В чем проявляются эволюционные изменения покрытосеменных растений по сравнению с папоротниковидными?

Коротко: покрытосеменные «ушли вперёд» от папоротниковидных за счёт семени внутри завязи (плода), цветка и опыления, двойного оплодотворения, сильного сокращения гаметофита и более совершенной проводящей и вегетативной организации. Это позволило им уйти от зависимости от воды при размножении, быстрее размножаться и эффективнее расселяться.

Подробно по ключевым отличиям и эволюционным новшествам:

1. Семя, завязь и плод

• У папоротниковидных размножение спорами; оплодотворение возможно только в воде (подвижные сперматозоиды).

• У покрытосеменных формируется семя — защищённый зародыш с запасом питательных веществ — и оно развивается внутри завязи; после оплодотворения из завязи образуется плод. Плод защищает семя и обеспечивает разнообразные способы расселения (ветер, вода, животные).

2. Цветок и опыление

• У папоротниковидных нет цветков; половые органы на гаметофите (заростке).

• У покрытосеменных появляется цветок — специализированная репродуктивная система, которая обеспечивает перенос пыльцы (ветром, насекомыми, птицами, млекопитающими). Возникает коэволюция с опылителями, что резко повышает эффективность скрещивания, уменьшает зависимость от воды и расширяет ареалы.

3. Двойное оплодотворение и эндосперм

• Специфическая для покрытосеменных особенность: один спермий оплодотворяет яйцеклетку (зародыш), второй — центральную клетку (образуется эндосперм).

• Эндосперм — специализированная питательная ткань, которая «инвестирует» ресурсы строго после успешного оплодотворения, повышая экономичность размножения.

4. Резкое сокращение и скрытность гаметофита

• У папоротниковидных гаметофит относительно крупный, свободноживущий заросток.

• У покрытосеменных гаметофиты микроскопичны и развиваются внутри спорофита (пыльцевое зерно и зародышевый мешок), что даёт лучшую защиту половых структур и синхронизацию развитий.

5. Независимость оплодотворения от воды

• Папоротниковидным для слияния гамет нужна вода.

• У покрытосеменных пыльцевые трубки доставляют спермии к яйцеклетке по суше; это открыло путь к заселению сухих и переменчивых местообитаний.

6. Совершенствование проводящих тканей

• У большинства папоротниковидных ксилема представлена в основном трахеидами; флоэма — ситовидными клетками без компаньонов.

• У покрытосеменных появляются сосуды (в ксилеме) и ситовидные трубки с клетками-спутниками (во флоэме) — более эффективный транспорт воды, минералов и органики, ускоренный рост и большая продуктивность.

7. Лист, стебель, корень и жизненные формы

• Папоротниковидные в основном травянистые, хотя бывают деревянистые формы (древовидные папоротники).

• У покрытосеменных колоссальное разнообразие жизненных форм: от однолетников до гигантских деревьев; многочисленные вторичные приспособления (шипы, видоизменённые листья/корни, сочные ткани и т. п.), тонкие анатомо-физиологические регуляции (например, более гибкое регулирование устьиц, С4/CAM-фотосинтез у ряда линий).

8. Переход к гетероспории как норме и специализация репродукции

• У папоротниковидных преобладает равноспоровость (исключения — саговники и плауны гетероспоровы, но это другие отделы).

• У покрытосеменных гетероспория абсолютна: микроспоры → пыльца, мегаспоры → зародышевый мешок; каждая линия глубоко специализирована, что повышает надёжность и эффективность репродукции.

9. Ускорение жизненного цикла и гибкость стратегии

• Цветок, опыление и миниатюрные гаметофиты сокращают время от цветения до созревания семян; возможны однолетние циклы, массовое семенное размножение и быстрая адаптация популяций.

Итог: по сравнению с папоротниковидными, покрытосеменные получили набор эволюционных «инноваций» — семя в плоде, цветок, двойное оплодотворение, микрогаметофиты и более эффективные сосудистые ткани. Это сделало их менее зависимыми от воды при размножении, повысило успешность опыления и расселения и обеспечило доминирование покрытосеменных в современной флоре.