Семенни растения: определение, строеж и видове (гимно- и ангиосперми)

Семенните растения (сперматофити или фанерогами) са група растения, чиито жизнени цикли включват образуване на семена. Групата се състои от гимносфери и покритосеменни растения. Семената им обикновено имат три основни части: (1) ембрион, (2) хранителен източник за ембриона (ендосперм или запасни тъкани на женския гаметофит) и (3) обвивка на семената (теста). Тези приспособления осигуряват защита, резервоар с хранителни вещества и възможност за продължително покой (дормантност), което прави семенните растения изключително успешни в сухоземни условия и води до тяхното широко разпространение в почти всички среди на сушата.

Строеж на семето

Типичното семе съдържа:

• Ембрион — развитието на бъдещото растение; при него се различават зародишен корен (радикула), зародишово стъбло (хипокотил) и едно или няколко зародишни листчета (котиледони).
• Хранителни тъкани — при ангиоспермите това обикновено е ендоспермът (резултат от двойното оплождане), а при повечето гимносперми запасните вещества се намират в тъканта на женския гаметофит.
• Семенна обвивка (теста) — произлиза от покривките на семенния зачатък и предпазва ембриона от изпадане и от неблагоприятни условия; в семето има и съкращение (микропил), през което може да влезе вода при покълване.

Класификация и основни групи

Живите сперматофити обикновено се групират в пет основни клaда:

• Цикади, тропични и субтропични дървесни или храстовидни растения с едри сложни листа (пинови листа) и относително непроменен примитивен растежен тип; много видове са защитени и имат ограничен ареал.
• Гинко, представено от един жив вид (дърво) — Ginkgo biloba, с характерни ветродухови листа и дълга еволюционна история.
• Иглолистни, шишаркови дървета и храсти — най-разпространената група гимносперми, включваща борове, смърчове, ела, лиственица, кипариси и др.; много от тях са важни стопански дървесни видове.
• Gnetophyta — малка, но морфологично разнообразна група дървесни и храстовидни растения, включваща родовете Gnetum, Welwitschia и Ephedra; тяхната еволюционна позиция спрямо другите гимносперми е предмет на изследвания.
• Angiosperms — покритосеменните или цъфтящите растения; най-голямата и най-разнообразната група от семенни растения, включваща хранителни култури, декоративни видове, треви, дървета и др. Те се характеризират с цветове и плодове, които затварят семената.

Размножаване и жизнен цикъл

Семенните растения имат типичен цикъл с алтернация на поколенията, но доминираща е диплоидната спорофитна фаза (видимото растение). Половата репродукция включва образуване на гамети чрез специализирани гаметофити с ограничена размерност и продължителност. Основни особености:

• Прахово зърно (пил) — носител на мъжкия гаметофит; опрашването може да става чрез вятър, вода или животни (насекоми, птици и др.).
• Конуси (шишарки) и цветове — при гимноспермите репродуктивните структури са шишарковидни, при ангиоспермите — цветове, които често привличат опрашвачи.
• Оплождане — при повечето ангиосперми има двойно оплождане (формира се зародиш и ендосперм), което е ключова иновация; при гимноспермите обикновено се формира само зародиш и хранителните запаси са от гаметофитния тъканен тип.
• Семена и разпространение — семената улесняват разсейването (с помощта на плодове, крилца, ечни придатъци или чрез животни) и позволяват преминаване през неблагоприятни периоди.

Екологично и икономическо значение

Семенните растения доминират повечето наземни екосистеми — от горски масиви до степи и пустини. Те са основен източник на кислород, храна и гориво за човека и другите организми. Някои важни приложения:

• Храна: зърнени култури, плодове, зеленчуци, маслодайни растения (главно ангиосперми).
• Дървесина и материали: иглолистни и широколистни дървета за строителство, хартия и мебели.
• Медицина и химия: билки, лечебни препарати и суровини за фармацевтични продукти.
• Екосистемни услуги: регулиране на климата, задържане на почви, местообитания за диви животни.

Фосили и еволюционна история

Изкопаемите семенни папрати (Pteridospermatophyta) са били сред първите успешни групи сухоземни растения. През пермския период са преобладавали гори, в които семенните папрати са били важен компонент. Родът Glossopteris е бил най-значимият дървесен род в древния южен суперконтинент Гондвана през пермския период. През триаския период семенните папрати намаляват и постепенно изчезват, докато съвременните групи гимносперми стават многобройни и доминиращи. По време на горна креда се наблюдава бърз разграждане и излъчване (радиация) на Angiosperms, което води до възхода на цъфтящите растения и тяхното бързо разпространение в различни екосистеми.

Кратко обобщение

Семенните растения представляват ключова група в растителното царство — със семената си те осигуряват защита, хранителен запас и възможност за разпространение и оцеляване при непостоянни условия. Групата включва както примитивни линии (цикади, гинко, иглолистни и Gnetophyta), така и изключително разнообразните ангиосперми, които формират основата на повечето наземни екосистеми и имат огромно икономическо значение за човечеството.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява растението със семена?

Въпрос: В какви среди доминират семепроизводните растения?

В: Колко живи групи сперматофити има?

В: Какви видове растения са били разпространени през пермския период?

В: Какво е Glossopteris?

В: Кога са се появили покритосеменните растения?

Въпрос: Дали покритосеменните растения все още доминират днес?

Търсене по буква