§ 11. Классификация покрытосеменных

Крупнейший класс отдела Покрытосеменные растения (насчитывающий более 200 тыс. видов), зародыш семени которых имеет две боковые семядоли.

• 1. Морфологический комплекс — обычно обладают стержневой корневой системой, сетчатым или пальчатым жилкованием листьев и расчленением листа на пластинку и черешок.
• 2. Анатомическое строение — проводящие пучки открытого типа (содержат образовательную ткань камбий, за счёт которой стебель растёт в толщину), кора и сердцевина четко разграничены.
• 3. Цветок и представители — цветки, как правило, четырех- или пятичленные; класс объединяет большинство широколиственных деревьев, кустарников, овощных, ягодных и масличных культур.

Класс цветковых растений (насчитывающий свыше 60 тыс. видов), зародыш семени которых имеет только одну семядолю.

• 1. Морфологический комплекс — характеризуются мочковатой корневой системой у взрослых растений, простыми нерасчлененными листьями с параллельным или дуговым жилкованием.
• 2. Анатомическое строение — проводящие пучки закрытые (лишены камбия), диффузно разбросаны по всему поперечному срезу стебля, выраженной коры и сердцевины нет.
• 3. Цветок и экологические формы — цветки обычно трехчленные (кратные 3); представлены преимущественно травами (злаки, лилейные, орхидеи, осоки), реже древовидными формами без вторичного утолщения (пальмы, бамбук).

Основная таксономическая категория в биологической классификации, объединяющая группу родственных родов цветковых растений на основе общности строения генеративных органов.

• 1. Диагностические признаки — выделяется главным образом по морфологии цветка (число элементов, характер срастания околоцветника, тычинок, пестиков) и типу образующегося плода.
• 2. Масштабы таксона — отдел покрытосеменных включает более 400 семейств: от небольших до грандиозных, насчитывающих десятки тысяч видов (Сложноцветные, Орхидные).
• 3. Прикладное значение — позволяет точно прогнозировать химический состав, лекарственные свойства и агротехнические требования новых и малоизученных видов растений.

Однодольные и двудольные растения различаются по целому комплексу устойчивых анатомических и морфологических признаков:

• Число семядолей зародыша: у двудольных семя содержит 2 семядоли (в которых часто запасаются белки и жиры), у однодольных — ровно 1 семядолю (выполняющую роль всасывающего щитка);
• Тип корневой системы: у проростков двудольных развивается главный корень, формирующий стержневую систему; у однодольных зародышевый корешок быстро отмирает, а из стебля развивается мочковатая система придаточных корней;
• Жилкование листьев: для двудольных типично сетчатое (перистое) или пальчатое жилкование; для однодольных — параллельное (злаки) или дуговое (ландыш);
• Форма листьев: у двудольных листья бывают как простыми, так и сложными, разделены на черешок и пластинку; у однодольных листья всегда простые, цельные, чаще сидячие или охватывающие стебель трубчатым влагалищем;
• Анатомия стебля: проводящие пучки двудольных имеют камбий (способны к росту в толщину древесины), кора и сердцевина четко выражены; у однодольных камбия нет (пучки закрытые), пучки разбросаны по всей толще стебля;
• Архитектура цветка: цветки двудольных чаще всего пятичленные или четырехчленные с двойным околоцветником; цветки однодольных — трехчленные (число лепестков и тычинок кратно 3), часто с простым околоцветником.

Растения класса Двудольные характеризуются следующими ключевыми признаками:

• Наличие двух семядолей в семени, обеспечивающих проросток запасом органических веществ;
• Стержневая корневая система с выраженным мощным главным корнем, глубоко уходящим в почву;
• Сетчатое жилкование листовых пластинок и частое расчленение на черешок и пластинку (а также наличие сложных листьев);
• Наличие кольца камбия в стеблях и корнях, обеспечивающего вторичное нарастание проводящих тканей в толщину и образование годичных колец древесины;
• Пятичленный или четырехчленный тип цветка (например, 5 чашелистиков, 5 лепестков, 5 или 10 тычинок);
• Исключительное разнообразие жизненных форм: деревья (дуб, береза, липа), кустарники (шиповник, сирень, смородина) и травы (однолетние, двулетние и многолетние).

Важнейшими и определяющими признаками при выделении семейств покрытосеменных растений служат особенности строения генеративных органов:

• Строение и архитектура цветка: число чашелистиков и лепестков, свободное или сросшееся строение венчика, форма венчика (правильный, мотыльковый, колесовидный, трубчатый, язычковый), число и взаимное расположение тычинок, число пестиков и строение завязи;
• Тип плода: сочный (ягода, костянка, яблоко) или сухой (стручок, стручочек, боб, коробочка, семянка, зерновка);
• Строение соцветий: кисть, головка, корзинка, зонтик, щиток, завиток или метелка;
• Дополнительные морфологические черты: характер листорасположения, тип прилистников, а также биохимические маркеры (эфирномасличные железки, наличие млечного сока).

Высокое морфологическое сходство представителей одного семейства объясняется следующими биологическими причинами:

• Общность эволюционного происхождения (родство): все растения одного семейства произошли от общего предкового вида и унаследовали от него устойчивый генетический план строения;
• Устойчивость генеративных органов: цветки и плоды значительно медленнее изменяются под воздействием климата и внешних условий по сравнению с вегетативными органами (листьями и корнями), сохраняя фундаментальные семейственные признаки;
• Совместная эволюция с опылителями (коэволюция): форма цветка, нектарники и расположение пыльников закрепились в семействе как идеальный механизм для опыления конкретными группами насекомых (например, перепончатокрылыми или чешуекрылыми);
• Общие пути расселения плодов и семян: закрепленный тип плода (например, боб с сухими створками или стручок) эффективно обеспечивает выживание семян всех видов семейства в схожих экологических условиях.

Ниже приведен план научного рисунка и диагностические признаки для тетради (на примере двух эталонных объектов):

• Вариант А: Класс Двудольные — Горох посевной (Pisum sativum) или Сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris):
• Корневая система: стержневая — четко выражен центральный главный корень с боковыми ответвлениями первого и второго порядков;
• Лист: сложный перистый лист с сетчатым жилкованием листочков и выраженным черешком;
• Цветок: пятичленный план строения — двойной околоцветник, чашечка из 5 сросшихся чашелистиков, венчик из 5 лепестков, 10 тычинок (9 сросшихся + 1 свободная), 1 пестик.
• Вариант Б: Класс Однодольные — Тюльпан лесной (Tulipa sylvestris) или Пшеница мягкая (Triticum aestivum):
• Корневая система: мочковатая — развит плотный пучок тонких придаточных корней одинаковой толщины (главный корень отсутствует);
• Лист: простой, удлиненный, сидячий, с параллельным или дуговым расположением жилок;
• Цветок: трехчленный план строения — простой околоцветник из 6 листочков (2 круга по 3), 6 тычинок (в двух кругах) и 1 пестик с трехлопастным рыльцем.