Покрытосеменные (цветковые) растения образуют самую разнообразную группу среди высших (наземных) растений. Количество их видов превышает 269 тысяч.
Цветковые растения и их классы
Цветковые представляют собой один из отделов клады высших (наземных) растений, или эмбриофитов. В свою очередь, покрытосеменные разделяются на два класса: однодольные и двудольные.
У обоих классов для размножения используется видоизмененный побег — цветок. В цветке содержится семяпочка, из которой развивается семя. Такая вложенная структура покрытосеменных отражается в названии отдела.
Каждый из этих двух классов цветковых разделяется на подклассы. У однодольных имеется 4 подкласса, а у 2-дольных — 8.
Отличительные признаки однодольных и двудольных растений
Классы двудольных и однодольных имеют четкие различия.
Количество семядолей
Главное различие классов закреплено в их названиях. У семени однодольного растения имеется только одна семядоля, а у двудольного — две.
Семядоли представляют собой эмбриональные листья. Однодольное растение имеет хорошо развитый эндосперм — особую ткань, окружающую зародыш и осуществляющую его питание. У двудольного эндосперма мало либо вовсе нет, а питание зародыша выполняют семядоли.
Корневая система
Двудольные имеют стержневую корневую систему. В ней хорошо заметен крупный, похожий на стержень, основной корень. От главного корня отходит множество мелких и тонких придаточных корней.
Главный корень способен глубоко проникать в почву, что позволяет растению лучше закрепиться, а также отыскивать воду. Например, у верблюжьей колючки (из семейства бобовых) корень уходит вглубь более чем на 20 метров.
Для однодольного характерна мочковатая корневая система. Главного стержня в ней нет — все придаточные корни «равноправны». Внешний вид такой системы напоминает кусок мочалки. Интересно отметить, что у некоторых 2-дольных (подорожник, земляника, лютик ползучий и другие) корневая система тоже относится к мочковатому типу.
Множество придаточных корней хорошо втягивают минеральные вещества и воду из почвы, но глубоко они, как правило, не проникают. Так, у кокосовой пальмы основная масса корней находится на глубине до 50 см, в то время как ствол достигает высоты 30 м.
Стебель
Этот надземный орган служит опорой для листьев и цветков. У большинства 2-дольных в стеблях и корнях имеется особая ткань — камбий. За счет клеток камбия стебель растет в ширину, а также может одревесневать.
У однодольных камбия нет, поэтому для них больше характерны травянистые стебли. Тем не менее отсутствие камбия не мешает кокосовой пальме формировать крепкий 30-метровый ствол.
Проводящие пучки
Эти элементы обеспечивают передвижение по растению воды и питательных веществ. У 1-дольного закрытый тип пусков. Камбия в них нет, поэтому вторичное утолщение стебля невозможно.
У 2-дольного растения пучки открытого типа и есть камбий, что делает возможным вторичное утолщение и одревеснение.
Листья
Для 2-дольных характерны листья, имеющие как простое строение, так и сложное. 1-дольные почти всегда имеют простые листья.
Жилкование листьев
Еще один яркий отличительный признак. В простых листьях 1-дольных жилки проходят либо параллельно друг другу, либо дугами. У 2-дольных жилки образуют сетчатый рисунок.
Количество элементов цветка
Цветки 2-дольных обычно имеют 4 или 5 лепестков, либо количество кратное этим числам.
У однодольного количество лепестков цветка всегда кратно 3.
Строение околоцветника
Эта часть цветка любого семейства призвана защищать органы размножения: тычинки и пестик.
У 2-дольных околоцветник чаще всего оказывается двойным. В нем присутствуют как образующие венчик лепестки, так и чашелистики.
У 1-однодольных околоцветники простые, лишенные чашелистиков. Яркий пример такого околоцветника — тюльпан. Но у свеклы, щавеля, представителей семейства магнолиевых и ряда других 2-дольных околоцветники тоже простые.
Опыление
Абсолютное большинство 2-дольных нуждаются в опылителях. Эту роль исполняют насекомые.
1-дольные могут опыляться с помощью ветра. Интересно заметить, что некоторые орхидеи опыляются строго определенным видом колибри.
Количество видов
Отдел цветковых имеет огромное разнообразие видов. Лидерами по количеству являются 2-дольные. В этот класс входит около 200 тысяч видов. К 2-дольным относятся бобовые, крестоцветные, розовые, астровые, березовые.
Класс 1-дольных содержит около 59 тысяч видов. Среди них луковые, злаковые, лилейные, пальмовые.
Таблица: сравнительные характеристики однодольных и 2-дольных растений
| Критерий сравнения | 1-дольные | 2-дольные |
| Количество семядолей | 1 | 2 |
| Количество семейств | ≈100 | > 400 |
| Опыление | Ветер | Насекомые |
| Количество лепестков | Кратно 3 | Кратно 4 или 5 |
| Околоцветник | Простой | Двойной |
| Стебель | Без камбия, не одревесневает | Имеет камбий, одревесневает |
| Листья | Простые, параллельное или дуговое жилкование | Сложные или простые, сетчатое жилкование |
| Корневая система | Мочковатая | Стержневая |
| Проводящие пучки | Закрытые | Открытые |
Исключительные виды
Все пальмовые относятся к 1-дольным. В их семени только одна семядоля, а в стебле нет камбия. Вторичного утолщения у них не происходит. Ствол утолщается исключительно благодаря первичной образовательной ткани, поэтому древесина пальм так сильно отличается от древесины березы, дуба, каштана и других 2-дольных деревьев.
У кокосовой пальмы диаметр ствола достигает 15-45 см. Диаметр слоновой пальмы (юбея) может превышать один метр. При этом юбея тоже не имеет камбия. Интересно отметить, что слоновая пальма может выдерживать кратковременное воздействие мороза до -20°С.
Большинство 1-дольных опыляется ветром. Но многие орхидеи не имеют такой способности и целиком зависят от какого-то одного вида опылителей. Так, орхидеи, которые опыляются пчелами, осами, шмелями, полностью исключили из своей окраски красный цвет, потому что эти насекомые его не различают. Венерин башмачок к тому же использует ложную приманку. Эта орхидея приманивает пчел ярким пятном, обещающим много нектара, но на самом деле его там нет.
Цветки орхидеи онцидиумов копируют своей формой и расцветкой самцов пчел рода центрис. Те набрасываются на цветок, чтобы затеять с ним драку и прогнать со своей территории. В результате пчелы пачкаются в пыльце и во время «драки» с другим цветком онцидиума опыляют его.
Орхидеи офрисы, наоборот, копируют самок некоторых видов пчел. Самцы пытаются с ними спариться и, перелетая с цветка на цветок, выполняют опыление.
Цветки ванили опыляются только мексиканскими пчелами рода мелипоны. Поэтому на ванильных плантациях, где эти пчелы не живут, роль опылителей приходится брать на себя людям.
Такие представители 2-дольных, как земляника, клевер ползучий, лютик ползучий, тоже являются исключениями из правил. Они обладают не стержневой корневой системой, а мочковатой.
Подорожник даже дважды «нарушает правила». Он принадлежит к классу 2-дольных, но у него мочковатая корневая система и дуговое жилкование листа. И то и другое характерно для 1-дольных.
Вороний глаз является 1-дольным. Но у него не ползучее корневище и сетчатое жилкование (хотя на первый взгляд оно похоже на дуговое). Цветок вороньего глаза тоже нарушает правила. У него 4 чашелистика и 4 лепестка, как у большинства представителей 2-дольных. Также иногда встречаются образцы с цветками, обладающими 5 чашелистиками и 5 лепестками. Вороний глаз знаменит еще и тем, что обладает самым большим геномом в растительном мире. В его геноме 150 миллиардов пар оснований. Ягоды вороньего глаза смертельно ядовиты. Известны случаи смерти после употребления в пищу всего одной ягодки. Тем не менее ядовитые листья и даже ягоды используются в народной медицине.