Систематика цветковых растений. Двудольные и однодольные

Ботаника. Учебное пособие по специальности «Фармация»

Общая характеристика цветковых

Класс Magnoliopsida (магнолиопсиды) – Двудольные (Dicotyledones)

• Подкласс 1. Магнолииды – Magnoliidae
  • Порядок 1. Магнолиевые – Magnoliales
  • Порядок 2. Лимонниковые – Schisandrales
  • Порядок 3. Лавровые – Laurales
  • Порядок 4. Нимфейные – Nymphaeales
• Подкласс 2. Ранункулиды – Ranunculidae
  • Порядок 1. Лютиковые – Ranunculales
  • Порядок 2. Маковые – Papaverales
• Подкласс 3. Кариофиллиды – Caryophyllidae
  • Порядок 1. Гвоздичные – Caryophyllales
  • Порядок 2. Гречишные – Polygonales
• Подклассы Гамамелидиды и Дилленииды
• Подкласс 4. Гамамелидиды – Hamamelididae
  • Порядок 1. Буковые – Fagales
  • Порядок 2. Березовые – Betulales
• Подкласс 5. Дилленииды – Dilleniidae
  • Порядок 1. Чайные – Theales
  • Порядок 2. Фиалковые – Violales
  • Порядок 3. Тыквенные – Cucurbitales
  • Порядок 4. Каперсовые – Capparalles
  • Порядок 5. Вересковые – Ericales
  • Порядок 6. Мальвовые – Malvales
  • Порядок 7. Крапивные – Urticales
• Подклассы Розиды, Ламииды, Астериды
• Подкласс 6. Розиды – Dilleniidae
  • Порядок 1. Розоцветные – Rosales
  • Порядок 3. Бобовые – Fabales
  • Порядок 4. Льновые – Linales
  • Порядок 5. Крушиновые – Rhamnales
  • Порядок 7. Зонтичные – Apiales
• Подкласс 7. Ламииды – Lamiidae
  • Порядок 1. Пасленовые — Solanales
  • Порядок 2. Синюховые — Polemoniales
  • Порядок 3. Норичниковые — Scrophulariales
  • Порядок 4. Губоцветные — Lamiales
• Подкласс 8. Астериды – Asteridae
  • Порядок 1. Астровые — Asterales

Класс Лилиопсиды (Liliopsida) – Однодольные (Monocotyledones)

• Подкласс 1. Лилииды – Liliidae
  • Порядок 1. Лилейные – Liliales
  • Порядок 2. Амариллисовые – Amaryllidales
  • Порядок 3. Спаржевые – Asparagales
  • Порядок 4. Орхидные– Orchidales
  • Порядок 5. Мятликовые – Poales
• Подкласс 2. Арециды – Arecidae
  • Порядок 1. Аронниковые – Arales

Общая характеристика цветковых

Цветковые образуют основную массу растительного вещества биосферы. Общее число описанных видов цветковых превышает 250 тыс. Они объединены в 2 класса, 12 подклассов и 540 семейств. Цветковые характеризуются большим морфологическим разнообразием, представлены различными жизненными формами и широтой спектра условий среды, в которых они могут обитать. Цветковые растут в самых экстремальных условиях: в высокогорьях, в пустынях, на засоленных почвах. Они способны к быстрому заселению незанятых местообитаний. Размеры цветковых от гигантских (более100 м) до крохотных (меньше 1 см).

 

Важнейшие черты организации цветковых растений (обеспечили ведущее положение в биосфере)

• цветок (обеспечивает бесполое и половое размножение и образование семян);
• сильная редукция гаметофитов (развиваются в цветке; мужской – пыльцевое зерно, женский — зародышевый мешок);
• система переноса мужских гаметофитов к женским (перенос пыльцы на рыльце пестика не только с помощью ветра — анемофилия, но и насекомыми — энтомофилия);
• образование завязи (защита женского гаметофита) и впоследствии —плода (защита и распространение семян).
• совершенство семян (наличие эндосперма, способность к длительному покою, приспособления для распространения);
• развитая проводящая система и средства экономии воды (сосуды и ситовидные трубки с клетками-спутницами; кутикула, устьица, опушение);
• развитая корневая система (разветвление и проникновение на большую глубину, симбиоз с грибами и бактериями);
• развитый листовой аппарат (большая поверхность, многоярусное расположение, совершенная внутренняя структура);
• разнообразие жизненных форм (деревья, кустарники, травы многолетние и однолетние);

 

Главнейшие таксономические группы цветковых 

Отдел цветковые, или покрытосеменные (Magnoliophyta, или Angiospermae)

Класс 1. Магнолиопсиды (Magnoliopsida), или Двудольные (Dicotyledones)	Класс 2. Лилиопсиды (Liliopsida), или Однодольные (Monocotyledones)
Подкласс 1. Магнолииды – Magnoliidae	Подкласс 1. Алисматиды – Alismatidae
Подкласс 2. Ранункулиды – Ranunculidae	Подкласс 2. Триуридиды – Triurididae
Подкласс 3. Кариофиллиды – Caryophyllidae	Подкласс 3. Лилииды – Liliidae
Подкласс 4. Гамамелидиды – Hamamelididae	Подкласс 4. Арециды — Arecidae
Подкласс 5. Дилленииды – Dilleniidae	—
Подкласс 6. Розиды – Rosidae	—
Подкласс 7. Ламииды – Lamiidae	—
Подкласс 8. Астериды – Asteridae	—

 

Сравнительная характеристика однодольных и двудольных

Признак	Двудольные	Однодольные
Количество семядолей в зародыше	две	одна
Цветок	чаще всего 5- или 4-членные, редко 3-членные	чаще всего 3-членные, очень редко 4-членные
Анатомическое строение осевых органов	камбий есть; строение вторичное (пучковое или непучковое), пучки располагаются строго в один круг	камбия нет; строение первичное (пучковое), пучки более чем в один круг
Жилкование листа	перистое или пальчатое	параллельное или дуговое
Корневая система	стержневая или кистекорневая	мочковатая
Жизненная форма	от деревьев до однолетних трав	многолетние и однолетние травы, редко древовидные
Число семейств	418	122
Число родов	10 тысяч	3 тысячи
Число видов	190 тысяч	63 тысячи

 

Класс Magnoliopsida (магнолиопсиды) – Двудольные (Dicotyledones)

Подкласс 1. Магнолииды – Magnoliidae

Порядок 1. Магнолиевые – Magnoliales

С е м е й с т в о Магнолиевые – Magnoliaceae

(12 родов, около 240 видов)

Распространение — субтропики и тропики, центр разнообразия – Юго-Восточная Азия.

В России один из видов — магнолия обратнояйцевидная (Magnolia obovata) встречается на остраве Кунашир (Курильские острова).

Жизненные формы — деревья и кустарники, вечнозеленые и листопадные.

Листья – простые, очередные, с крупными рано опадающими прилистниками.

Цветки – одиночные, терминальные или пазушные, обоеполые, околоцветник простой, венчиковидный, редко подразделенный на чашечку и венчик, 3-6 членный, его сегменты располагаются циклически в 1 или 2 кругах; тычинки и плодолистики (карпеллы) многочисленные, располагаются на выпуклом (коническом) цветоложе спирально.

Магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora) (рис. 14. 1)

 

Рис. 14. 1. Магнолия крупноцветковая (фото).

 

Опыление — перекрестное жуками (проникают в нераскрытые бутоны) и самоопыление.

Плоды — шишковидные, апокарпные многолистовки; семена распространяются обычно птицами (орешковидные плодики – ветром) (рис. 14. 2).

 

Рис. 14. 2. Магнолия (цветок, плод, плодик).

 

Важнейшие роды – магнолия (Magnolia), тюльпанное дерево (Liriodendron).

Хозяйственное значение:

Лекарственные — магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora), препараты из ее листьев используются при лечении гипертонии.

Декоративные — магнолия крупноцветковая (M. grandiflora), выращивается в садах и парках Черноморского побережья.

 

Порядок 2. Лимонниковые – Schisandrales

С е м е й с т в о Лимонниковые – Shisandraceae

(2 рода, 47 видов)

Распространение – страны Восточной Азии.

Жизненные формы – вечнозеленые или листопадные вьющиеся кустарники.

В России один из видов – лимонник китайский (Schisandra chinensis) произрастает в Приморском и Хабаровском краях, Сахалинской и Амурской областях (рис. 14. 3).

 

Рис. 14. 3. Лимонник китайский (фото).

 

Листья – простые, очередные, цельные.

Цветки – пазушные, одиночные, реже по два, раздельнополые, околоцветник из 5-24 листочков; андроцей из 4-80 тычинок, обычно срастающихся между собой, гинецей из многочисленных (12-300) плодолистиков (карпелл), завязь верхняя.

Плоды – сочная многолистовка, в виде гроздевидной кисти, состоящая из ягодообразных 1-2 семянных плодиков. (рис. 14. 4)

 

Рис. 14. 4. Побег лимонника китайского с листьями и плодами.

 

Важнейшие роды – лимонник (Schisandra).

Хозяйственное значение:

Лекарственные – лимонник китайский (Schisandra chinensis), его плоды и семена используют для получения настойки, стимулирующей и тонизирующей центральную нервную систему.

Порядок 3. Лавровые – Laurales

С е м е й с т в о Лавровые – Lauraceae

(45 родов, 2500-3000 видов)

Распространение – субтропики и тропики.

Жизненные формы — деревья, кустарники, травянистые лианы.

Листья — очередные, простые, цельные, кожистые.

Соцветия – метельчатые, кистевидные или зонтиковидные.

Цветки — обоеполые и однополые, околоцветник из 4-6 сегментов, в слабо дифференцированных кругах; тычинки располагаются в 4 кругах, гинецей монокарпный, завязь полунижняя.

Плоды – костянка или ягодообразный, редко плод сухой.

Важнейшие роды – лавр (Laurus), коричник (Cinnamomum), авокадо (Persea) (рис. 14. 5).

 

Рис. 14. 5. Плод авокадо.

 

Хозяйственное значение:

Лекарственные – лавр благородный (Laurus nobilis), его листья содержат эфирные масла, входят в состав БАДов, применяемых для профилактики и вспомогательного лечения заболеваний органов пищеварения; коричник камфорный (Cinnamomum camphora) — источник натуральной камфоры;

Пищевые — лавр благородный (Laurus nobilis), его листья излюбленная приправа; коричник цейлонский (Cinnamomum zeylanicum), его кора замечательная пряность; авокадо, персея американская (Persea americana), его плоды содержат легкоусваиваемые масла и являются ценным диетическим продуктом.

 

Порядок 4. Нимфейные – Nymphaeales

С е м е й с т в о Нимфейные – Nymphaeaceae

(5 родов, 70 видов)

Распространение – пресноводные водоемы всех материков от тропиков до зоны тундр.

Жизненные формы – однолетние или многолетние травянистые растения с плавающими на поверхности воды листьями и мощными корневищами.

Листья – очередные, длинночерешковые, цельные.

Цветки — крупные, обоеполые, актиноморфные. Околоцветник двойной, чашелистиков 4 — 5 (зеленые или окрашенные), лепестков много и расположены они по спирали (иногда лепестки редуцированы до небольших чешуек); тычинки многочисленные, располагаются по спирали (у большинства кувшинок за счет постепенного расширения нити и редукции пыльников превращаются к периферии цветка в лепестки), гинецей ценокарпный, завязь верхняя, полунижняя и нижняя, состоящая из 5-35 сросшихся плодолистиков.

Кувшинка чисто-белая (Nymphaea candida) (рис. 14. 6).

 

Рис. 14. 6. Кувшинка чисто-белая (фото).

 

Опыление — перекрестное при помощи жуков и самоопыление.

Плоды – синкарпная ягодообразная многолистовка; семена распространяются птицами, рыбами, водой (рис. 14. 7).

 

Рис. 14. 7. Синкарпная многолистовка нимфейных.

 

Важнейшие роды – кубышка (Nuphar), кувшинка (Nymphaea), виктория (Victoria).

Хозяйственное значение:

Лекарственные – кубышка желтая (Nuphar lutea), ее корневища используют для получения медицинских препаратов, применяемых как бактерицидное и противозачаточное средство (рис. 14. 8 — 9).

 

Рис. 14. 8. Кубышка желтая (фото).

 

 

Рис. 14. 9. Корневище кубышки желтой (фото).

 

Декоративные – виктория царственная (Victoria amazonica) и виктория Круса (V. cruciana), введены в культуру в оранжерейных условиях, имеют гигантские, лежащие на воде округлые листья (до 2 м в диаметре) с краями, загнутыми вверх. Цветки достигают 35 см в диаметре.

 

Подкласс 2. Ранункулиды – Ranunculidae

Порядок 1. Лютиковые – Ranunculales

С е м е й с т в о Барбарисовые – Berberidaceae

(14 родов, около 650 видов)

Распространение – в умеренном и субтропическом климате Северного полушария.

Жизненные формы – травы, кустарники и небольшие деревья.

Листья – простые или сложные, часть их видоизменена в острые колючки.

Цветки – одиночные или в цимоидных соцветиях, обоеполые, актиноморфные, околоцветник двойной, циклический, чашечка и венчик 3-членные, лепестки в основании обычно имеют нектарники; тычинок 6, расположенных в двух кругах, гинецей из 1 плодолистика (монокарпный), завязь верхняя.

Опыление – насекомыми, ветром.

Плоды – ягодообразный.

Важнейшие роды – магония (Mahonia), подофилл (Podophyllum), барбарис (Berberis) (рис. 14. 10).

 

Рис. 14. 10. Барбарис обыкновенный.

 

Хозяйственное значение:

Лекарственные – подофилл щитовидный (Podophyllum peltatum), его корневища с корнями используют для приготовления препаратов, применяемых при заболеваниях печени и при лечении новообразований; листья и корни барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris) содержат алкалоид берберин и применяются для приготовления препаратов, обладающих седативным, желчегонным, мочегонным и противовоспалительным действием.

Пищевые – плоды некоторых видов магонии (Mahonia) используют в пищевой промышленности для приготовления соков, джемов, вина; плоды барбариса используют в восточной кухне.

 

Семейство Лютиковые – Ranunculaceae

(66 родов, более 2000 видов)

Распространение – в областях умеренного климата Северного полушария, часто по сырым местам.

Жизненные формы – чаще многолетние травы, реже – лианы, редко одно-двулетние травы и полукустарники.

Листья — очередные, простые, рассеченные, раздельные, лопастные, реже цельные, без прилистников.

Соцветия — чаще цимоидные, редко ботриоидные кистевидные или метельчатые, реже цветки одиночные.

Цветки — обоеполые, актиноморфные, изредка зигоморфные, околоцветник двойной или простой, чашелистиков от 2 до 6, лепестков обычно 5, иногда они частично редуцируются и превращаются в нектарники; тычинки многочисленные и располагаются спирально, гинецей апокарпный, завязь верхняя, плодолистиков от одного до множества.

Калужница болотная (Caltha palustris) (рис. 14. 11).

Рис. 14. 11. Калужница болотная.

 

Борец северный (Aconitum septentrionale) (рис. 14. 12).

Са₅Со_{2 нектарника}AG₃

 

Рис. 14. 12. Борец северный.

 

Лютик ползучий (Ranunculus repens) (рис. 14. 13).

 

Рис. 14. 13. Лютик ползучий.

 

Опыление – насекомыми, ветром.

Плоды – многоорешек, многолистовка, сочная однолистовка; распространяются ветром, водой, животными.

Важнейшие роды – аконит (Aconitum), адонис (Adonis), ветреница (Anemone), калужница (Caltha), живокость (Delphinium), лютик (Ranunculus), василистник (Thalictrum), прострел (Pulsatilla) (рис. 14. 14).

Рис. 14. 14. Прострел раскрытый (фото).

 

Подавляющее большинство лютиковых – ядовитые растения!

Хозяйственное значение:

Лекарственные – виды рода аконит (Aconitum) и живокость (Delphinium) содержат алкалоиды, которые применяются для лечения заболеваний нервной системы; адонис (горицвет) весенний (Adonis vernalis) содержит сердечные гликозиды, обладающие кардиотоническим и седативным действием (рис. 14. 15).

 

Рис. 14. 15. Адонис весенний.

 

Декоративные – в открытом грунте широко культивируются виды аконита, живокости, водосбора (Aquilegia).

 

Порядок 2. Маковые – Papaverales

С е м е й с т в о Маковые – Papaveraceae

(26 родов, более 250 видов)

Распространение – главным образом в Северном полушарии.

Жизненные формы – травы, иногда кустарники и небольшие деревья.

Травянистые растения, в млечниках содержат латекс (млечный сок).

Листья — очередные, простые, часто более или менее рассеченные, без прилистников.

Цветки – одиночные, обоеполые, актиноморфные, околоцветник двойной, чашечка из 2-3, часто целиком сросшихся чашелистиков, венчик состоит из 4 (реже 6-12) лепестков, редко венчик отсутствует; тычинки многочисленные (редко 6), гинецей ценокарпный из 2 и более плодолистиков, завязь верхняя.

Мак самосейка (Papaver rhoeas).

Опыление – насекомыми, ветром.

Плоды – коробочка.

Важнейшие роды – мак (Papaver), чистотел (Chelidonium), маклейя (Macleaya).

Хозяйственное значение:

Лекарственные – маковые содержат в млечном соке алкалоиды наркотического действия (морфин, кодеин, папаверин и др.).

Чистотел большой (Chelidonium majus) — используется для получения препаратов, оказывающих желчегонное, бактерицидное, наружное противовоспалительное, антиаллергическое действие; мак снотворный (Papaver somniferum) — используется для получения препаратов, обладающих сильным болеутоляющим, успокаивающим действием; виды рода маклейя (Macleaya) — используются для получения препаратов, обладающих антибактериальной и антимикробной активностью (рис. 14. 16).

 

Рис. 14. 16. Чистотел большой.

 

Пищевые и технические – мак снотворный (Papaver somniferum), его семена содержат 40-50 % жирного масла (рис. 14. 17).

 

Рис. 14. 17. Мак снотворный.

 

Декоративные – в открытом грунте широко культивируются виды, не содержащие наркотических веществ – мак восточный и альпийский, эшшольция калифорнийская.

Подкласс 3. Кариофиллиды – Caryophyllidae

Порядок 1. Гвоздичные – Caryophyllales

С е м е й с т в о Гвоздичные – Caryophyllaceae

(80 родов, более 2000 видов)

Распространение – по всему миру, главным образом, в умеренных областях Северного полушария.

Жизненные формы – одно- и многолетние травы, реже кустарники.

Листья – супротивные, редко очередные (тогда имеют пленчатые прилистники), простые, цельные.

Соцветия – дихазиальные, редко цветки одиночные.

Цветки – обоеполые, актиноморфные, околоцветник двойной, чашечка из 5 сросшихся или свободных чашелистиков, венчик состоит из 5 лепестков, редко венчик отсутствует (у некоторых видов в месте перехода широкого отгиба в ноготок имеются пленчатые придатки, образующие привенчик); тычинок 4-5 или 10 в одном или двух кругах, гинецей ценокарпный из 2-5 плодолистиков с преимущественно свободными столбиками, завязь верхняя.

Са₍₅₎Со₅A₅₊₅G₍₂₎ – гвоздика травянка (Dianthus deltoides).

Опыление – насекомыми, реже самоопыление.

Плоды – коробочка; семена распространяются в основном ветром и муравьями.

Важнейшие роды – гвоздика (Dianthus), ясколка (Cerastium), дрема (Melandrium), мыльнянка (Saponaria), смолевка (Silene), звездчатка (Stellaria).

Хозяйственное значение:

Декоративные – виды рода гвоздика (Dianthus).

В побегах многих гвоздичных накапливается значительное количество тритерпеновых сапонинов (при встряхивании с водой образуют стойкую пену), используемых для технических нужд.

Порядок 2. Гречишные – Polygonales

 С е м е й с т в о Гречишные – Polygonaceae

(30-35 родов, приблизительно 1000 видов)

Распространение – по всему миру, но главным образом в умеренных областях Северного полушария.

Жизненные формы — одно- и многолетние травы, реже кустарники, лианы и деревья.

Листья – очередные, простые, цельные. Характерный признак – раструб (образован прилистниками, которые срастаются в пленчатую трубку различной формы и охватывают стебель над узлом).

Соцветия – ботриоидные либо цимоидные, кистевидные или метельчатые; реже цветки одиночные в пазухах листьев.

Цветки – обоеполые или однополые, актиноморфные, околоцветник простой, обычно с зелеными или окрашенными долями, слегка срастающимися при основании, число листочков варьирует от 2 до 6; тычинок от 3 до 9 (между их основаниями нередко располагается нектарный диск или отдельные нектарники), гинецей ценокарпный из 2-3 плодолистиков (с одним семязачатком), столбики свободные или сросшиеся, завязь верхняя.

Р₃₊₃A₃₊₃G₍₃₎ – щавель (Rumex)

Опыление – насекомыми, ветром.

Плоды – гранистый орех (число граней равно числу плодолистиков); распространяются ветром, реже водой и животными.

Важнейшие роды – щавель (Rumex), горец (Polygonum), ревень (Rheum), гречиха (Fagopyrum) (рис. 14. 18).

 

Рис. 14. 18. Гречиха посевная: 1- внешний вид растения, 2 – цветок, 3 – гинецей, 4 — плод (внешний вид), 5 – плод в разрезе.

 

Хозяйственное значение:

Лекарственные – горец перечный (Polygonum hydropiper), горец почечуйный (P. persicaria) и горец птичий (P. aviculare) содержат флавоноиды, дубильные вещества, витамины С и К и используются для получения препаратов, обладающих кровоостанавливающим действием; корневища змеевика большого (Bistorta major) используют для получения препаратов, обладающих вяжущим, кровоостанавливающим и противовоспалительным действием; щавель конский (Rumex confertus) и ревень дланевидный (Rheum palmatum) содержат антрагликозиды, дубильные вещества и используются для получения препаратов, обладающих слабительным действием (рис. 14. 19 — 20).

 

Рис. 14. 19. Горец почечуйный.

 

 

Рис. 14. 20. Змеевик большой.

 

Пищевые – гречиха посевная (Fagopyrum esculentum) – широко распространенное крупяное растение; употребляют в пищу листья щавеля кислого (Rumex acetosa) и черешки ревеней (Rheum).