Ця особливість будови сприяє більш активному протіканню багатьох важливих фізіологічних процесів в рослині: утворення хлорофілу, фотосинтез, дихання.

Еволюційні переваги

Голонасінні рослини існують на Землі набагато довше, ніж покритонасінні. Але, незважаючи на це, вони не досягли різноманітності видів і форм, властивого більш молодим квітковим рослинам. Чим відрізняються покритонасінні від голонасінних? Які переваги дозволили їм зайняти панівне становище в рослинному світі планети? Є кілька моментів, які визначили це, а саме:

поява квітки, привабливого для комах, дозволило підвищити шанси рослини на запилення;

різноманітність варіантів запилення;

зав'язь захищає семязачаток від можливих пошкоджень;

подвійне запліднення дозволяє зародку насінини отримувати достатньо живлення для свого розвитку;

соковитий плід забезпечує схоронність знаходиться всередині нього насіння;

збільшення способів розповсюдження насіння;

різноманітність форм життя (дерева, трави, чагарники) дозволяє заселити більше екологічних ніш;

провідна система посилена судинами, що активізує багато необхідні фізіологічні процеси рослинного організму.

Основні відмінності. Короткий підсумок

Отже, чим відрізняються голонасінні рослини від покритонасінних? Коротко основні відмінності представників обох груп представлені в таблиці. Порівняльна характеристика голо - і покритонасінних рослин

Ознака



Голонасінні



Покритонасінні



Походження



Палеозойська ера



Мезозойська ера



Історичний вік



Близько 370 млн років



125-150 млн років



Видове різноманіття



Близько 1000 видів



Приблизно 300 тис. видів



Різноманітність форм життя



В основному дерева і чагарники



Дерева, чагарники, трави



Розташування насіння



Розташовується відкрито, нічим не захищене



Знаходиться всередині плоду



Запилення



Вітром



Вітром, комахами, птахами, самозапилення



Запліднення



Просте



Подвійне



Наявність плода



Немає



Є



Пересування води в тканинах



За трахеидам (повільний висхідний струм)



По судинах (посилений висхідний струм)

Виникли еволюційним шляхом, такі пристосування, як захист насіння, подвійне запліднення, запилення комахами, а також більш досконала провідна система, дозволили покрытосеменным рослинам зайняти домінуюче положення на планеті в світі флори.