9.10: Квітучі рослини

Так що ж таке квітка?

Цей крупним планом вигляд квітки лілії показує тонкі деталі цієї структури. Чому квіти такі барвисті? Яке призначення всіх деталей? Вони були однією з останніх пристосувань рослинного царства, що передбачає величезне еволюційне значення.

Квітучі рослини

Покритонасінні, або квітучі насінні рослини, утворюють насіння в зав'язях. У міру розвитку насіння зав'язі можуть перерости в плоди. Квіти приваблюють запилювачів, а плоди спонукають тварин розганяти насіння.

Частини квітки

Квітка складається з чоловічих і жіночих репродуктивних структур. Основні частини квітки показані на малюнку нижче. Вони включають тичинки, маточки, пелюстки та чашолистки.

• Тичинка - чоловіча репродуктивна структура квітки. Він складається з стеблоподібної нитки, яка закінчується пильовиком. Пильовик містить пилкові мішечки, в яких відбувається мейоз і утворюються пилкові зерна. Нитка піднімає пильовик високо, тому його пилок буде частіше дути на вітрі або бути підхоплена запилювачем тварин.
• Маточка - жіноча репродуктивна структура квітки. Він складається з рильця, стилю та зав'язі. Рильце підняте і липке, щоб допомогти йому зловити пилок. Стиль підтримує рильце і з'єднує його з яєчником, в якому міститься яйцеклітина. Пелюстки притягують до квітки запилювачів. Пелюстки часто яскраво забарвлені, тому запилювачі помітять їх.
• Чашолистки захищають квітка, що розвивається, поки він ще бутон. Чашолистки зазвичай зеленого кольору, що маскує бутон від можливих споживачів.

Квітка включає в себе як чоловічі, так і жіночі репродуктивні структури.

Квіти та запилювачі

Багато квітів мають яскраві кольори, сильні аромати та солодкий нектар для залучення тварин-запилювачів. Вони можуть залучати комах, птахів, ссавців і навіть плазунів. Під час відвідування квітки запилювач підбирає пилок з пильовиків. Коли запилювач відвідує наступну квітку, частина пилку відкидається на рильце. Це дозволяє перехресне запилення, що збільшує генетичне різноманіття.

Інші характеристики квітучих рослин

Хоча квіти та їх компоненти є основними нововведеннями покритонасінних рослин, вони не єдині. Покритонасінні рослини також мають більш ефективні судинні тканини. Крім того, у багатьох квітучих рослин зав'язі дозрівають в плоди. Плоди часто яскраво забарвлені, тому тварини, швидше за все, побачать і з'їдають їх і розганяють насіння (див. Малюнок нижче).

Яскраво забарвлені плоди приваблюють тварин, які можуть розсіяти їх насіння. Важко пропустити яскраво-червоні яблука на цих деревах.

Еволюція квітучих рослин

Вважається, що квітучі рослини еволюціонували щонайменше 200 мільйонів років тому з голонасінних рослин, таких як Gnetae. Найранішим відомим скам'янілостям квітучих рослин близько 125 мільйонів років. У викопних квітів є чоловічі та жіночі репродуктивні органи, але немає пелюсток або чашолисток.

Вчені вважають, що найбільш ранні квіти приваблювали комах та інших тварин, які поширювали пилок від квітки до квітки. Це значно підвищило ефективність запліднення над пилком, що поширюється вітром, яка може або не може насправді приземлитися на іншу квітку. Щоб краще скористатися цією «тваринною працею», рослини розвивали такі риси, як яскраво забарвлені пелюстки, щоб залучити запилювачів. В обмін на запилення квіти давали запилювачам нектар.

Давати безкоштовний нектар будь-якій тварині, яка трапилася, не було ефективним використанням ресурсів. Значна частина пилку може бути перенесена до квітів різних видів і тому витрачається даремно. В результаті у багатьох рослин розвивалися способи «приховати» свій нектар від усіх, крім дуже специфічних запилювачів, які з більшою ймовірністю відвідували б тільки квіти одного виду. Зі свого боку, запилювачі тварин спільно розвивали риси, що дозволило їм дістатися до прихованого нектару. Два приклади цього типу коеволюції наведені на малюнку нижче.

Колібрі має довгу вузьку купюру, щоб досягти нектару внизу квіток у формі трубки. Летюча миша активна вночі, тому яскраво-білі, нічно квітучі квіти приваблюють її. У кожному випадку квітуча рослина та її запилювач спільно еволюціонували, щоб стати краще відповідними для своїх ролей у симбіотичних стосунках.

Деякі з останніх покритонасінних рослин, які розвиваються, - це трави. Люди почали одомашнювати такі трави, як пшениця, близько 10 000 років тому. Чому саме трави? У них багато великих, їстівних насіння, які містять багато поживної їжі, що зберігається. Їх також відносно легко збирати. З тих пір люди допомогли сформувати еволюцію трав, як показано на прикладі на малюнку нижче. Трави постачають більшу частину їжі, споживаної людьми у всьому світі. Яке ще насіння трави ви їсте?

Рослина зліва, зване теосінте, є родоначальником сучасної, одомашненої кукурудзи, показаної праворуч. Посередині зображується проміжний етап. Як люди змогли так різко змінити рослину?

Класифікація квітучих рослин

Видів квітучих рослин налічується понад чверть мільйона, і вони демонструють величезну різноманітність. Тим не менш, майже всі квітучі рослини потрапляють в одну з трьох основних груп: монокоти, евдікоти або магноліди. Три групи розрізняються за кількома ознаками. Наприклад, ембріони монокоти утворюють всього одну сім'ядоль, тоді як ембріони евдикот і магнолід утворюють дві сім'ядолі. Розташування їх судинних тканин також різне. Приклади трьох груп квітучих рослин наведені в таблиці нижче.

Груповий	Зразки сімей	Зразки сімей
Монокоти	Трави	Орхідеї
Євдикоти	Ромашки	Горох
Магноліди	Магнолії	Авокадо

Резюме

• Більшість сучасних насіннєвих рослин - покритонасінні рослини, які дають насіння в зав'язях квітів.
• Зав'язі можуть перерости в плоди.
• Квіти приваблюють запилювачів, а плоди поїдають тварини. Обидві риси сприяють розгону насіння.

Рецензія

1. Опишіть чоловічі і жіночі репродуктивні структури квітів.
2. Вкажіть, як плоди допомагають розмножуватися квітучим рослинам.
3. Поясніть, як квітучі рослини та їх тваринні запилювачі спільно розвивалися.
4. Визначте монокоту.